测量不确定度的评定培训精课件

测测量不确定度的量不确定度的评评定表示定表示 广广东东志高空志高空调调有限公司有限公司 测量不确定度评定 与表示 品质管理部计量室1.测量不确定度的评定表示 广东第一第一节节 定定义义 一、一、测测量不确定度量不确定度 定定义义：表征合理：表征合理赋赋予被予被测测量之量之值值的分散性。的分散性。理解：理解：1 1）以）以标标准差表示的不确定度称准差表示的不确定度称为标为标准不确定度。准不确定度。2 2）以）以标标准差的倍数表示的不确定度准差的倍数表示的不确定度为扩为扩展不确定展不确定度。度。3 3）不确定度通常由多个分量）不确定度通常由多个分量组组成，成，对对每一个分量每一个分量要要评评定其定其标标准不确定度。准不确定度。评评定分定分为为A A类类和和B B类类。A A类评类评定是用定是用对观测对观测列列进进行行统计统计分析的方法，以分析的方法，以实验实验室室标标准差表征。准差表征。B B类类不确定度以估不确定度以估计计的的标标准差表征。准差表征。2.第一节 定义 2.第二第二节节 测测量不确定度的量不确定度的分分类类类类 一、一、A A类类不确定度不确定度 u u 用用统计统计方法得到，用方法得到，用实验标实验标准差表示准差表示 二、二、B B类类不确定度不确定度 u u 不同于不同于统计统计的方法得到，用估的方法得到，用估计标计标准差表示准差表示 三、合成不确定度三、合成不确定度 u uc c四、四、扩扩展展不确定度不确定度 U UU UP P3.第二节 测量不确定度的分类 第三第三节节 评评定方法定方法 一、依据一、依据JJF1059-1999 JJF1059-1999 测测量不确定度量不确定度评评定与表示定与表示二、二、评评定步定步骤骤1 1、概述、概述2 2、建立数学模型、建立数学模型3 3、不确定度来源分析、不确定度来源分析4 4、标标准不确定度分量准不确定度分量评评定定5 5、合成、合成标标准不确定度分量准不确定度分量评评定定6 6、扩扩展不确定度展不确定度评评定定7 7、测测量不确定度量不确定度评评定定报报告告 4.第三节 评定方法 4.1、概述简要说明以下内容：a、测量依据，如计量检定依据、操作指导书。b、测量原理（测量方法）c、测量仪器和对象的信息（测量仪器：名称、型号、测量范围、准确度等级、最大允许误差、分辨力；测量对象：名称、批次、最大允许误差）d、测量环境。5.1、概述5.二、建立数学模型二、建立数学模型 1.1.建立数学模型的方法：建立数学模型的方法：1).函数(被测量)与各变量之间的已知物理公式。确定被测量Y（输出量）与影响量（输入量X。）间的函数关系。建立数学模型：应该说明各个量的含义和计量单位。数学模型不是唯一的，如果采用不同的测量方法和不同的测量程序，就有可能有不同的数学模型。2）.计算灵敏度系数偏导数：各输出量对输入量的偏导数三、不确定度来源分析三、不确定度来源分析以数学模型为依据，按照模型中的输入量逐个进行分析。不要遗漏数学模型中不反应出来的影响量，比如环境要素、人员读数误差因素。四四.不确定度不确定度评评定的步定的步骤骤：1).可以确定被测量y有多少分量xi；2).先分别计算每个变量x的合成不确定度；3).再计算函数y的合成不确定度。6.二、建立数学模型 6.标准不确定度A类评定的基本方法：采用贝赛尔公式计算标准差S。7.标准不确定度A类评定的基本方法：采用贝赛尔公式计算标准差S。第四第四节节 单单一一变变量的不确定度量的不确定度评评定定数学模型数学模型为为 一、不确定度的一、不确定度的A A类类评评定定 u u(x)(x)标准不确定度A类评定的基本方法：采用贝赛尔公式计算标准差S。1.A 1.A类类评评定公式定公式 A类评定包括了测量设备、人员、测量方法、环境等对测量结果产生的所有随机影响。若某量是由本组织直接测量得到的，用A类评定就可以得到该分量的不确定度。在重复性和复现性条件下 得到一组数据：x1、x2、.xn 1).算术平均值：也可认为是这组数列中最准的一个测量结果 作为被测量值的最佳估计（即测量结果）8.第四节 单一变量的2).单次实验标准差 贝赛尔公式3).平均值的实验标准差(观测列的N次测量的算数平均值的实验室标准差)4).A类不确定度 n：是每次对测量结果的实际测量次数 ：自由度 n1 （一般n取5次以上）9.2).单次实验标准差 二、不确定度的二、不确定度的B B类评类评定定 u u 1.B1.B类类不确定度的不确定度的产产生生 外外边边带带来的不确定度来的不确定度(如，如，仪仪器出厂器出厂检验检验、校准、校准、检检定定时时引起的不确定度引起的不确定度)；别别人人已已经经做出来的不确定度做出来的不确定度(如：温度系数、某原子如：温度系数、某原子质质量量时时引起的不确定度引起的不确定度)；但都要但都要转转化化为为标标准偏差准偏差 u u 信息信息获获取途径：取途径：测测量量设备设备的使用的使用说说明明书书，校准，校准证书证书、检检定定证书证书等等给给出的出的测测量不确定度或最大允量不确定度或最大允许误许误差差 。