测量不确定度与符合性评价
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2:测量不确定度的评定与验证一、概述本文所说的“测量不确定度”是指在计量检定规程或技术规范规定的条件下,用该计量标准对常规的被检定(或校准)对象,进行检定(或校准)时所得结果的不确定度。
因此,在该不确定度中应包含被测对象和环境条件对测量结果的影响。
对于不同量程或不同测量点,其测量结果的不确定度不同时,如果各测量点的不确定度评定方法差别不大,允许仅给出典型测量点的不确定度评定过程。
对于可以测量多种参数的计量标准,应分别给出各主要参数的测量不确定度评定过程。
检定或校准结果的验证是指对用该计量标准得到的检定或校准结果的可信程度进行实验验证。
也就是说通过将测量结果与参考值相比较来验证所得到的测量结果是否在合理范围之内。
由于验证的结论与测量不确定度有关,因此验证的结论在某种程度上同时也说明了所给的检定或校准结果的不确定度是否合理。
二、测量不确定度的评定(一)测量不确定度的评定方法与步骤1. 测量不确定度的评定方法测量不确定度的评定方法应依据JJF1059-1999 《测量不确定度评定与表示》的规定。
寻找不确定度来源时,可从测量仪器、测量环境、测量人员、测量方法、被测量等方面全面考虑,应做到不遗漏、不重复,特别应考虑对结果影响大的不确定度来源。
遗漏会使测量结果的不确定度过小,重复会使测量结果的不确定度过大。
测量中可能导致不确定度的来源一般有:(1)被测量的定义不完整;(2)测量方法不理想;(3)取样的代表性不够,即被测样本不能代表所定义的被测量;(4)对测量过程受环境影响的认识不恰如其分或对环境的测量与控制不完善;(5)对模拟式仪器的读数存在人为偏移;(6)测量仪器的计量性能(如灵敏度、鉴别力阈、分辨力、死区及稳定性等)的局限性,(7)测量标准或标准物质的不确定度,(8)引用的数据或其他参量的不确定度;(9)测量方法和测量程序的近似和假设;(10)在相同条件下被测量在重复观测中的变化。
测量不确定度的评定方法可归纳为A、B两类。
自动化检测系统中测量不确定度评定及合格判定方法摘要:自动化检测系统以自动检测软件为中心,自动检测软件完成仪器设置,数据读取,各种计算,进行合格判定等多种工作。
讨论自动检测软件中测量不确定度的计算方法及其在合格判定中的应用。
关键词:自动化检测不确定度合格判定引言随着传感器技术以及微电子技术的迅速发展和广泛使用,国内外厂家不断推出带有IEEE488和RS232通讯接口可自动控制的仪器,广泛应用于科研、生产及计量测试领域。
自动化检测系统具有始终如一的高准确度,减少人为干预、在短时间内进行更多的测量、大量工作的能力、保持检测基本观点一致性、大量的数据管理能力、工作人员的高效率使用等优点,在各计量单位得到越来越广泛的应用。
自动化检测系统以自动检测软件为中心,自动检测软件完成仪器设置,数据读取,各种计算,进行合格判定等多种工作。
讨论自动检测软件中测量不确定度的计算方法及其在合格判定中的应用。
1.测量不确定度的评定1.1测量不确定度的评定自动检测软件中的测量不确定度评定应按照《JJF1059-1999 测量不确定度的表示及评定》进行。
步骤如下图所示。
各步骤在设计自动检测软件时固化在自动检测软件中。
在执行自动检测软件时对采集到的数据进行计算。
得到测量不确定度。
自动检测系统一般工作在实验室中,环境条件较好,电磁干扰较弱。
被测量定义完整、可复现。
不确定度来源一般考虑被测量观测值的随机变化,标准设备(稳定性、分辨力、检测证书)、传递标准(分辨力、短期稳定性)等因素的影响,尽量做到不遗漏、不重复。
1.2 不确定度的A类评定按照《JJF1059-1999 测量不确定度的表示及评定》要求,应根据有关准则(如格拉步斯准则)判断并剔除测量数据中可能存在的异常值。
