不确定度培训复习课程
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不确定度培训内容1 识别不确定度来源1.1 对检测和校准结果测量不确定度来源的识别应从分析测量过程入手,即对测量方法、测量系统和测量程序作详细研究,为此应尽可能画出测量系统原理或测量方法的方框图和测量流程图。
1.2 检测和校准结果不确定度可能来自:对被测量的定义不完善;实现被测量的定义的方法不理想;取样的代表性不够,即被测量的样本不能代表所定义的被测量;对测量过程受环境影响的认识不周全,或对环境条件的测量与控制不完善;对模拟仪器的读数存在人为偏移;测量仪器的分辨力或鉴别力不够;赋予计量标准的值或标准物质的值不准;引用于数据计算的常量和其它参量不准;测量方法和测量程序的近似性和假定性;在表面上看来完全相同的条件下,被测量重复观测值的变化。
1.3 有些不确定度来源可能无法从上述分析中发现,只能通过实验室间比对或采用不同的测量程序才能识别。
1.4 在某些检测领域,特别是化学样品分析,不确定度来源不易识别和量化,不确定度只与特定的检测方法有关。
2 建立测量过程的模型2.1 建立测量过程的模型,即被测量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xi,则y=f(x1,x2,....x n)2.2 在建立模型时要注意有一些潜在的不确定度来源不能明显地呈现在上述函数关系中,它们对测量结果本身有影响,但由于缺乏必要的信息无法写出它们与被测量的函数关系,因此在具体测量时无法定量地计算出它对测量结果影响的大小,在计算公式中只能将其忽略而作为不确定度处理。
当然,模型中应包括这些来源,对这些来源在数学模型中可以将其作为被测量与输入量之间的函数关系的修正因子(其最佳值为0),或修正系数(其最佳值为1)处理。
2.3 此外,对检测和校准实验室有些特殊不确定度来源,如取样、预处理、方法偏离、测试条件的变化以及样品类型的改变等也应考虑在模型中。
2.4 在识别不确定度来源后,对不确定度各个分量作一个预估算是必要的,对那些比最大分量的三分之一还小的分量不必仔细评估(除非这种分量数目较多)。
测量不确定度评定培训讲义第二篇:测量不确定度评定讲义目录章节名称页码第一章名词术语01一、量和单位 01二、测量 03三、测量设备及设备的特性 12四、测量标准 15五、基本统计学 19第二章数学模型和评定步骤 21 第一节测量过程数学模型的建立 21一、对数学模型的要求 21二、数学模型的建立 23第二节测量不确定度传播率 25第三节测量不确定度评定步骤 26第三章标准不确定度的A类评定 28 第一节数字集合的基本统计学 29第二节A类标准不确定度评定的基本方法 29一、用贝塞尔法求实验标准偏差 29二、标准不确定度的计算 30三、标准不确定度A类评定的独立性 31四、实际的标准不确定度A类评定 31五、单次测量的实验标准差与平均值的实验标准差的区别 32第三节A类标准不确定度评定的其他方法 33一、合并样本标准差 33二、极差法和最大残差法 34三、其他方法 35第四节A类标准不确定度评定的自由度 35第五节组合类似影响因素进行A类不确定度评定 36第六节A类标准不确定度评定流程图 36第四章标准不确定度的B类评定 38 第一节B类评定标准不确定度通用计算公式和信息来源 38第二节B类标准不确定度评定方法 38一、已知扩展不确定度U和包含因子k 38二、已知扩展不确定度U p和包含概率p的正态分布 39三、已知扩展不确定度U p和以及包含概率p与有效自由度νeff的t分布 39四、正态分布和t分布之外的其他常见分布 40五、误差界限不对称时的标准不确定度评定 43六、以“等”使用的仪器的标准不确定度评定 44七、以“级”使用的仪器的标准不确定度评定 44八、由重复性r限或复现性R限求重复性引起的标准不确定度 