测量不确定度评定课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,測量,不確定度,評定,測量不確定度評定,主要内容,測量不確定度的定義,測量不確定度的表示,測量不確定度的評定,測量不確定度評定的簡化問題,塑料熱變形溫度測定測量不确定度報告,主要内容測量不確定度的定義,一、測量不確定度的定義,測量不確定度,-uncertainty of measurement,表徵合理地賦予,被測量之值,的分散性,與測量結果相聯係的,參數,。,誤差與不確定度的關係：測量中的不可靠量值為誤差，導致測量結果的不可靠量值為不確定度。,測量不確定度的評定結果：,1.,合成標準不確定度為,:u,c,=0.024(%),2.,擴展不確定度,:U,0.024%2,0.048,（,%,），（,k=2,）,3.,結果,:,樣品中鎳含量為（,0.895,0.048,）,%,(k=2),。,一、測量不確定度的定義測量不確定度-uncertainty,一、測量不確定度的定義,不確定度,-uncertainty,可疑程度，廣義而言，測量不確定度意為對測量結果正確性的可疑程度。測量的水平和質量用“測量不確定度”來評价，,不確定度越小，則測量結果的可疑程度越小，可信程度越大，測量結果的質量越高，水平越高，其使用價值越高,，反之亦然。,一、測量不確定度的定義不確定度-uncertainty,一、測量不確定度的定義,不確定度-uncertainty,JJF1059-2019,測量不確定度評定與表示,一、測量不確定度的定義不確定度-uncertaintyJJF,二、測量不確定度的表示,1.,測量不確定度分類,:,A,類評定,-type A evaluation,用對觀測列進行統計分析的方法來評定的標准不確定度,；通常以符號,u,a,表示。,B,類評定,-type B evaluation,用不同于對觀測列進行統計分析的方法,來評定標准不確定度,；通常以符號,u,b,表示；它用於根據經驗或資料及假設的概率分佈估計的標準偏差表徵。,二、測量不確定度的表示 1.測量不確定度分類:,二、測量不確定度的表示,1.,標准不確定度,-standard uncertainty:,以標准偏差表示的不確定度,通常以符號,u,a,表示,.,2.,相對標準不確定度,-relative,standard,uncertainty,：,不確定度除以測量值的期望（平均值），無量綱，常以百分數表示，通常以符號,u,rel,表示,二、測量不確定度的表示 1.標准不確定度-stand,二、測量不確定度的表示,3.,合成標准不確定度,-combined standard uncertainty:,當測量結果是,合成,由若干個其他量的值求得時,按其他各量方差和協方差算得的標准不確定度,，通常以符號,u,c,表示,二、測量不確定度的表示 3.合成標准不確定度-com,二、測量不確定度的表示,4.,擴展不確定度,-expanded uncertainty:,確定測量結果區間的量,合理賦予被測量之值分布的大部分可望含于此區間,.,擴展不確定度分為兩種,通常以符號,表示,=ku,c,-,合成標准不確定度乘以包含因子,.,p,=k,p,u,c,(y)-,具有概率,p,的置信區間的擴展不確定度,.,二、測量不確定度的表示 4.擴展不確定度-expa,5.,包含因子,-coverage factor,為求得擴展不確定度,對合成標准不確定度所乘之數字因子,.,包含因子其值一般在,23,范圍內,根據其含義可分為兩種,:k=U/u,c,;k,p,=U,p,/u,c,下腳標,p,為置信概率,即置信區間所需要的概率,.,二、測量不確定度的表示,5.包含因子-coverage factor二,6.,置信概率,-confidence level,當測量值服從某種分布時,落于某區間的概率即為置信概率,.,用符號,p,表示,亦稱置信水,平、,置信水准或置信系數,.,其介于,(0-1),之間,常用百分比表示,.,二、測量不確定度的表示,6.置信概率-confidence level二、測量不確,1.,確定被測量和測量方法,被測量：作爲測量對象的特定量,例：給定的水樣品在,20,時的蒸汽壓力,注：,1.,對被測量的詳細描述，可要求包括對其他有關量（如,時間,、,溫度,和,壓力,）做出説明。,2.,實踐中，被測量應根據所需準確予以完整定義，以便對所有的測量，其值是單一的。,例如：一根標稱值為,1m,的鋼棒其長度需測至微米級準確度，其技術説明應包括給定溫度和壓力。但若只需毫米級準確度，則無需規定溫度、壓力和其他影響量的值,。,三、測量不確定度的評定,1.確定被測量和測量方法三、測量不確定度的評定,1.,確定被測量和測量方法,測量方法包括,:,測量原理,測量儀器,測量,條件以及測量和數據處理程序等,.,三、測量不確定度的評定,1.