在自动检测系统中,对某一测量值进行多次测试一般不进行换线等人工操作。
而且实验室环境条件较好,温度相对较稳定,电磁干扰较少,在此条件下,测量值变化一般为被校仪器本身的影响。
测量不确定度评定报告1、评定目的识别实验室定量项目检测结果不确定度的来源,明确评定方法,给临床检测结果提供不确定度依据.2、评定依据CNAS—GL05《测量不确定度要求的实施指南》JJF1059—1999《测量不确定度评定和表示》CNAS- CL01《检测和校准实验室能力认可准则》3 、测量不确定度评定流程测量不确定度评定总流程见图一.图一测量不确定度评定总流程4、测量不确定度评定方法4.1建立数学模型4.1.1 数学模型根据检验工作原理和程序建立,即确定被测量Y(输出量)与影响量(输入量)X1,X2,…,XN间的函数关系f来确定,即:Y=f(X1,X2,…,XN)建立数学模型时应说明数学模型中各个量的含义和计量单位。
必须注意, 数学模型中不能进入带有正负号(±)的项.另外,数学模型不是唯一的,若采用不同测量方法和不同测量程序,就可能有不同的数学模型。
4.1.2计算灵敏系数偏导数Y/xi =ci称为灵敏系数。
有时灵敏系数ci可由实验测定,即通过变化第i个输入量xi,而保持其余输入量不变,从而测定Y的变化量.4.2不确定度来源分析测量过程中引起不确定度来源,可能来自于:a、对被测量的定义不完整;b、复现被测量定义的方法不理想;c、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;d、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;e、对模拟式仪器的读数存在人为偏差(偏移);f、测量仪器的计量性能(如灵敏度、鉴别力阈、分辨力、死区及稳定性等)的局限性;g、赋予计量标准的值或标准物质的值不准确;h、引入的数据和其它参量的不确定度;i、与测量方法和测量程序有关的近似性和假定性;j、在表面上完全相同的条件下被测量在重复观测中的变化。
4。
3标准不确定度分量评定4。
3。
1 A 类评定—-对观测列进行统计分析所作的评估a对输入量X I进行n次独立的等精度测量,得到的测量结果为: x1,x2, (x)n。
测量不确定度的要求1适用范围本文件适用于检测实验室和校准实验室,并适用于医学实验室、检验机构、生物样本库、标准物质/标准样品生产者(RMP)和能力验证提供者(PTP)等合格评定机构的检测和校准活动。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过引用而成为本文件的条款。
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
CNAS-CL01 检测和校准实验室能力认可准则CNAS-GL015 声明检测和校准结果及与规范符合性的指南GB/T 27418 测量不确定度评定和表示GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定ISO/IEC指南98-4 测量不确定度在合格评定中的应用ISO/IEC 指南99 国际计量学词汇基础和通用概念及相关术语(VIM)ISO 80000-1 量和单位-第1部分:总则ILAC-P14 ILAC对校准领域测量不确定度的政策ILAC-G17 ILAC对检测领域测量不确定度的指南3术语和定义ISO/IEC指南99(VIM)界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1校准和测量能力(Calibration and Measurement Capability,CMC)校准和测量能力(CMC)是校准实验室在常规条件下能够提供给客户的校准和测量的能力。