45第三节B类标准不确定度评定中如何使用检定证书和校准证书 46一、检定和校准的概念及主要区别 46二、如何使用校准证书 48三、如何使用检定证书 50第四节B类标准不确定度评定的自由度及评定流程 50一、B类标准不确定度评定的自由度及其意义 50章节名称页码二、B类标准不确定度评定的流程图 52第五章合成标准不确定度的评定 53 第一节输入量不相关时标准不确定度的合成 53一、测量结果y的合成标准不确定度u c(y)的表示式53二、灵敏系数和测量结果的不确定度分量u i(y) 54三、合成标准不确定度的简化表示方法一 55四、合成标准不确定度的简化表示方法二 56第二节输入量相关时标准不确定度的合成 58一、输入量相关时测量结果y的合成标准不确定度u c(y)的表示式 58二、相关性的处理 60第三节合成标准不确定度的自由度和评定流程 65一、合成标准不确定度的自由度 65二.合成标准不确定度评定流程图 66第六章扩展不确定度的评定 67 第一节输出量的分布特征 67 第二节扩展不确定度的含义 67第三节包含因子的选择 68一、不计算自由度时扩展不确定度的表示方法 68二、计算自由度时扩展不确定度的表示方法 68三、被测量估计值服从其他分布时扩展不确定度的表示方法 69第4节扩展不确定度分量评定流程 70第七章测量不确定度的报告与表示 71 第一节测量结果及其不确定度的报告 71第二节测量不确定度的报告方式 72一、使用扩展不确定度报告测量结果的不确定度 72二、使用标准不确定度报告测量结果的不确定度 73第三节测量结果及其测量不确定度的有效位 74第四节列表给出各不确定度分量评定的预估 75第五节测量不确定度评定总流程 77第八章直线回归分析及其测量不确定度评定 79 第一节一元线性回归分析 79第二节回归直线的方差分析及显著性检验 82一、回归直线的方差分析 82二、残余方差及残余标准差 84三、回归显著性检验 84第三节对X的直线回归的斜率b和截距a的不确定度评定 85第四节由标准曲线求得的分析结果的不确定度评定 86一、计算被测物含量x0的标准偏差估计值s(x0)86二、测量值x0的扩展不确定度U(x0)86第五节对Y的直线回归方程和不确定度评定 87第六节不确定度评定应用实例 89第一章 名词术语本书所用术语及其定义摘自ISO/IEC GUIDE 99:2007《International vocabulary of metrology —Basic and general concepts and associated terms(VIM)》(《国际计量学基本和通用术语(第3版)》)和ISO/IEC GUIDE 98:2008《测量不确定度》。
测量不确定度评定培训讲义目录测量不确定度评定培训讲义目录第一篇第一章第二章不确定度发展概述 01一、测量不确定度发展简介 01二、测量不确定度最新发展 04测量不确定度评定预备知识 08第一节随机变量的基本概念 08第二节测量误差 11第三节离散型随机变量的数字特征 14第四节连续型随机变量的数字特征 20第五节测量结果 24第六节测量不确定度 27第七节相关名词术语 30第三章标准不确定度A类评定 32一、通用标准不确定度A类评定 32二、平均测量值的标准偏差 32三、实际的标准不确定度A类评定 33四、不确定度A类评定的独立性 34五、合并样本标准差 35六、用极差法求标准差 35七、用最大残差法求标准差 35八、 A类评定不确定度的自由度 36九、组合类似影响因素进行A类评定 36第四章标准不确定度B类评定 36一、已知扩展不确定度U和包含因子k二、正态分布 38三、 t分布(学生分布) 38四、矩形分布(均匀分布) 39五、三角分布 40六、反正弦分布(U分布) 41七、无法估计的分布 41八、 B类评定中包含因子数值选取原则 41九、界限不对称的考虑 42十、重复性限r 42 十一、复现性限R十二、以“等”使用的仪器的不确定度 