测量不确信度评定程序.docx

测量不确信度评定程序.docx

《测量不确信度评定程序.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《测量不确信度评定程序.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

测量不确信度评定程序

测量不确信度评定程序

1.目的

通过对测量进程、测量结果的不确信度的分析、评定，实时测量不确信度的有效操纵，确保测量结果的可信度和靠得住性。

2.范围

本程序使适用于本集团测量进程和测量结果的不确信度的分析、计算、评定。

3.职责

3.1工务处负责不确信度分析、评定方式的提出，并对集团测量不确信度利用、分析评定进行指导和培训，负责监督、考核。

3.2集团各有关职能部门负责本部门在测量进程的设计和实施的测量不确信度评定。

4.治理程序

4.1概念

4.1.1量值：

一样由一个数乘以测量单位所表示的特定值的大小。

例如：

5.34m或534cm，15kg,10s,-40℃。

4.1.2置信度：

表示在某一ML（时刻）值时落在（u+MLs）范围内的概率，用P表示。

4.1.3不确信度：

表征合理给予被测量之值的分散性，与测量结果相关的参数。

4.2进程识别：

进程的输入是：

国家法规、标准、统计数据、测量设备的证书（或报告）、测量方式、测量环境条件、测量人员素养等。

进程的输出是：

测量不确信度报告；

进程的活动是：

识别被测量和输入量；成立数学模型；对测量不确信度各分量的标准不确度的分析；判定不确信度是不是知足要求；找出阻碍测量不确信度的要紧因素；采取纠正方法改良检测方案；给出不确信度报告。

4.3需要进行不确信度分析的场合

4.3.1阻碍集团产品质量的重要、关键测量进程（包括产品生产进程的关键参数的测量进程、最终产品查验测量进程、原料进厂及物料的检测进程）、平安、环保、贸易的重要操纵点的测量不确信度，并应形成这些操纵点的不确信度评定方式的文件。

