测量不确定度评定和分析
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1.3测量不确定度的评定由于始终存在于测量过程中的随机误差影响和不可能完全消除或修正的系统误差影响,任何实际的测量都不可能获得被测量的真值,即测量结果总是不能准确确定的。
测量不确定度的评定就是要决定测量结果的不确定程度及其相应的置信概率,即给出一定置信概率的测量不确定度。
1.3.1 标准不确定度的A 类评定标准不确定度的A 类评定是对由重复性测量引起的不确定度分量进行评定。
对被测量X ,在重复性条件下进行n 次独立重复观测,观测值为i x (n ,,,i ⋅⋅⋅=21),算术平均值x 为∑==ni i x n x 11 (1.3.1) )x (s i 为单次测量的实验标准差,由贝塞尔公式计算得到112--=∑=n )x x ()x (s n i i i (1.3.2) )x (s 为平均值的实验标准差,其值为n )x (s )x (s i = (1.3.3)在某物理量的观测值中,若系统误差已消除或可以忽略不计,只存在随机误差,则观测值散布在其期望值附近。
当取若干组观测值,它们各自的平均值也散布在期望值附近,但比单个观测值更靠近期望值。
也就是说,多次测量的平均值比一次测量值更准确,随着测量次数的增多,平均值收敛于期望值。
因此,通常以样本的算术平均值作为被测量值的估计(即测量结果),以平均值的实验标准差)x (s 作为测量结果的标准不确定度,即A 类标准不确定度。
n /)x (s )x (u i = (1.3.4) 观测次数n 充分多,才能使A 类不确定度的评定可靠,一般认为n 应大于6。
但也要视实际情况而定,当该A 类不确定度分量对合成标准不确定度的贡献较大时,n 不宜太小,反之,当该A 类不确定度分量对合成标准不确定度的贡献较小时,n 小一些关系也不大。
1.3.2标准不确定度的B 类评定B 类不确定度主要来自于各种不同类型的仪器、不同的测量方法、方法的不同应用以及测量理论模型的不同近似等方面。
因此,B 类不确定度的评定主要从以上几个方面获得信息。
面差尺测量不确定度分析与评定【摘要】本文介绍了采用现代制造业尤其是汽车制造业中一种常用的计量器具——面差尺的测量方法及测量不确定度分析和评定方法。
文中充分考虑了各项不确定度分量,给出了具体计算公式和方法、完整的评定过程和不确定度相关的数据。
为各计量部门开展面差尺的测量工作提供了参考。
【关键词】面差尺测量方法不确定度【DOI 编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2016.11.008于佃清韩翘楚陈姗姗辽宁省计量科学研究院,辽宁沈阳1100041概述随着我国汽车制造行业的快速发展,面差尺的应用越来越广泛。
但在国家层面对于面差尺的规程规范一直没有出台。
为了规范和统一对面差尺的测量,确保量值的统一、准确,把好生产厂和使用部门的质量关,辽宁省计量科学研究院已经起草了面差尺地方校准规范,规范中对于面差尺的计量特性、测量环境、测量中使用的标准设备、测量不确定度评定都做了相应的介绍。
作为地方校准规范的起草人,作者将就面差尺的测量方法及不确定评定方法在本文中加以介绍。
2测量方法环境条件:环境温度(20±5)℃,相对湿度≤75%。
测量方法:外观检查符合要求后,再进行示值误差的测量。
示值误差测量使用的标准器为:3级或5等量块及1级平板。
对于(0~±10)mm 的面差尺,首先松开面差尺的紧固螺钉,将测头及测量面同时接触到平板上,锁紧紧固螺钉,目力检查被检面差尺的零值误差。
必要时使用工具显微镜进行测量。
对于示值误差的测量:松开紧固螺钉,在测量面紧密接触平板的同时,移动测头,将3.20mm、6.50mm 和9.80mm 的量块分别置于测头下方进行测量,面差尺读数与量块标称值之差即为该测量点的示值误差;反之将3.20mm、6.50mm 和9.80mm 的量块分别置于面差尺测量面下方,将测头与平板相接触,对面差尺的(0~-10)mm 部分进行示值误差的测量。
对于测量范围(0~40)mm 面差尺示值误差的测量方法与(0~±10)mm 面差尺测量方法一致,但由于(0~40)mm 面差尺测量范围较大,需适当增加测量点。
