测量不确定度作业指导书
附录-1 测量不确定度评定步骤
1.明确被测量,简述被测量的定义以及测量方案和测量过程;
2.画出测量系统方框示意图
3.给出评定测量不确定度的数学模型,即被测量Y与各输入量之间的函数关系,若Y的测量结果为y,输入量Xi的估计值为x,则
iy?f(xi,x2,......xN)
4.根据数学模型列出各不确定度分量的来源(即输入量x),尽可能做到不遗漏不重复,如测量
i结果是修正后的结果应考虑由修正值所引入的不确定度分量。
5.评定各输入量的标准不确定度u(x),并通过由
i数学模型得到的灵敏系数c(c???y),进而给出
iixi与各输入量对应的标准不确定度分量u(y)。如扩
i展不确定度用
UP
(如
U0.95
)表示,则应估算对应
ii于各输入量标准不确定度的自由度?,根据x的实际情况可以选择A类或B类评定得到其u(x)。
i5.1 A类评定
在重复条件下对x作n次独立重复测量,得到n个测量结果x,(k?1,2,...n),则其最佳估计值(平均
k
值)为:
x??xk?1nkn
单次测量的标准不确定度为: u(x)?s(x)?ii?(x?x)k?1in2
n?1以独立测量列的算术平均值作为测量结果,测量结果的标准不确定度:
u?x??s?x??s?x?
in如测量系统稳定,且样品稳定性和均匀性都较好,实时测量的标准不确定度u(x)均可以由预
i先评估时所作的n次测量结果得到。如实时提供给客户的是单次测量的测得值,其标准不确定度可以用上述u(x)?s(x)的值,如实时提供给客户
ii的是n次测得值的平均值,其相应的标准不确定度为 s(x) 。通常以独立测量列的算术平均值作
i n 为测量结果,其平均值的测量结果的标准不确定度为u(x)。
5.2 B类评定
5.2.1若资料(如检测证书)给出x的扩展不确定度U(x)和包含因子K,则x的标准不确定度为:
iii
u(xi)?U(xi)k
●若资料只给出了U,没有指明k,则可以认为k = 2(对应约95%的置信概率); ●若资料只给出UpiP(xi)(其中P为置信概率),
则包含因子k与x的分布有关,此时除非另有说明一般按照正态分布考虑,对应p =0.95,k可以查表得到,即k=1.960 ;
p ● 若资料给出了UppeffP(xi)及v,则k可查t分布
effp表得到,即k?t(v) ;
5.2.2 若由资料查得或判断x的可能值分布区
i间半宽度a(通常为允许误差限的绝对值)则x的
i标准不确定度为:
u(xi)?ia k此时,k与x的分布有关(参见JJF1059-1999附录B“概率分布情况的估计”) 对应几种非正态分布其包含因子为: 反正分布 两点 弦 k 矩形 3梯形 其中?为上下底边之比值 6/1?三角 6?21 2 6.合成不确定度u(y)的计算
c
uc(y)??f?f?f()?2.()?????.r(x,x).u(x).u(x) uxxx?xiN2N?1Ni?1ii?1j?i?1ijijij2式中x,x为输入量,i?j
ijr(xi,xj)为输入量xi和xj之间的相关系数估计值。
实际工作中,若各输入量之间均不相关,或虽有部分输入量相关,但其相关系数较小而近似为
r(xi,xj)= 0,于是u(y)可简化为:
cuc(y)??f)u(x)?(?xiN2i?1i2??cu(x)ii22
7.不确定度分量汇总
标准输入估计不确概率分灵敏系不确定度分 f 量?f量X 值x 定度布 数c???xu(y)??u(x)xu(x) iiiiiiii 输出量y 合成不确定度u(y) c8. 扩展不确定度的确定与表述