测量不确定度评定PPT文档格式.ppt

测量不确定度评定PPT文档格式.ppt

《测量不确定度评定PPT文档格式.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《测量不确定度评定PPT文档格式.ppt（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

从词义上理解，“不确定度”即怀疑或不肯定，因此，广义上说，测量不确定意味着对测量结果可信性、有效性的怀疑或不肯定程度。

测量不确定度实质上就是对真值所处范围的评定，也是对测量误差可能大小的评定，也是对测量结果不能肯定的程度的评定。

注意：

没有测量结果就没有测量不确定，定性分析不存在测量不确定度。

仅给出测量结果而不给测量不确定度是没有意义的。

二测量不确定度的来源1被测量的定义不完整，数学模型的近似和假设。

2测量方法不够理想3取样的代表性不够4环境影响5读数误差的影响6仪器设备的性能不佳7测量标准或标准物质的不确定度8引用数据或参数的不确定度9重复测量时被测量的变化通俗的讲可以分为人、机、料、法、环、测、抽、样八方面三测量不确定度的分类测量不确定度分为标准不确定度和扩展不确定度。

其中标准不确定度又分为A类标准不确定度、B类标准不确定度和合成标准不确定度。

标准不确定度：

以标准差表示的测量不确定度，称为标准不确定度，用符号表示。

它不是由测量标准引起的不确定度，而是指不确定度以标准差来表征被测量之值的分散性。

扩展不确定度：

用标准差的倍数或说明了置信水平的区间的半宽表示的测量不确定度，称为扩展不确定度，通常用符号U表示。

u标准不确定度的分类

（1）A类不确定度定义：

用对观测列进行统计分析的方法来评定标准不确定度，称为标准不确定度的A类评定。

A类标准不确定度用符号表示.标准偏差1样本标准偏差（著名的贝塞尔公式）2平均值的标准偏差1）（12）（nxsnkkxxAunxsxs）（）（）（xs）（xs）（xsuA3A类标准不确定度的评定例：

用级钢卷尺测量某房间的长度，得到6个测量值：

X1=5.01m,X2=4.99m,X3=5.02m,X4=4.98m,X5=5.03m,X6=4.97m,求单次测量的标准偏差（或称单个测量值的标准偏差）mnxsnikxx0237.01）（12）（著名的贝塞尔公式，（希腊字母，读“牛”）以平均值表示测量结果，则计算平均值的标准偏差：

mmnxsxs0097.060237.0）（）（mxsxu0097.0）（）（vn1v

（2）B类标准不确定度定义：

用不同于对观测列进行统计分析的方法来评定标准不确定度.确定需要评定的随机变量的分散区间，实质上就是要找随机变量的极限范围，通常用它的一半来表示，称为半宽,区间数据来源可能有以下几种：

理论分析资料提供经验判断权威评定试验研究区间数据的表现形式可能是：

理论分析得到的极限值检定/校准证书给出的示值误差技术说明等资料给出的最大允许误差重复性限、复现性限扩展不确定度kaBua例2由检定规程知道：

级钢卷尺在5m左右时的最大允许误差为0.005m,检定结果该尺合格，则可以知道由示值误差带来的长度测量值的分散区间为0.005m求包含因子，可以有以下几种方法：

按技术资料中说明的包含因子选取估计该量变化的规律（分布）在JJF1059-1999附录B中给出了随机变量分布情况，可查阅并按估计的分布选取包含因子。

在无法判定分布类型时，按矩形（分布）估计比较保守，例就可估计为矩形（均匀）分布，包含因子为当给出Up时，按正态分布考虑，根据k确定包含因子，例如资料给出，则表示该扩展不确定度是按正态分布给出的，95%1.960kk3mgU8.295pk正态分布的包含因子:

Up=50%,k=0.07Up=68.27%,k=1Up=90%,k=1.645Up=95%,k=1.960Up=95.45%,k=2Up=99%,k=2.576Up=99.73%,k=3三角分布的包含因子取k=；

两点分布的包含因子取k=1；

梯形分布的包含因子取k=2；

反正弦分布的包含因子取k=若检定证书或技术说明书只给出了不确定度U,而未给出包含因子时,可取K=2。

若方法中明确给出该方法的重复性限、复现性限时，取K=2.83一般地玻璃器具的不确定度,一律按三角分布考虑,取K=仪器的示值误差按矩形分布考虑，取K=例说明：

A类评定和B类评定都是求标准不确定度，A类评定是通过观测列求得标准偏差，继而算出标准不确定度；

B类评定则是先估计被评定的变量的变化范围（），再按变量可能的分布情况反算标准不确定度.6236mkaBxu0029.03005.0）（a（3）合成标准不确定度定义：