JJF 中华人民共和国国家计量技术规范JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示Evaluation and Expressionof Uncertainty in Measurement2012-12-03 发布2013-06-03实施国家质量监督检验检疫总局发布测量不确定度评定与表示Evaluation and ExpressionOf Uncertainty in Measurement归口单位:全国法制计量管理计量技术委员会起草单位:江苏省计量科学研究院中国计量科学研究院北京理工大学国家质检总局计量司本规范委托全国法制计量管理计量技术委员会解释本规范起草人:叶德培赵峰(江苏省计量科学研究院)施昌彦原遵东(中国计量科学研究院)沙定国(北京理工大学)周桃庚(北京理工大学)陈红(国家质检总局计量司)目录引言1 范围2 引用文献3 术语和定义4 测量不确定度的评定方法4.1 测量不确定度来源分析4.2 测量模型的建立4.3 标准不确定度的评定4.4 合成标准不确定度的计算4.5 扩展不确定度的确定5 测量不确定度的报告与表示6.测量不确定度的应用附录A 测量不确定度评定举例(参考件)附录B t分布在不同概率p与自由度ν的)(νp t值(t值)(补充件) 附录C 有关量的符号汇总(补充件)附录D 术语的英汉对照(参考件)1 引言本规范是对JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》的修订。
本次修订的依据是十多年来我国贯彻JJF1059-1999的经验以及最新的国际标准ISO/IEC Guide98-3-2008《测量不确定度第3部分:测量不确定度表示指南》(Uncertainty of measurement-Part 3:Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement以下简称GUM),与JJF 1059-1999相比,主要修订内容有:--编写格式改为符合JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》的要求。
《医学实验室-测量不确定度的评定与指南》医学实验室测量不确定度是指在医学实验室中进行的各种测量结果中存在的不确定性。
这不确定性可能受到诸如测量设备、操作程序、环境及分析方法等多种因素的影响。
因此,对这些因素进行评估和分析是非常重要的。
测量不确定度的评估是对测量结果的品质控制的重要步骤。
它可以帮助实验室确定精度和准确性,以便针对测量结果进行更好的管理和控制。
测量不确定度的评估是一个定量的指标,并且需要采用统计学中的方法来计算和评估。
对于医学实验室,评估不确定度的指南包括以下几个步骤:第一步是确定测量物理量及其所需要的测量单位。
在选择测量物理量时,应考虑其在医学实验室中的重要性以及所需的精度和准确性。
测量单位则取决于所使用的测量设备。
第二步是确定影响测量结果的各种因素,包括环境因素、操作程序和设备因素等。
这些因素可能包括不同批次的试剂和不同运营人员的实验技术差异等。
第三步是对这些因素进行统计分析,以计算出测量不确定度。
这可以通过一个称为标准偏差的统计指标来实现。
标准偏差是对一组数据的集中程度的度量,我们可以用它来表示不确定度。
第四步是对测量结果进行比较和分析。
这可以通过使用接受因子和公差来完成,以确保测量结果在特定范围内。
医学实验室应该根据实际情况制定适合自己的测量不确定度评估指南。
它们应该针对医学实验室的特定需要,并且应该包含一些重要的组件,例如质量保证和质量控制计划。
同时,应该对评估过程进行监督和监控,以确保其准确性。
总之,对于医学实验室来说,评估测量不确定度的指南十分必要。
它可以帮助实验室正确评估测量结果的精度和准确性,并建立起一套科学的质量控制体系。
通过这样的控制体系,在普通测量过程中降低误差,提高实验的准确性,为医学领域的实验研究提供数据基础。
测量不确定度评定与表示JJF1059.1--20122015.12.29南京JJF1059.1测量不确定度的评定与表示一、(测量)不确定度概念1.不确定度概念绝对测量 x y =直接测量相对测量 0x x y -= 0y U y Y ⊃±=间接测量 ),(21N x x x f y ⋅⋅⋅=定义:测量不确定度是与测量结果相联系的参数,合理地赋予被测量结果的分散性。
新定义:根据所获信息,表征赋予被测量值分散性的非负参数。