对其不确信度的评定应形成记录。

当这些重点操纵的测量进程的方式、工艺发生重大转变时应付其不确信度从头进行评判。

4.3.2实施产品质量审核、或上级主管实施产品质量监督查验时，有关职能部门应付测量不确信进行评定。

4.3.3需方要求给出检测数据的不确信度时应予以知足。

4.3.4对采纳相应的测量标准进行比较测得被测量的结果的测量进程，测得标准的不确信度及比较进程致使的不确信度，能够忽略不计，可不评定其不确信度。

4.3.5依照质量查验的要求，仅考虑检测进程中涉及的玻璃量器的修正值可加到测量结果中，其他工艺操纵、原料检修，由于修正值不确信度较小，可不考虑不确信度的评定。

4.4测量不确信度的分类

4.4.1按测量不确信度的表示方式可分为：

标准不确信度；合成不确信度；扩展不确信度；各标准不确信度分量的合成标准不确信度。

4.4.2按测量不确信度评定方式可分为：

统计学方式的A类不确信度和非统计学方式的B类不确信度。

4.5测量不确信度的评定

4.5.1测量不确信度的评定方式

4.5.1.1不确信度的A类评定：

用对观测列进行统计分析的方式，来评定标准不确信度。

4.5.1.2不确信度的B类评定：

用不同于对测列进行统计分析的方式，来评定标准不确信度。

4.5.1.3标准不确信度：

以标准误差标识的测量不确信度。

4.5.1.4合成标准不确信度：

当测量结果是由假设干个其它量的值求得时，按其它量方差或（和）协方差算得的标准不确信度。

注：

它是测量结果标准差的估量值。

4.5.1.5扩展不确信值：

确信测量结果区间的量，合理给予被测量之值散布的大部份可望含于此区间。

注：

扩展不确信度有时也称伸展不确信度或范围不确信度。

4.5.1.6包括因子（覆盖因子）：

为取得扩展不确信度而作合成不确信度的倍乘数的数字因子。

4.5.1.7检测能力及其指数Mcp：

检测能力指测量设备保证测量准确靠得住程度的能力，用二倍测量扩展（区间）不确信度表示。

即检测能力指数表示检测能力知足被测量对象

准确度要求程度的量值，即：

Mcp=ML/2U

公式中：

Mcp——检测能力指数；

ML——测量值时测量许诺误差范围或查验时被检参数许诺转变范围；

U——测量扩展（区间）不确信度。

4.5.2测量不确信度评审范围

4.5.2.1检测设备

4.5.2.2关键工艺进程、质量操纵点。

4.5.3测量中致使不确信度的因素：

①被测量的概念不完善；

②复现被测量概念的方式不完善；

③取样的代表性不够，即被测量的样本不能完全代表所概念的被测量；

④对测量进程受环境阻碍的熟悉不恰如其分或对环境的测量与操纵不完善；

⑤对模拟一次的读数存在人为偏移；

⑥测量仪器的计量性能（如灵敏度、辨别力、分辨力、死区及稳固性等）的局限性；

⑦测量标准或标准物质的不确信度；

⑧引用的数据或其他参量的不确信度；

⑨测量方式和测量程序的近似和假设；

⑩在相同的条件下被测量在重复观测中的转变。

上述不确信度的来源可能相关，例如：

第⑩项可能与前面各项相关。

关于那些尚未熟悉到的系统效应，显然是不可能在不确信度评定中予以考虑的，但它可能致使测量结果的误差。

测量不确信度通常由测量进程的数学模型和不确信度的传播率来评定。

由于数学模型可能不完善，所有有关的量应充分地反映其实际情形的转变，以即能够依照尽可能多的观测数据来评定不确信数。

在可能的情形下，应采纳按长期积存的数据成立起来的体会模型，核查标准和操纵图能够说明测量进程是不是处于统计操纵状态当中，有助于数学模型的成立和测量不确信度的评定。

在修正值的不确信度较小且对合成不确信度的奉献可忽略不计的情形下，可不予考虑。

若是修正值本身与合成不确信度比起来也很小时，修正值可不加到测量结果中。

在实际工作中，尤其是在法制计量领域中，被测量通过与相应的测量标准相较较取得其估量值。

关于测量所要求的准确度来讲，测量标准的不确信度及比较进程致使的不确信度，通常能够忽略不计。

例如：

用校准过的砝码检定商用台秤。

4.5.4测量不确信度评定流程

测量不确信度评定进程要紧由不确信度来源分析、数学模型成立、标准不确信度分量评定、合成标准不确信度评定、扩展不确信度评定和不确信度表述等子进程组成。

其子进程彼此关系及内容见本章第7页“测量不确信度评判治理流程图”。

4.5.5不确信度来源分析

4.5.5.1测量结果的不确信度来源于测量进程的人、机、料、法、环、取、样、溯等各方面，其来源分析应以测量进程标准为依据，考虑测量原理，以上述八方面分析阻碍测量结果的因素。

