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1、測量不確定度評定,主要内容,測量不確定度的定義 測量不確定度的表示 測量不確定度的評定 測量不確定度評定的簡化問題 塑料熱變形溫度測定測量不确定度報告,一、測量不確定度的定義,測量不確定度-uncertainty of measurement 表徵合理地賦予被測量之值的分散性與測量結果相聯係的參數。 誤差與不確定度的關係：測量中的不可靠量值為誤差，導致測量結果的不可靠量值為不確定度。,測量不確定度的評定結果： 1.合成標準不確定度為:uc=0.024(%) 2.擴展不確定度: U0.024%20.048（%），（k=2） 3.結果: 樣品中鎳含量為（0.8950.048）%, (k=2)。,一
2、、測量不確定度的定義,不確定度-uncertainty 可疑程度，廣義而言，測量不確定度意為對測量結果正確性的可疑程度。測量的水平和質量用 “測量不確定度”來評价，不確定度越小，則測量結果的可疑程度越小，可信程度越大，測量結果的質量越高，水平越高，其使用價值越高，反之亦然。,一、測量不確定度的定義,不確定度-uncertainty,JJF1059-1999測量不確定度評定與表示,二、測量不確定度的表示,1.測量不確定度分類: A類評定-type A evaluation 用對觀測列進行統計分析的方法來評定的標准不確定度；通常以符號ua表示。 B類評定-type B evaluation 用不同
3、于對觀測列進行統計分析的方法,來評定標准不確定度；通常以符號ub表示；它用於根據經驗或資料及假設的概率分佈估計的標準偏差表徵。,二、測量不確定度的表示,1. 標准不確定度- standard uncertainty: 以標准偏差表示的不確定度,通常以符號ua表示. 2. 相對標準不確定度-relative standard uncertainty： 不確定度除以測量值的期望（平均值），無量綱，常以百分數表示，通常以符號urel表示,二、測量不確定度的表示,3. 合成標准不確定度-combined standard uncertainty: 當測量結果是合成由若干個其他量的值求得時,按其他各量方
4、差和協方差算得的標准不確定度，通常以符號uc表示,二、測量不確定度的表示,4. 擴展不確定度-expanded uncertainty: 確定測量結果區間的量,合理賦予被測量之值分布的大部分可望含于此區間.擴展不確定度分為兩種,通常以符號表示 = kuc -合成標准不確定度乘以包含因子. p=kpuc(y)-具有概率p的置信區間的擴展不確定度.,5. 包含因子-coverage factor 為求得擴展不確定度,對合成標准不確定度所乘之數字因子. 包含因子其值一般在23范圍內 根據其含義可分為兩種:k=U/uc ; kp=Up/uc, 下腳標p為置信概率,即置信區間所需要的概率.,二、測量不確
5、定度的表示,6. 置信概率-confidence level 當測量值服從某種分布時落于某區間的概率即為置信概率. 用符號p表示, 亦稱置信水平、置信水准或置信系數. 其介于(0-1)之間,常用百分比表示.,二、測量不確定度的表示,1.確定被測量和測量方法 被測量：作爲測量對象的特定量 例：給定的水樣品在20時的蒸汽壓力 注：1.對被測量的詳細描述，可要求包括對其他有關量（如時間、溫度和壓力）做出説明。 2.實踐中，被測量應根據所需準確予以完整定義，以便對所有的測量，其值是單一的。例如：一根標稱值為1m的鋼棒其長度需測至微米級準確度，其技術説明應包括給定溫度和壓力。但若只需毫米級準確度，則無需
6、規定溫度、壓力和其他影響量的值。,三、測量不確定度的評定,1.確定被測量和測量方法 測量方法包括:測量原理,測量儀器,測量 條件以及測量和數據處理程序等.,三、測量不確定度的評定,2.找出所有影響測量不確定度的影響量 即測量不確定度的來源. .定義不完整; B.測量方法不理想; .樣品代表性不夠; .環境條件影響; 人為因素; .測量儀器的性能; .標准不確定度的引入; .引入量或其它參數的不確定度等.,三、測量不確定度的評定,3.建立滿足測量不確定度評定所需的數學模型 Y= f(x1 ,x2 , xn ),三、測量不確定度的評定,例:用卡尺測一工件尺寸,工件尺寸就等于卡尺的示值.則其數學模型