2.不确定来源表现为:(1)对被测量的定义不完整或不完善 (2)复现被测量定义的方法不理想 (3)测量所取样本的代表性不够(4)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(5)对模拟式仪器的读数存在人为偏差(6)仪器计量性能上的局限性(7)赋予测量标准和标准物质的标准值的不准确 (8)引用常数或其它参量的不准确(9)与测量原理、测量方法和测量程序有关的的近似性或假定性 (10)在相同的测量条件下,被测量重复观测值的随机变化 (11)对一定系统误差的修正不完善 (12)测量列中的粗大误差因不明显而未剔除(13)在有的情况下,需要对某种测量条件变化,或者是在一个较长的规定时间内,对测量结果的变化作出评定。
应把该相应变化所赋予测量值的分散性大小,作为该测量结果的不确定度。
3.测量不确定度分类与字母表示 3.1绝对量表达A 类标准不确定度(用统计方法得到):A u 一般可统一表示 标准不确定度B 类标准不确定度(用其他方法得到):B u 为:)(x u 或i u 测量不 合成标准不确定度C u 或)(y u C 确定度扩展不确定度 U 或)(y U : C ku U = (k 为包含因子)3.2相对量表达A 类标准不确定度(用统计方法得到):rel A u . 一般可表示 相对标准不确定度B 类标准不确定度(用其他方法得到):rel B u . 为:)(x u rel 或rel i u . 相对测量 合成标准不确定度relC u . 或 )(y u rel C 不确定度相对扩展不确定度 rel U 或 )(y U rel : rel C rel ku U .= (k 为包含因子)二、测量不确定度评定与表示1.A 类标准不确定度计算A 类标准不确定度是指测量随机效应引入的标准不确定度,用A 类评定。
电流互感器测量结果不确定度分析与评定1. 引言1.1 引言电流互感器是一种用于测量电流的重要仪器,在工业生产和科研领域有着广泛的应用。
电流互感器的测量结果在很大程度上影响着整个电力系统的运行和稳定性。
由于各种外部因素的影响,电流互感器的测量结果往往存在一定的不确定度,即测量结果与真实值之间可能存在一定的差异。
对电流互感器的测量结果不确定度进行分析和评定显得尤为重要。
本文将从电流互感器测量结果不确定度分析的基本原理出发,探讨不确定度的评定方法,并通过实例分析和影响因素的讨论,对电流互感器测量结果不确定度进行深入剖析。
我们还将通过实验验证的方式,验证分析结果的可靠性和准确性。
通过本文的研究,我们希望能够为电流互感器测量结果不确定度分析提供一定的参考,为提高电流互感器测量结果的准确性和可靠性提供一定的指导。
部分到此结束。
2. 正文2.1 电流互感器测量结果不确定度分析电流互感器测量结果不确定度分析是电力系统中重要的技术问题之一,其准确性直接影响到电能计量和负荷管理的有效性。
在实际应用中,由于各种因素的影响,电流互感器测量结果可能存在一定的不确定性。
导致电流互感器测量结果不确定度的主要因素包括:电流互感器自身的精度、环境条件(如温度、湿度等)、外部电磁干扰、负载影响等。
在进行不确定度分析时,需要对这些因素进行综合考虑,并采取相应的校准和修正措施,以提高测量结果的准确性和可信度。
通常情况下,人们可以采用计算法、模拟法和试验法等方法来对电流互感器测量结果的不确定度进行分析和评定。
试验法是最直接和可靠的方法,通过实际测量和对比得出测量结果的可信度。
但在实际操作中,需要注意保证实验条件的一致性和可重复性,以确保分析结果的准确性和可靠性。
2.2 评定方法评定方法主要包括以下几个步骤:第一步,收集数据:在进行电流互感器测量结果不确定度评定时,首先需要收集实际测量数据。
这些数据应该包括电流互感器的实际输出值、参考值以及测量过程中可能产生的误差等信息。
如何正确进行测量结果的不确定性分析和报告在科学研究、工程实践以及日常生活中,测量是获取数据和信息的重要手段。
然而,测量结果往往不是绝对准确的,总是存在一定程度的不确定性。
正确进行测量结果的不确定性分析和报告对于评估测量质量、比较不同测量方法的优劣以及做出合理的决策都具有至关重要的意义。
一、测量结果不确定性的来源测量结果的不确定性来源于多个方面,了解这些来源是进行准确分析的基础。
1、测量设备的精度限制测量仪器本身就存在一定的误差范围,例如刻度的分辨率、仪器的校准误差等。
2、测量环境的影响环境因素如温度、湿度、气压的变化可能会对测量结果产生影响。
3、测量方法的局限性不同的测量方法可能具有不同的准确性和重复性。
4、操作人员的差异操作人员的技能水平、操作习惯以及读数的偏差等都可能引入不确定性。
5、被测量对象的变化被测量的对象可能在测量过程中发生变化,导致测量结果的不稳定。
二、不确定性分析的方法1、 A 类评定通过对同一被测量进行多次独立重复测量,运用统计方法计算出实验标准偏差,从而得到测量结果的 A 类不确定度。