a)CMC公布在签署ILAC互认协议的认可机构认可的校准实验室的认可范围中;b)签署CIPM互认协议的各国家计量院(NMIs)的CMC公布在国际计量局(BIPM)的关键比对数据库(KCDB)中。
注1:本定义来源于国际计量委员会(CIPM)和ILAC的联合声明;注2:CMC有时特指校准能力中的扩展不确定度,但应明确CMC这一概念实际是校准能力的完整表达,通常与认可范围中校准能力范围所包含的内容一致,即包含以下内容:a)测量仪器名称;b)被测量或标准物质(RM)名称;c)校准方法;d)测量范围及(适用时)附加参数;e)测量不确定度;f)(适用时)限制说明。
72 《 质量与认证》2019·4检测报告中测量结果的符合性判定文/ 王萍 陶兰天 张艳艳[摘要]本文探讨检测领域,当测得值测量不确定度影响到对规范限值的符合性判定时,如何在现有检验报告判定原则的基础上,声明符合性判定的包含概率。
[关键词] 测量不确定度 符合性判定 包含概率 评估 风险水平测量不确定度在检测实验室应用,目前面临两个方面的问题需要解决,一是实验室应有能力对每一项测量数值进行测量不确定度评估,并形成文件化。
二是依照C N A S—G L015:2018《声明检测或校准结果及与规范符合性的指南》[1]要求,解决好检测结果与规范中规定限值的符合性评价问题。
一、C N A S文件中关于测量结果与规范的符合性判定要求C N A S—C L01:2018《检测和校准实验室能力认可准则》测量结果考虑到测量不确定要求度影响并评估了相关风险水平后应进行符合性判定。
符合性判定的几种情况如下。
1.《指南》中5.4条:“在用户与实验室之间的协议或实施准则或规范中可能已声明其采用方法的准确性是足够的,且在判断符合性时可以忽略不确定度。
”“风险共担”原则,是目前检测实验室普遍采用的判定方法。
2.《指南》中5.5条:当没有相应的准则、测试规范,客户要求、协议或实施规则时,下列情况可以做出符合性判定。
(1)当测得值以95%的包含概率延伸扩展不确定度后仍不超过规定限值时,则可以声明符合规范要求(见图1中情况1和6)。
(2)如果测得值向上或向下延伸扩展不确定度后,仍超出规定限值的上限或下限,则可声明不符合规范要求(见图1中情况5或10)。
二、测量不确定度影响判定时的符合性表述《指南》5.5条中指出:如果测得的单一值非常接近规定限值,延伸扩展不确定度后高于上限或低于下限,这时在规定的包含概率上不能确定是否符合规范,应当报告测得值与扩展不确定度,并声明无法证实符合或不符合规范。
对此情况(见图1中情况2、3、4、7、8、9)可采用如下声明:“测得值高于(低于)规定限值的部分小于测量不确定度,则在95%的包含概率上不能声明符合或不符合规范,但是如果包含概率可以低于95%时,则有可能做出符合或不符合的声明”,也就是说基于上述声明的原则,在此类情况下,依据检测的规范限值、测得值和其测量不确定度的相互关系,一定存在一个低于95%并大于50%的包含概率,使得在此包含概率上针对图1中情况2和7可以做出符合规范的声明。
CNAS —CL07测量不确定度的要求Requireme nts for Measureme ntUn certa inty(征求意见稿)中国合格评定国家认可委员会前言 (2)1........................................................................................................... 适用范围 (3)2.弓I用文件 (3)3.术语和定义 (3)4.通用要求5.对校准实验室的要求 (5)6.对标准物质/标准样品生产者的要求 (6)7.对校准和测量能力(CMC )的要求 (6)8.对检测实验室的要求 (8)中国合格评定国家认可委员会(CNAS )充分考虑目前国际上与合格评定相关的各方对测量不确定度的关注,以及测量不确定度对测量、试验结果的可信性、可比性和可接受性的影响,特别是这种影响和关注可能会造成消费者、工业界、政府和市场对合格评定活动提出更高的要求。