43 十三、以“级”使用的仪器的不确定度43 十四、 B类评定的自由度及其意义 44第五章合成标准不确定度评定 44一、不确定度传播率 45二、输入量不相关时的合成 45三、灵敏系数和输出量的不确定度分量ui(y) 45四、合成标准不确定度的简化形式1 46五、合成标准不确定度的简化形式2 46六、关于相关性 47七、合成标准不确定度的自由度 49第 1 页,共 2 页3742第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第二篇第三篇扩展不确定度评定 50为什么要报道扩展不确定度 50蒙特卡洛方法(MCM)简介 50测量结果及其不确定度报告 51测量结果及不确定度报告的有效位 52对校准和测量能力(CMC)的要求及示例 52测量不确定度评定步骤 53第一节测量过程数学模型的建立 53第二节测量不确定度评定步骤 58直接测量不确定度评定实例 60不确定度评定实例1:电子天平称量不确定的评定 61不确定度评定实例2:1000mL容量瓶电容不确定的评定 62不确定度评定实例3:烟气中二氧化硫测定不确定的评定 63不确定度评定实例4:耐热(球压)试验不确定度评定 65不确定度评定实例5:洛氏硬度试验不确定度评定 67间接测量不确定度评定实例 69不确定度评定实例6:金属材料抗拉强度测定不确定度评定 69不确定度评定实例7:标准溶液制备不确定度评定 72不能采用简化方法的不确定度评定实例 76不确定度评定实例8:大豆水分含量测量结果不确定度评定 76不确定度评定实例9:圆柱体体积测量不确定度评定 81 一、概述 81 二、不修正测量结果的常规评定方法82 三、修正测量结果的常规评定方法 84 四、直径d和高度h重复性测量不相关时的评定方法 85 五、直径d和高度h重复性测量相关时的评定方法 87 六、采用简化方式进行评定 87 七、圆柱体体积测量结果不确定度评定小结 89 八、圆柱体体积测量结果不确定度的应用 89测量不确定度验证(测量结果的质量保证) 90第一节测量结果质量保证的概念 90第二节有参考量值的实验室间比对/测量审核(盲样测试) 92第三节不能提供参考量值的实验室间比对 93第三节实验室内部质量监控(监视)方法 94直线回归分析及其测量不确定度评定 98一、直线回归方程和相关系数计算 98二、斜率b和截距a的不确定度评定 99三、由标准曲线求得的分析结果的不确定度评定 101测量不确定度评定附录 103附录1 t分布临界值tp(v)表 104附录2 2019年元素相对原子质量表(ATOMIC WEIGHTS OF THE ELEMENTS 2019) 105附录3 容量计量器具允许误差 109附录4 微分基本运算 110附录5 CNAS-CL07:2019《测量不确定度的要求》(2019年第二次修订) 112感谢中国计量科学研究院标准电池权威专家胡衍瑞研究员的指正、修改和补充第 2 页,共 2 页。
一、测量不确定度基础知识1. 什么是测量不确定度?2. 为什么要采用测量不确定度?3. 测量不确定度与测量误差有何联系与区别?4. 测量不确定度的来源有哪些?5. 如何理解"被测量的定义不完整"?6. 我国关于测量不确定度有哪些规定?7. 采用测量不确定度对检测和校准工作有什么好处?8. 国际上采用测量不确定度的情况如何?9. 进行计量认证或实验室认可时必须要做不确定度评定吗?10. 实验室有许多检测项目和参数,每一个参数又有不同的测量范围,那么应如何开展测量不确定度评定呢?11. 在某些行业中,被测量的样品值的分散性较大,在进行测量不确定度评定时如何考虑样品分散性的影响?12. 实验室现在做了测量不确定度评定,以后可以利用这些评定结果吗?如何利用?13. 校准工作的测量不确定度评定与检测工作的测量不确定度评定有区别吗?14. 检测实验室有时需要判定产品的符合性,这时需要考虑测量不确定度吗?