2、 B 类评定基于经验或其他信息估计的概率分布来评定不确定度。
例如,根据仪器的校准证书给出的不确定度、参考数据的不确定度等。
三、不确定性的合成在实际测量中,通常需要将多个来源的不确定度进行合成,以得到测量结果的总不确定度。
合成的方法通常根据不确定度的传播定律进行。
例如,对于线性函数 Y = aX1 + bX2 ,如果 X1 和 X2 的标准不确定度分别为 u(X1) 和 u(X2) ,则 Y 的合成标准不确定度为:u(Y) =√(a²u(X1)²+ b²u(X2)²)四、报告测量结果的不确定性1、报告的形式通常以扩展不确定度的形式报告测量结果的不确定性。
扩展不确定度由合成标准不确定度乘以包含因子得到。
2、包含因子的选择包含因子的选择取决于所要求的置信水平。
测量不确定度的评定方法引言:在科学研究和工程实践中,测量是获取数据的主要手段之一。
然而,由于各种因素的影响,测量结果往往伴随着不确定度。
测量不确定度的评定是确定测量结果可靠性的重要步骤,本文将介绍几种常用的测量不确定度评定方法。
一、类型A评定方法类型A评定是通过对多次重复测量所得数据进行统计分析来评定不确定度的方法。
首先,进行多次测量,并记录测量结果。
然后,根据测量结果计算平均值和标准差。
平均值代表了测量结果的中心位置,而标准差则反映了测量结果的离散程度。
标准差越大,表示测量结果的不确定度越大。
二、类型B评定方法类型B评定是通过对测量过程中各种误差源的分析来评定不确定度的方法。
误差源可以分为系统误差和随机误差。
系统误差是由于测量仪器、环境条件等因素导致的,可以通过校准和校验仪器来减小。
随机误差是由于测量过程中的偶然因素引起的,可以通过多次测量来减小。
通过对误差源的分析,可以估计各个误差源的贡献以及它们之间的相关性,从而评定测量的不确定度。
三、合成评定方法合成评定方法是将类型A和类型B评定的结果进行综合,得到最终的测量不确定度。
具体步骤包括:将类型A评定的标准差除以测量次数的平方根,得到每次测量的标准偏差;将类型B评定的不确定度进行合成,得到总的不确定度;最后,将两种类型的不确定度进行平方和计算,得到最终的测量不确定度。
四、不确定度的表示方法不确定度通常表示为测量结果的加减范围,一般用加减一个标准不确定度的两倍来表示。
例如,如果测量结果为10.0,标准不确定度为0.1,那么不确定度表示为10.0±0.2。
在科学研究和工程实践中,常常使用置信度来表示不确定度的范围。
置信度是指在一定的统计意义下,测量结果落在不确定度范围内的概率。
常用的置信度有95%和99%。
五、不确定度的应用测量不确定度的评定不仅可以用于确定测量结果的可靠性,还可以用于比较不同测量方法的精度和准确度。
通过比较不同测量方法的不确定度,可以选择最合适的测量方法。
测量不确定度评定和分析
【摘要】测量不确定度是评定测量水平的指标,是判断测量结果的重要依据,特别是在中国已加入WTO的宏观经济背景下,开展测量不确定度的评定,对测量领域与国际接轨具有十分重要的现实意义。
本文对测量不确定度的评定方法进行了探讨,并结合电力计量实际工作,以典型的电能计量标准装置为实例进行了测量不确定度的评定和分析。
【关键词】测量;不确定度;评定
1 表示测量不确定度的意义
测量是科学技术、国内外贸易及日常生活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值或测量结果。
测量结果的质量,往往会直接影响国家和企业的经济利益。
此外,测量结果的质量还是科学实验成败的重要因素之一。
测量结果有时还会影响到人身安全,测量结果和由测量结果得出的结论,还可能成为决策的重要依据。
因此,当报告测量结果时,必须对其质量作出定量的说明,以确定测量结果的可信程度。
测量不确定度就是对测量结果质量的定量表示,测量结果的可用性在很大程度上取决于其不确定度的大小。
所以,测量结果必须附有不确定度的说明才有完整意义。
2 测量不确定度评定与表示的应用范围
我国国家计量技术规范《测量不确定度评定与表示》,规定的是测量中评定与表示不确定度的一种通用规则,它适用于各种准确度等级的测量,而不仅限于计量检定、校准和检测。
其主要应用在以下领域:
(1)建立国家计量基准、计量标准及其国际比对;
(2)标准物质、标准参考数据;
(3)测量方法、检定规程、校准规范等;
(4)科学研究及工程领域的测量;
(5)计量认证、计量确认、质量认证及实验室认可;
(6)测量仪器的校准和检定;
(7)生产过程的质量保证及产品的检验和测试;