4.5.5.2在进行不确信度来源分析时，应尽可能考虑周到，不要遗漏，并形成不确信度来源列表。

列表中列出的阻碍量应具体、可测量，以便评定其标准不确信度或评定其对测量结果的阻碍程度。

4.5.6测量进程数学模型的成立

4.5.6.1许多实际测量进程，被测量Y不能直接测得，而是由多个其它量X一、X2…的测量，再通过必然的函数关系f来确信，这种函数关系就称为测量进程的数学模型。

这一数学模型的取得通常在测量进程设计时期大体确信，其基础时相应的测量原理和数学、物理、化学公式。

4.5.6.2测量进程不确信度的数学模型还应考虑阻碍量对测量结果的阻碍。

若是该阻碍量对测量结果的阻碍比较直接和明确，应依照阻碍原理表述成数学关系并加入上述数学模型进行修正。

4.5.6.3若是阻碍量对测量结果的阻碍不直接或不明确，能够通过必然量的测试数据分析，构建数学模型进行评定，并加入上述数学模型进行修正。

4.5.6.4上述工作往往需要花费大量时刻，因此建议按下述方式进行处置：

对不直接或阻碍关系较难化的阻碍量，可在对测量模型直接阻碍标准不确信度A类评按时，通过在测量进程标准的阻碍量转变范围内进行重复性测量时考虑，成立数学模型时可忽略。

4.5.6.5取得的测量进程的完整数学模型：

Y=f（x1,x2,…xn）

式中：

y——被测量；

x——测量模型的输入量或称为阻碍量。

4.5.6.6测量进程数学模型成立的同时也确信了不确信度传播的数学模型：

u2（y）=

+2

式中，

——xi的灵敏系数；

U（xi,xj）——xi与xj的协方差。

当测量进程的数学模型时幂函数关系时，鉴于数学处置的方便性，建议利用相对不确信度成立传播模型。

例如，测量模型为：

y=x1x22/x33

那么不确信度传播模型为：

urel（y）=u2rel（x1）+4u2rel（x2）+9u2rel（x3）

式中：

urel（x1）=u（x1）/x1

4.5.7标准u确信度分量评定

数学模型确立后，需要对各阻碍量进行标准不确信度评定。

标准不确信度评定分为A类评定和B类评定。

如技术性、经济性可行时，应进行A类评定，然后，再与B类评定的结果合成取得该阻碍量的标准不确信度。

即

U2（x）=u2A（x）+u2B（x）

如技术性、经济性不可行时，可只进行B类评定。

4.5.7.1A类评定的方式和公式

4.5.7.1.1对某些被测输入量X再重复性条件或复现性条件下进行n次独立重复测量，测量值为xi（i=1,2,…n）,算数平均值为

=

由贝赛尔公式计算取得单位测量的实验标准差：

S（x）=

若是实际测量进程标准规定取单次测量值作为测量结果时，对应的A类标准不确信度为：

uA（x）=S（x）=

若是实际测量进程标准规定取n次测量以平均值作为测量结果时，对应的A类平均值标准不确信度为：

uA（x）=S（x）/

=

若是实际测量进程标准取m（m

uA（x）=S（x）/

=

上述三种情形计算取得的自由度相同，均为v=n-1。

为提高测量不确信度A类评定的靠得住性，n一样取大于5，而且必然要大于或等于测量进程标准中规定的测量次数m。

4.5.7.1.2A类不确信的取得并非是要求量程范围内每一个测量点都要进行多次测量取得，能够选取示值变更性最大的点进行多次测量，取得用以代表整个量程范围的不确信度。