二、随机变量的分布问题15. 什么是随机变量?什么是离散型随机变量?什么是连续型随机变量?16. "离散"和"分散"有何不同之处?17. 什么是概率?什么是概率密度?18. 置信度、置信水平、置信概率有何区别?19. 什么是随机变量的分布?判别随机变量的分布有什么用?20. 测量工作中有哪些常见的分布?这些分布各有哪些特征?21. 如何判别随机变量属于何种分布?22. 正态分布与t分布有何区别?什么情况下用正态分布,什么情况下用t分布?24. t分布和学生分布是一回事吗?23. 检定证书没有给出误差属于何种分布,也没给出其他信息,应如何处理?24. 什么情况下是投影分布?如何计算投影分布的标准偏差?25. 对同一被测量多次重复测量,单次测量示值的分布是正态分布吗?三、包含因子问题26. 什么是包含因子?如何选取包含因子的值?27. 在计算扩展不确定度的过程中,一定是用t分布表来计算包含因子吗?四、自由度问题28. 什么是自由度?29. 为什么要计算自由度?任何情况下都必须计算自由度吗?30. 在B类评定时如何计算自由度?已知随机变量的分布时(正态分布和t分布除外),自由度就一定是∞吗?31. 有多个被测量时如何计算自由度?32. 什么是有效自由度? 如何计算有效自由度?33. 什么是安全因子?如何计算安全因子?五、标准偏差问题34. 什么是标准偏差?标准偏差有什么用?35. 单次测量的标准偏差、平均值的标准偏差、合并样本的标准偏差有什么区别?各在什么情况下应用?36. 如何求平均值的合并样本的标准偏差?37. 单次测量的标准偏差与平均值的标准偏差的自由度是一样的吗?38. 不是正态分布的情况下如何计算标准偏差?39. 什么是极差法?如何用极差法计算标准偏差?六、测量不确定度的评定方法问题40. 测量不确定度的评定方法可分几类?A类不确定度评定和B 类不确定度评定有什么联系和区别?41. A类不确定度评定都是随机效应的影响吗?B类不确定度评定都是系统效应的影响吗42. 测量仪器有不确定度吗?测量方法有不确定度吗?43. 什么情况下用A类评定?什么情况下用B类评定?44. 任何情况下都必须有A类不确定度评定吗?45. 如何进行A类不确定度评定?46. 如何进行B类不确定度评定?47. 从评定A类不确定度评定的角度来考虑,应如何安排重复性或复现性试验?48. 进行B类不确定度评时,就一定不涉及重复性或复现性试验数据吗?49. 在评定测量不确定度时,如何考虑仪器示值误差的影响?50. 在评定测量不确定度时,如何考虑仪器系统误差的影响?51. 在评定测量不确定度时,如何考虑重复性限、复现性限的影响52. 在评定测量不确定度时,如何考虑读数误差的影响?53. 在评定测量不确定度时,如何考虑量化误差的影响?54. 如何评估生产厂商所给的说明书中的技术指标?55. 仪器的检定证书中只给出 "符合要求"这句话,怎么办?56. 一台仪器有好几段量程,如何考虑不确定度的评定?57. 有些仪器给出的误差后面有F.S的符号,是什么意思?58. 经过检定/校准的仪器和未经过检定/校准的仪器,在考虑测量不确定度时有所不同吗?59. "偏差"和"误差"有何区别?60. 什么是分度值?可以用分度值代替误差吗?61. 重复性和复现性有何区别?所谓 "相同的时间" 可以相同到什么程度?62. 如何评定温度变化对不确定度的影响?63. 在评定测量不确定度时,仪器误差的影响是否会被重复评定?如何避免重复评定?64. 什么是参考标准?什么是标准物质?什么是有证标准物质?65. 在已经知道约定真值的情况下,如何评定测量不确定度?66. 对数学期望为零的两个量的乘积如何评定其合成不确定度?七、数学模型问题67. 输入量、观测值、估计值、测量结果有什么区别?68. 什么是数学模型?为什么要建立数学模型?69. 如何建立数学模型?70. 被测量的数学模型与不确定度的数学模型有何联系?71. 