(8)贸易结算、医疗卫生、安全防护、环境监测及资源测量
测量过程中引起不确定度的原因可能有以下几个方面:
(1)对被测量的定义不完整或不完善
(2)实现被测量定义的方法不理想
(3)取样的代表性不够,即被测量的样本不能完全代表所定义的被测量
(4)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和控制不完善
(5)对模拟式仪器的读数存在人为偏差
(6)测量仪器的计量性能的局限性
(7)赋予计量标准的值或标准物质的值不准确
(8)引用的数据或其它参量的不确定度
(9)与测量方法和测量程序有关的近似性和假定性
(10)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
总之,测量不确定度一般来源于随机性和模糊性,前者归因于条件不充分,后者归因于事物本身概念不明确。
因此,测量不确定度一般由许多分量构成,其中一部分分量具有统计性,另一些分量具有非统计性,它们都对测量结果的不确定度具有贡献。
正是这些测量不确定度来源的综合影响,使测量结果的可能值服从某种概率分布,可以用概率分布的标准差来表示测量不确定度,称为标准不确定度,它表示测量结果的分散程度,也可以用具有一定置信概率的区间来表示测量不确定度。
3 测量不确定度分类
测量不确定度按其评定方法可分为A、B两类,A、B分类的目的是表明不确定度评定的两种方法,只是为了评定的方便,并不表示两种评定有本质上的区别。
它们都是基于概率分布,且都用方差或标准差表示。
表征A类评定所得不确定度分量的方差估计值记为,由重复观测列算得。
就是统计方差的估计值,而的正平方根即为估计标准差s,记为u,即u=s,称为A类标准不确定度。
B类评定所得不确定度分量的估计方差依据有关信息评定,估计标准差为u,称为B类标准不确定度。
因此,A类标准不确定度由以观测列频率分布导出的概率密度函数得到;B 类标准不确定度由一个认定或假定的概率密度函数得到,此函数基于事件发生的可信度。
例如:一台0.03级三相电能表标准装置,配备3块0.02级的IM-11单相电子式标准电能表,分析该装置的扩展不确定度。
首先确定三相电能表标准装置的不确定度。
(1)A类不确定度
选择一台重复性好的0.05级三相电能表,在基本量程、cosΦ=1.0和cosΦ=0.5(L)各连续、独立测量10次,得到测量值见表1。
利用公式(1)可求得:
当cosΦ=1.0时,独立测量n=10次,
当cosΦ=0.5(L)时,测量n=10次,=0.0361%,实测标准差
(2)B类不确定度测量
由于此装置无电压、电流互感器,故不考虑这部分影响量。
测量装置的有关参数见表2。
3.1标准电能表允许误差引起的标准不确定度
3.1.1由标准电能表允差估算的标准不确定度分量
IM-11标准电能表的最大允许误差为±0.02%,属均匀分布,k=,则
很可靠,因此其自由度为:υ
3.1.2标准电能表的传递引起的不确定度
IM-11标准电能表由省电科院计量中心标准室传递,其标准装置最大允许误差为±0.01%,
属均匀分布,k=
=0.01%÷=0.00577% 其自由度为:υ
2.1.3标准电能表引起的标准不确定度
+=()2+()2=0.000166(%)2
有效自由度为:
3.2导线压降引起的标准不确定度
导线压降最大允许误差为0.006%,属均匀分布
=
其自由度为:υ
合成标准不确定度
COSф=1.0时
u2c = S21.0 + u2(W)+ u2(z)
=(0.0026%)2 + (0.0129%)2 + (0.00346%)2 = 0.00018514
uc = 0.014
COSф=0.5(L)时
u2c = S20.5(L)+ u2(W)+ u2(z)
=(0.0029%)2 + (0.0129%)2 + (0.00346%)2 = 0.00018679
uc = 0.014
扩展不确定度U
COSф=1.0时
U=K uC= 0.028 %(K=2)。
COSф=0.5(L)时
U=K uC=0.028%(K=2)
最后计算结果验证此装置符合JJG597-89的要求。
在实际工作中,还应对不同的被检表分别求出不同的A类不确定度,从而得出每块被检表的扩展不确定度。
通过对电能表标准装置的扩展不确定度分析与计算,使我们充分理解在实践中如何分析电能表标准装置在不同接线方式下的各项误差来源,以及怎样计算在不同接线方式下的电能表标准装置的扩展不确定度,对在今后工作中配置和理论上验证电能标准装置的扩展不确定度提供了计算参考。