当测量结果是由若干个其他量的值求得时，测量结果的标准不确定度，等于这些其他量的方差和协方差适当和的正平方根，称之为合成标准不确定度，用符号表示。

合成标准不确定度评定程序a建立数学模型透明模型：

有明确函数关系的数学模型称为透明模型，如面积Y=LB（L-长度，B-宽度）、力矩Y=FL（F-力，L-力臂）、速度Y=S/T（S-距离，T-时间）、强度Y=F/S（F-力，S-截面积）等公式，都为透明模型。

黑箱模型：

无法建立明确函数关系的模型可用黑箱模型表达加影响值型的：

增加影响因子型的）.（321NxxxxfyNxxxxy21xccccyN321cub由数学模型推导合成标准不确定度的计算公式不确定度传播律:

不确定度传播律可用语言表述为：

合成标准不确定度的平方等于各标准不确定度的分量的平方和一般式中各分量不相关，且等1于例对例和例得到的结果进行合成数学模型-房间长度的估计值-钢卷尺的观测值-钢卷尺的示值误差的影响（由于钢卷尺有示值误差而对观测值的真实性产生影响-不确定性，影响可能既有随机效应也有系统效应）和都含有不确定的成分，这种不确定成分的NkiicucucucucuNNy12222222212122）（cNuuuuyc222122）（xyyxx最大值或最小值不会同时出现，因而它们合成不能用普通代数的方法，而是要用统计方法-不确定度的传播率：

相对不确定度可用角标rel或r表示。

0029.00097.022222）（）（）（uuuxycmyuc01.0）（xxuxurel）（）（）（）（xuxxurel扩展不确定度扩展不确定度的意义：

合成不确定度属于标准不确定度，是建立在标准不确定度的基础上的（各分量都有是标准不确定度）。

而用标准不确定度给出测量结果所在的区间，只是被测量可能出现的一部分（如正态分布只68.27%）,其可信程度（用置信概率定量表示）不高,为了提高对测量结果所在区间评定的可信程度,需加以扩展,其方法是乘以包含因子.定义:

确定测量结果区间的量,合理赋予被测量之值分布的大部分可望含于此区间.扩展不确定度的简易评定:

取此时对应的置信概率为95%例用简易方法对例的结果求扩展不确定度ckuU2kmmuUc02.001.022扩展不确定度的标准评定：

方法：

由各输入量的标准不确定度评定的自由度，求输出量的标准不确定评定的有效自由度，选定所需的置信概率，求扩展因子。

测量结果的正确表达：

简易评定的表达形式：

标准评定的表达形式：

括号内第二项为之值。

2;

）00079.002147.100（kgms;

9;

）00079.002147.100（effsvgm95U四测量不确定度评定的完整步骤1.描述试验方法、步骤、要求、所用仪器设备2.根据结果计算公式建立数学模型3.分析不确定度的来源4.不确定度分量的定量评定：

写出不确定度传播律对各不确定度分量分别采用A类或B类评定，有时可以直接利用方法确认的结果（如总重复性rep）编制测量数据和不确定度分量表5.计算合成不确定度6.计算扩展不确定度7.给出报告8.重新评估显著性不确定度分量化学分析应用实例例题:

由高纯金属镉配制浓度约为1000mg/L的标准溶液。

已知金属质量为100.28mg，纯度为0.99990.0001,容量瓶容积为100.00.1mL,所配制标准溶液的浓度1002.7mg/L。

求标准溶液的不确定度.1.方法描述（略）2.建立数学模型（mg/L）-标准溶液浓度（mg/L）-高纯度金属质量（mg）-金属纯度-标准溶液体积（mL）3.不确定度传播律4.求不确定度分量vmpccd1000cdcmpv）（）（）（）（2222vpmcrelrelrelcdreluuuu）（murel利用校准证书的数据和制造商的建议，对质量的不确定度进行估算，结果为0.05mg.5求标准不确定度分量由证书给出的cd的纯度0.99990.0001,由于缺乏其它信息，故假设为矩形分布,0005.028.10005.0）（murel3k000058.030001.0）（pu000058.09999.0000058.0）（purel）（6求标准不确定度分量制造商给出容量瓶容积在20时为1000.1mL,为三角分布,其不确定度为:

重复性:

对典型的100mL的容积瓶重复充满10次,得出单次的标准偏差为0.02mL,以后评定均可采用此数据温度变化的影响实验室温度在（204）之间变动,呈均匀分布,水的体积膨胀系数为2.110-4/,故温度变化引起的不确定度为:

）（vurel6kmL04.061.0mL05.031001.2410047求合成不确定度8求扩展不确定度9测量结果0009.0）（0007.00005.0000058.0222cdrelcuLmgcuccucdrelcdcd/9.00009.07.1002）（）（2kLmgkuUc/8.19.027.10020.1009999.028.1001000100vmpccdLmgccd/）8171002（