7、可簡單為: y=x+u() 其中: y -房間長度的估計值 x -卡尺的觀測值 u() -卡尺示值誤差影響,4.標准不確定度類評定: 重復性條件或復現性條件下 重復性-repeatability 在相同測量條件下，對同一被測量進行連續多次測量所得結果之間的一致性。 重復性條件包括： a)相同的測量程序； b)相同的觀測者； c)在相同的條件下使用相同的測量儀器； d)相同地點； e)在短時間内重復測量,三、測量不確定度的評定,4.標准不確定度類評定: 重復性條件或復現性條件下 復現性-reproducibility 在改變了的測量條件下，同一被測量的測量結果之間的一致性。 復現性可改變的條件包
8、括： 測量原理； 測量方法； 觀測者； 測量儀器； 參考測量標準；,三、測量不確定度的評定,地點； 使用條件； 時間。,4.標准不確定度類評定: 基本方法：在重復性條件或復現性條件下得出n個觀測結果xk, S2(xk)是xk的概率分佈的總體方差2的無偏估計，其正平方根S (xk)表徵了xk的分散性。,對xi獨立觀測得 X1,x2,X3,Xn., 則xi的測量結果 平均值:,A類評定開始,結束,Xi的標准不確定度,三、測量不確定度的評定,4.標准不確定度B類評定: B類評定的信息來源有以下六項： a)以前觀測的數據； b)對有關技術資料和測量儀器性能的了解和經驗； c)生産部門提供的技術説明文件
9、； d)校準證書、檢定證書或其他文件提供的數據、准確度的等別或級別，包括目前暫在使用的極限誤差等； e)手冊或某些資料給出的參考數據及其不確定度； f)規定實驗方法的國家標準或類似技術文件中給出的重復性限r或復現性限R。 用這類方法得到的估計方差u2(xi)，可簡稱為B類方差。,三、測量不確定度的評定,公式：ub=a/k k為置信因子；a為半寬,4.標准不確定度B類評定: 常見的幾種分佈：1）正态分布 =S(x)=ub=a/k,三、測量不確定度的評定,-2 -1 1 2,4.標准不確定度B類評定: 常見的幾種分佈：1）正态分布-使用情況,三、測量不確定度的評定,4.標准不確定度B類評定: 常見
10、的幾種分佈：2）均勻分布：連續隨機變量x的一切可能值充滿某一個有限區間-a,a，且在該區間内的任一點概率密度相同 在B類評定中如沒給任何信息點則用均勻分佈,三、測量不確定度的評定,4.標准不確定度B類評定: 常見的幾種分佈：1）均勻分布-使用情況,三、測量不確定度的評定,4.標准不確定度B類評定: 常見的幾種分佈：3）三角分布：估計值以p=100%的概率落在區間内，靠近x的數值比接近邊界的值多，落在該區間外的概率為0 玻璃儀器使用三角分佈,三、測量不確定度的評定,4.標准不確定度B類評定: 常見的幾種分佈：3）三角分布-使用情況,三、測量不確定度的評定,4.標准不確定度B類評定: 常用分佈與k
11、、u(xi)的關係,三、測量不確定度的評定,4.標准不確定度B類評定:,三、測量不確定度的評定,一）CNAS/GL05:2006測量不確定度要求的實施指南規定了簡化原則： 1）可以不考慮自由度 2）合成時，可以不考慮相關性 3）k可以統一取2,四、測量不確定度評定的簡化問題,二）關於重復性： 1）對於A類評定，貝塞爾公式計算出的實驗標準偏差S中，包括了材質的不均勻性、人員操作的重復性、試樣加工的差異、所使用設備的重復性、分辨力、示值誤差等因素； 這是主要的不確定度分量。評定了此項分量后，對實用的設備的重復性、分辨力和示值誤差等引起的不確定度分量就不再進行評定，否則造成了重復。 2）如果A類評定的標準偏差很小或為0。則這時設備的分辨力、示值誤差等引起的不確定度分量要進行評定。,四、測量不確定度評定的簡化問題,塑料熱變形溫度測定測量不确定度報告,Thank you！,