4.5.7.1.3当不确信度以绝对形势表示时，通常取整个量程最大检定（校准）点进行多次测量，计量代表整个量程的不确信度。

当不确信度以相对形式表示时，通常取整个量

程最小点进行多次测量计算相对实验标准差，用以代表整个量程各点。

4.5.7.2B类评定的方式和公式

4.5.7.2.1测量进程的阻碍量除考虑A类不确信度外，还应考虑B类不确信度，专门是A类评定非经济可行时，B类评定的结果即可作为该阻碍量的标准不确信度。

B评定的信息来源要紧有以下几项：

a）以前的测量数据；

b）有关技术资料或测量一路的特性和体会；

c）测量设备制造单位提供的技术说明文件；

d）校准证书、检定证书或其它文件提供的数据、准确度级，包括目前暂行的极限误差；

e）手册或有些资料给出的参数及其不确信度

f）规定实验方式的技术文件中给出的重复性r和重现性R。

4.5.7.2.2依照信息来源和种类的不同，可采纳适当的方式进行标准不确信度B类评定。

下面列举计中经常使用B类评定方式：

a）已知扩展不确信度U和包括因子k时：

uB（x）=U/k

b）已知扩展不确信度Up和置信水平p（或包括因子kp）正态散布时，

uB（x）=Up/kp

经常使用的置信水平p和包括因子kp之间的管子如表1所示：

表1

P（%）

50

68.27

90

95

95.45

99

99.73

Kp

0.67

1

1.645

1.960

2

2.576

3

c）已知扩展不确信度和置信水平与有效自由度Veff的ML散布时

uB（x）=Up/MLp（Veff）

MLp（Veff）的值可查ML散布表取得。

d）已知测量散布在半宽为a的区间内的概率为100%，可依照估量值散布，评定标准不确信度：

经常使用散布的k值和与uB（x）之间的换算关系如表2所示：

分布类型

k

uB（x）

三角分布

α/

梯形分布

2

α/2

矩形分布

α/

反正弦分布

α/

两点分布

1

α

e）已知在规定实验方式条件下的测量重复性r和重现性R，

uB（x）=r/2.83uB（x）=R/2.83

4.5.7.2.3关于测量进程所用的标准物质或标准件，一样可依照起校准证书或检定证书的有关信息，按4.5.7.2.2a）、b）、c）的方式进行标准不确信度B类评定。

4.5.7.2.4关于测量设备引发的不确信度B类评定，可依照校准证书或检定证书给出的最大许诺误差，按4.5.7.5.2.2d）的方式进行标准不确信度B类评定。

关于按准确度品级利用的测量设备，通常按均匀散布处置。

4.5.7.2.5关于有关资料中给出的在规定条件下，按规定方式所取得的重复性和复现性参数，可按4.5.7.2.2e）的方式进行标准不确信度B类评定。

4.5.7.2.6阻碍量的标准不确信度B评定，还需考虑校准进程的不确信度，可是由于校准进程的扩展不确信度为被校件许诺误差限的1/3~1/10，因此通常校准进程引发的不确信度能够忽略不计。