因此,CNAS在认可体系的运行中给予测量不确定度评估以足够的重视,以满足客户、消费者和其他各有关方的期望和需求。
CNAS在测量不确定度评估和应用要求方面将始终遵循国际规范的相关要求,与国际相关组织的要求保持一致,并在国际规范和有关行业制定的相关导则框架内制订具体的测量不确定度要求。
测量不确定度的要求1 .适用范围本文件适用于检测实验室、校准实验室(含医学参考测量实验室)和标准物质/标准样品生产者(以下简称为实验室)。
2.引用文件下列文件中的条款通过引用而成为本文件的条款。
未注明日期的,引用文件的最新版本(包括任何修订)适用。
2.1ISO/IEC Guide 98-3:2008《测量不确定度表示指南》(GUM )2.2ISO/IEC Guide 99:2007《国际通用计量学术语》(VIM )2.3ISO Guide 34:2009《标准物质/标准样品生产者能力的通用要求》2.4ISO/IEC 17025:2005《检测和校准实验室能力的通用要求》2.5ISO Guide 35:2006《标准物质定值的一般原则和统计方法》2.6ISO 80000-1:2009《量和单位—第1部分:总则》2.7ISO 15195:2003《医学参考测量实验室的要求》2.8ILAC-P14:2010《ILAC对校准领域测量不确定度的政策》3.术语和定义本文件采用ISO/IEC Guide 99:2007(VIM )中的有关术语及定义。
检测实验室如何作好测量不确定度的评定检测实验室开展测量不确定度评定的必要性一个测量结果应有相应的表示测量结果质量的指标,以便于那些使用测量结果的人评定其可靠性。
要测量就会有不确定度,测量结果的水平高低与测量结果的使用直接相关,所以测量结果的价值应有一个统一的度量尺度,国际上推荐使用的不确定度就是这种度量的尺度。
不确定度愈小,测量水平愈高,测量结果的使用价值愈高;反之亦然。
长期以来,误差和误差分析已成为评价测量结果质量的重要部分,但是大多数测量结果的误差都具有相对性。
因此,用误差来定量表示测量结果的质量是不科学和不合理的,而测量不确定度作为测量结果质量的量化指标越来越受到世界各国测量领域的重视。
我国实验室认可与国际的接轨,使在测量不确定度的表达和计算方面与国际建议相一致已势在必行。
作为检测实验室,它出具的检验结果(数据、参数),尽管已经到了量值传递的末端,但它也是传递过程中的一个环节,可以说,前边的每一个传递过程提出的不确定度,都是为我们最终一个环节——检测结果的可靠性服务的,最终产品质量检验数据的可靠性到底有多高,检测人员应具备评价的能力。
作为进行校准的检测实验室,它的部分测量设备(也包括部分非标设备)是经过自校准后进行产品检测工作的,自校准的过程,是一个量值传递的过程,且不是在传递的末端,对于这个过程的不确定度的评定和对校准实验室的要求就同样重要。
作为一个综合性产品质量检测实验室,一般都是进行自校准的检测实验室,既要按照标准要求做好出具检测结果不确定度的评定,又要对自校测量设备的测量不确定度进行评定。
能否做好这项工作,已成为评价一个实验室技术质量保证能力的重要要素。
由此看来,每一个检验人员掌握这一评定技术能力是非常必要的。
检测实验室如何遵循标准,做好测量不确定度的评定工作GB/T15481-2000规定:“检测实验室应具有并应用评定测量不确定度的程序。
某些情况下,检测方法的性质会妨碍对测量不确定度进行严密的计量学和统计学上的有效计算。