10.二、不确定度的B类评定 u 1.B类不2 2、B B类类不确定度的不确定度的评评定方法定方法 U：外边带来的扩展不确定度 k：外边的包含因子（或已知UP和置信概率p换算出kP值）当X取自有关资料，UX为标准差的k倍时，标准不确定度 UX=a/k.当X落在（x-a,x+a）区间内概率为1，且在区间内出现机会相等，X服从均匀分布，则UX=a/sqrt(3).11.11.B类评定的自由度 B类评定的标准不确定度U(x)的自由度,一般只估计出U(x)的不可靠百分数，查JJF 1059-1999表4中的附录三。（当不可靠性为10%时，自由度为50）12.B类评定的自由度12.合成不确定度合成不确定度 u(x(xi i)四、不确定度四、不确定度A A类评类评定的独立性定的独立性 1.A1.A类评类评定比定比B B类评类评定更客定更客观观；A A类类与与B B类评类评定尽可能不要重复定尽可能不要重复计计算。算。2.2.不是每个不是每个变变量都有量都有A A类类和和B B类类，有的只考，有的只考虑虑A A类类，有的只有，有的只有B B类类。3.3.上述合成不确定度只适用于即有上述合成不确定度只适用于即有A A类类和又有和又有B B类类，数学模型，数学模型为为的同一的同一变变量的合成不确定度。量的合成不确定度。数学模型数学模型为为13.合成不确定度 u(xi)第五第五节节 函数函数Y Y的的合成不确定度合成不确定度数学模型数学模型为为 一、灵敏系数一、灵敏系数一、灵敏系数一、灵敏系数 有减化的公式可以不计算灵敏系数灵敏系数(与数学模型有关与数学模型有关)14.第五节 函数Y的合成不确定度14.二、相关系数二、相关系数二、相关系数二、相关系数 1.1.相关系数的定相关系数的定相关系数的定相关系数的定义义义义 r 不相关不相关不相关不相关 r r0 0 强强强强相关相关相关相关时时（r r 1 1，或或r r -1-1）有相关系数有相关系数有相关系数有相关系数时时 15.二、相关系数15.：包含因子包含因子（一般取（一般取k k2 2）：合成合成标标准不确定度准不确定度：例：例：按按分布分布类类型型查查表找出表找出 第七第七节节 不确定度不确定度的的报报告告 第六第六节节 扩扩展不确定度展不确定度 U U或或U UP P 置信水准置信水准16.第六节 扩展不确定度 U或UP 举举例：例：10k10k标标准准电电阻的校准阻的校准一、一、测测量原理量原理：用七位半数字多用表：用七位半数字多用表对对被校被校 标标准的准的电电阻和参考阻和参考标标准准电电阻的阻的电电阻阻进进行行测测量。条件：在量。条件：在23C23C时时，通入，通入测测量量电电流流100100AA，进进行校准。行校准。二、数学模型二、数学模型：其中：被校标准电阻的阻值；：参考标准电阻的阻值；：参考标准电阻阻值的漂移；：温度对参考标准电阻阻值的影响；：被校标准电阻的和参考标准电阻的电阻示值比；：对寄生电压、电压表分辨力引入的修正因子；：温度对被校标准电阻阻值的影响；17.举例：10k标准电阻的校准17.三、不确定度分量三、不确定度分量1.1.求求参考参考标标准准 带带来的来的不确定度分量不确定度分量参考标准电阻的校准证书给出：在23C下，其电阻值为：，包含因子k=2 2.2.求求参考参考标标准的漂移准的漂移 带带来来的不确定度分量的不确定度分量 历史数据得出：，矩形分布 ，C213.3.求求参考参考标标准准电电阻阻的的温度修正温度修正 的不确定度分量的不确定度分量 查资料得出参考标准电阻温度修正估计值为0.000，因温度变化电阻的变化范围为：矩形分布18.三、不确定度分量矩形分布18.4.4.被校被校标标准准电电阻的温度修正阻的温度修正 产产生生的不确定度分量的不确定度分量 根据制造商提供的信息，标准电阻的温度修正估计值为0.000，标准电阻因温度变化的电阻变化范围为：5.5.寄生寄生电压电压、仪仪器的分辨力器的分辨力引入的修正因子引入的修正因子 产产生的不确定度分量生的不确定度分量 电压表的寄生电压、分辨力对 的影响在110-6 范围内，三角分布。因此，6.6.被校被校标标准准电电阻的和参考阻的和参考标标准准电电阻的阻的电电阻示阻示值值比比 产产生的不确定度分量生的不确定度分量进行五次测量，结果分别为：1.000 0104、1.000 0107、1.000 0106、1.000 0103、1.000 0105。五次平均值的不确定度 矩形分布19.4.被校标准电阻的温度修正 产生的四、四、被校被校标标准准电电阻的阻阻的阻值值 五、五、合成不确定度合成不确定度 相关性：以上各分量没有相关性相关性：以上各分量没有相关性 六、不确定度六、不确定度报报告告在温度为23C，通入测量电流100A，标称值为10k的标准电阻值为：20.四、被校标准电阻的阻值20.谢 谢！21.谢 谢！21.