4.5.7.2.7测量数学模型的每一个阻碍量都要进行标准不确信度评定，评定后应形成不确信度分量列表。

4.5.8合成标准不确信度评定

测量进程阻碍量标准不确信度评定终止后，按测量进程数学模型导出的不确信度传播模型合成最终测量结果的标准不确信度。

4.5.8.1阻碍量彼此独立时的标准不确信度合成

若是全数阻碍量彼此独立时，传播模型可简化为：

UC（y）=

ci=

ci称为灵敏系统，应在Xi的测量值下评定。

4.5.8.2阻碍量相关时的标准不确信度合成

若是各阻碍量之间相关时，传播模型为

（y）=

其中，

=

/

称为相关系数

ci=

cj=

一样Ci，Cj应在Xi的测量值下评定。

r（Xi、Xj）的取得需要在大量测量数据基础上，对Xi、Xj测量列进行协方差计算才能取得。

4.5.8.3在具有标准不确信度合成时，可依照各分量的标准不确信度评定结果和灵敏系统情形对标准不确信度合成进行简化。

若是各阻碍量中，某些阻碍量标准确信度值和灵敏系数的伺机是小于其它分量的标准不确信度值和灵敏系数的乘积的三分之一以下时，这些分量能够忽略不计。

4.5.9扩展不确信度评定

合成标准不确信度uC（y）确信后，乘以一个包括因子k，即取得扩展不确信度

U=kuc（y）

k值一样取2-3之间的值，在大多数情形下k=2

4.5.9.1通常情形下，最终测量结果作正态散布估量，即k=2时，U=2uc（y）的置信概率为95%，k=3时，U=3uc的置信概率为99%。

4.5.9.2若是最终测量结果不做正态散布估量时，置信概率与k及扩展不确信度之间关系请参照有关文献。

包括因子的选择还应考虑合成标准不确信度的自由度，并参照ML分步进行。

鉴于企业应用的实际，自由度评定不作要求，包括因子k取2。

4.5.10测量不确信度的报告与表示

4.5.10.1测量不确信度报告

测量不确信度评定完成后，应形成不确信度报告，不确信度报告应包括以下内容：

a）测量进程的数字模型和不确信度传播公式；

b）不确信度分量列表，应写明阻碍量名称\标准不确信度和灵敏系统；

c）阻碍量标准不确信度评定的方式和数据来源；

d）如有相关阻碍量，应写明相关系数r的取得方式；

e）能够采纳相对不确信度进行报告。

4.5.10.2本标准推荐利用《测量不确信度（推荐）报告》，见附录。

4.5.10.3测量不确信度表示

测量不确信度作为测量结果的完整表述的一部份，与测量结果一路表述。

通常在测量结果后面注明不确信度U为多少，包括因子k为多少。

扩展不确信度一样去1-2位有效数字，测量结果的有效位应与扩展不确信度有效位一致。

4.6关于检定/校准和重要、关键测量进程之外的其它测量进程（简称非重要测量进程）的测量不确信度，由于测量要求相对较低，能够但通过操纵测量设备、测量方式、测量环境条件、测量人员水平等使测量不确信度知足测量要求。

4.7非重要测量进程所涉及的测量设备、测量方式、测量环境条件、测量人员，已依照工作要求配备标准和有关治理程序进行配备、操纵，那么能够为测量不确信度已经知足测量要求。

现在，由于测量方式、测量环境、测量人员已按要求进行操纵，测量方式、测量环境、测量人员等产生的测量不确信度分量都可忽略，测量结果的不确信度要紧来自测量设备的最大许诺误差（其绝对值用MPEV表示，如：

某测量设备的最大允差为+1.2mm,那么MPEV=1.2mm），如此，合成标准不确信度UC=MPEV/

，取k=2，扩展不确信度U=2×MPEV/

=1.2MPEV，置信概率约为95%。

4.8对非重要测量进程的测量结果的不确信度产生异议时，应按JJF1059《测量不确信度评定与表示》的有效版本的要求，琢项分析各不确信附分量，从头评定测量结果的扩展不确信度。

4.9测量设备的选择依照被测参数精度要求和测量能力指数Mcp，选用测量设备，是一种近似的但又是简单而有效的不确信度评判方式。

具体步骤如下：

4.9.1认真查看被检测产品的被检测工艺、图纸、技术文件，确信其检测范围和许诺的误差范围。

4.9.2依照本程序下表1推荐的数据选择测量设备，使测量能力指数Mcp值达到要求。

Mcp=ML/（2U）=ML/（3U1）

式中：

U=

为总（合成）不确信度；ML——被测参数许诺的转变范围（公差）；U1——被测量设备造成的不确信度；U2——非测量设备造成的不确信度。

4.9.3查看被选用的测量设备合格标志是不是有效，并依照条件检查被选用的测量设备外管及利用情形。

Mcp能力评价

检测类型

不足

基本满足

足够

过高

检验与监控

高精度

<0.7

0.7～1

1～2

>2

一般精度

<1.5

1.5～2

2～5

>5

低精度

<2.3

2.3～5

5～7.5

>7.5

参数测量

高精度

<0.5

0.5～0.9

0.9～1.1

>1.1

一般精度

<0.7

0.7～1.1

1.1～2

>2

低精度

<1.5

1.5～2.5

2.5～3

>3

5.相关文件

JJF059《测量不确信度评定与表示》

6.记录

《测量不确信度（推荐）报告》

7.测量不确信度评判治理流程图

确信不确信度报告

测量设备名称

所在部门

评估人

日期

测量过程概述（使用的测量设备、测量方法）：

测量过程数学模型：

不确定度传播公式：

不确定度分量列表

序号

不确定度来源

分布

包含因子k

标准不确定度u

灵敏系数c

A、B类评定

评定说明：

合成标准不确定度

扩展不确定度：

测量不确信度评判治理流程图：