关于合格评定U95≤1/3 MPEV的一点疑问相关内容来源与计量师考试用书,如下:1.测量仪器示值误差符合性评定的基本要求:评定示值误差的测量不确定度(U95或k=2时的U)与被评定测量仪器示值的最大允许误差的绝对值(MPEV)之比小于或等于1:3,既满足U95≤1/3 MPEV时,示值误差评定的测量不确定度对符合性评定的影响可忽略不计(也就是合格评定误判概率很小),此时合格判据为Δ(绝对值)≤ MPEV,不合格判据为Δ(绝对值)>MPEV。
2.考虑示值误差评定的测量不确定度后的符合性评定:当示值误差的测量不确定度(U95或k=2时的U)与被评定测量仪器示值的最大允许误差的绝对值(MPEV)之比不满足≤1/3要求时,必须要考虑示值误差的测量不确定度对符合性评定的影响。
此时合格判据为Δ(绝对值)≤ MPEV-U95,不合格判据为Δ(绝对值)≥MPEV+U95。
当MPEV-U95<Δ(绝对值)<MPEV+U95时,处于待定区,可以通过采用准确度更高的计量标准、改善测量条件、增加测量次数和改善测量方法等措施,以降低示值误差的测量不确定度U95后再进行合格判定。
考虑的问题:对于第1种情况,U95≤1/3 M PEV,U95对于合格评定的影响可忽略不计,误判概率小,但还是有误判的可能。
举个例子,经检定,某仪器示值误差为0.9mm,最大允许误差为1.0mm,测量不确定度U95为0.3mm。
可以看出U95≤1/3 MPEV,0.9mm<1.0mm,判定合格理所当然,但再想想不确定度的意义,又感到疑惑,对于该例,U95=0.3mm表达的意思是对其测量10000次,将会有9545次测量值落在(0.6~1.2)mm之间,那么也会有相当一部分测量值落在(1.0~1.2)mm之间,是不是这次判定合格了,下次检定有可能就会不合格了呢?再换个角度考虑,U95≤1/3 MPEV时,U95可忽略不计,但没说就要忽略不计,我们把它按第2种情况处理(虽然它与MPEV之比不大于1/3),对于该例,0.7<0.9<1.3,即MPEV-U95<Δ(绝对值)<MPEV+U95,又处于待定区了。
第三章测量不确定度及评定§3.1 3.1 基本概念基本概念§3.2 3.2 不确定度评定不确定度评定l问题:什么是不确定度?为什么要引入不确定度?l 真值难以测定,测量误差始终存在,实际只能测定近似值,近似值不断逼近真值。
随测试技术的发展,近似值越逼近真值,逼近范围如何需要考察。
§3.1 基本概念l 测量结果不能定量给出,具有不确定性。
l 利用测量不确定度的表示定量评定测量水平或质量。
一、产生背景●20世纪90年代之前,采用“测量误差”评定测量结果质量高低。
●1993年,国际标准化组织颁布并实施了GUM ,即《测量不确定度表示指南》,1995年作了重新修订,定量表示测量结果可疑的程度。
●1999年,中国制定了国家计量技术规范《测量不确定度评定与表示》(JJF1059-1999),该规范原则上等同GUM 的基本内容,作为我国统一准则对测量结果及其质量进行评定、表示和比较。
●CMA :中国计量认证起于1989年,近年来实验室通过计量认证的质量手册及程序性文件表述都要接近于GUM 。
二、定义及分类1、定义测量不确定度:由测量结果给出的被测量估计值的可能误差的度量,表征被测量的真值所处范围的评定。
●被测量X 的测量结果为x ±U ,其x 是X 的最佳估计值,U 是x 的测量不确定度。
(有效数字为一位,最多两位)●X 的测量结果表示并非是一个确定的值,它表征了被测量的真值所处的范围。
2、分类(1)标准不确定度:以标准偏差表示的测量不确定度。
u =σ,k =1。
依据其评定方法分为“A”、“B”类。
A 类不确定度:用对观测列进行统计分析的方法来评定的标准不确定度。
特点:对被测量进行多次测量,通过对观测列用统计方法评定得出。
●表征A 类评定所得不确定度分量的方差估计值记为u 2,由一系列重复观测值算得,u 2即统计方差σ2的估计值S 2,故A 类标准不确定度u =S 。
B 类不确定度:A 类以外的标准不确定度。