对同一种方法来说,可以建立不同的不确定度的数学模型吗?72. 对用最小二乘法回归的经验模型,如何评定不确定度?73. 建立 "黑箱"型数学模型要注意什么问题?八、合成标准不确定度问题74. 如何计算合成标准不确定度?75. 什么是不确定度传播律76. 什么是灵敏系数?如何计算灵敏系数?77. 在JJG1059 -1999《测量不确定度评定与表示》中,脚标I、j、k各代表什么意思?78. 输入量的标准不确定度、标准不确定度的分量、合成标准不确定度、扩展不确定度、相对标准不确定度各有什么区别?79. 在非线性数学模型的情况下,如何利用相对标准不确定度来简化计算?80. 不确定度的分量中还可以有分量吗?81. 什么是相关?如何计算相关系数?82. 在有相关量的情况下,如何简化计算?83. 用同一台仪器来测量两个输入量,如何考虑相关性问题?84. 如何正确报告测量不确定度?85. 在化学分析中,如何评定滴定的不确定度?86. 在《化学分析中不确定度的评估指南》的表A2.1中 "rep"是什么意思?它的数值为何等于1.0?,它的标准不确定度是如何得到的?87. 画因果图有何好处?如何画因果图?88. 画不确定度分量的统计直方图有何好处?89. 列表表示不确定度分量有何好处?九、检测方法问题90. 什么是经验方法?什么是合理方法?91. 什么是《方法确认》?为什么要进行方法确认?92. 测量方法也有性能指标吗?用哪些参数评定测量方法的性能?93. 什么是检测限?94. 什么是方法的稳健性、选择性、交互灵敏度?95. 如何进行方法确认?96. 确认了的方法可以扩展吗?应如何扩展?十、最佳测量能力问题97. 什么是"最佳测量能力"?98. 为什么要评定实验室的最佳测量能力?如何评定实验室的最佳测量能力?十一、符合性判定问题99. 在进行产品对技术规范的符合性判定时,如何考虑测量不确定度的影响?100. 为什么说质量检验机构进行符合性判定时是要承担风险的?如何计算风险有多大呢?。
- .测量不确定度〔根底知识讲座〕目录第一章引言 (1)一、正确表述测量确定度的意义 (1)二、“GUM〞的由来 (1)第二章测量不确定度的根本概念 (2)一、概率统计 (2)二、测量不确定度的根本概念 (5)三、测量不确定度的来源 (6)四、测量不确定度的分类 (8)第三章测量不确定度与误差的区别 (9)第四章测量不确定度的评定方法 (9)一、标准不确定度的评定 (9)二、合成标准不确定度确实定 (11)三、扩展不确定度确实定 (13)第五章报告测量结果不确定度的方法 (14)一、何时用合成标准不确定度 (14)二、何时用扩展不确定度 (14)三、结果的表达方法 (14)四、考前须知 (15)五、评定测量不确定度的步骤 (16)第一章引言一、正确表述测量不确定度的意义测量是在科学技术、工农业生产、国外贸、工程工程以至日常生活的各个领域中不可缺少的一项工作,测量的目的是确定被测量的量值。
测量的质量会直接影响到和企业,如果我们出口货物,由于秤重不准,多了就白送给外商,少了就要赔款,都会造成很大损失。
测量的质量也时科学实验成败的重要因素。
如果对卫星的重量测量偏低,就可能导致卫星发射因推力缺乏而失败。
测量的质量也会影响人身的安康和平安,在用激光治疗时,假设对剂量测量不准,剂量太小达不到治病的目的,剂量太大会造成对人体的伤害。
测量结果和由测量的得出的结论还可能成为决策的重要依据。
因此,当报告测量结果时,必须对测量结果的质量给出定量说明,在确定测量结果的可信程度。
测量不确定度与测量误差之间的联系,因为在任何测量中误差始终存在着。
如果一切测量结果都是真值,那么就没有误差的存在,没有误差,就没有误差的分散,也就没有估计分散的标准差,当然就不会由如今的测量不确定度了。
但需注意,它们是不同的两个概念,不能等同,不能混淆,两者在计量学中个有其确切的定义〔后面我们将进展详细的介绍〕。
测量不确定度就是对测量结果的质量的定量评定。