確定被測量和測量方法三、測量不確定度的評定,2.,找出所有影響測量不確定度的影響量,即測量不確定度的來源,.,.,定義不完整,;,B.,測量方法不理想,;,.,樣品代表性不夠,;,.,環境條件影響,;,人為因素,;,.,測量儀器的性能,;,.,標准不確定度的引入,;,.,引入量或其它參數的不確定度等,.,三、測量不確定度的評定,2.找出所有影響測量不確定度的影響量三、測量不確定度的評定,3.,建立滿足測量不確定度評定所需的數學模型,Y=f(x,1,x,2,x,n,),三、測量不確定度的評定,例,:,用卡尺測一工件尺寸,工件尺寸就等于卡尺的示值,.,則其數學模型可簡單為,:y=x+u(,),其中,:y-,房間長度的估計值,x-,卡尺的觀測值,u(,)-,卡尺示值誤差影響,3.建立滿足測量不確定度評定所需的數學模型 Y=f,4.,標准不確定度類評定,:,重復性,條件或,復現性,條件下,重復性,-repeatability,在相同測量條件下，對同一被測量進行連續多次測量所得結果之間的一致性。,重復性條件包括：,a),相同的測量程序；,b),相同的觀測者；,c),在相同的條件下使用相同的測量儀器；,d),相同地點；,e),在短時間内重復測量,三、測量不確定度的評定,4.標准不確定度類評定:三、測量不確定度的評定,4.,標准不確定度類評定,:,重復性條件或復現性條件下,復現性,-reproducibility,在改變了的測量條件下，同一被測量的測量結果之間的一致性。,復現性可改變的條件包括：,測量原理；,測量方法；,觀測者；,測量儀器；,參考測量標準；,三、測量不確定度的評定,地點；,使用條件；,時間。,4.標准不確定度類評定:三、測量不確定度的評定地點；,4.,標准不確定度類評定,:,基本方法：在重復性條件或復現性條件下得出,n,個觀測結果,x,k,S,2,(x,k,),是,x,k,的概率分佈的總體方差,2,的無偏估計,，其正平方根,S,(x,k,),表徵了,x,k,的分散性,。,對,xi,獨立觀測得,X,1,x,2,X,3,X,n,.,則,x,i,的測量結果,平均值,:,A,類評定開始,結束,X,i,的標准不確定度,三、測量不確定度的評定,4.標准不確定度類評定:對xi獨立觀測得A類評定開始結束X,4.,標准不確定度,B,類評定,:,B,類評定的信息來源有以下六項：,a),以前觀測的數據；,b),對有關技術資料和測量儀器性能的了解和經驗；,c),生産部門提供的技術説明文件；,d),校準證書、檢定證書或其他文件提供的數據、准確度的等別或級別，包括目前暫在使用的極限誤差等；,e),手冊或某些資料給出的參考數據及其不確定度；,f),規定實驗方法的國家標準或類似技術文件中給出的重復性限,r,或復現性限,R,。,用這類方法得到的估計方差,u,2,(x,i,),，可簡稱為,B,類方差。,三、測量不確定度的評定,公式：,u,b,=a/k k,為置信因子；,a,為半寬,4.標准不確定度B類評定:三、測量不確定度的評定公式：ub=,4.,標准不確定度,B,類評定,:,常見的幾種分佈：,1,）,正态分布,=S(x)=,u,b,=a/k,三、測量不確定度的評定,-2,-1,1,2,置信因子,k,概率,p,0.67,50%,1,68.27%,1.645,90%,1.960,95%,2,95.45%,可靠水平,2.576,99%,3,99.73%,安全水平,4.標准不確定度B類評定:三、測量不確定度的評定-2,4.,標准不確定度,B,類評定,:,常見的幾種分佈：,1,）,正态分布,-,使用情況,三、測量不確定度的評定,4.標准不確定度B類評定:三、測量不確定度的評定,4.,標准不確定度,B,類評定,:,常見的幾種分佈：,2,）均勻,分布,：連續隨機變量,x,的一切可能值充滿某一個有限區間,-a,a,，且在該區間内的任一點概率密度相同,在,B,類評定中如沒給任何信息點則用均勻分佈,三、測量不確定度的評定,-a a,f(x),x,4.標准不確定度B類評定:三、測量不確定度的評定-a,4.,標准不確定度,B,類評定,:,常見的幾種分佈：,1,）均勻,分布,-,使用情況,三、測量不確定度的評定,4.標准不確定度B類評定:三、測量不確定度的評定,4.,標准不確定度,B,類評定,:,常見的幾種分佈：,3,）三角,分布,：估計值以,p=100%,的概率落在區間内，靠近,x,的數值比接近邊界的值多，落在該區間外的概率為,0,玻璃儀器使用三角分佈,三、測量不確定度的評定,-a a,f(x),x,4.標准不確定度B類評定:三、測量不確定度的評定-a,4.,標准不確定度,B,類評定,:,常見的幾種分佈：,3,）三角,分布,-,使用情況,三、測量不確定度的評定,4.標准不確定度B類評定:三、測量不確定度的評定,4.,標准不確定度,B,類評定,:,常用分佈與,k,、,u(x,i,),的關係,三、測量不確定度的評定,4.標准不確定度B類評定:三、測量不確定度的評定,4.,標准不確定度,B,類評定,:,三、測量不確定度的評定,已知,(x,i,),及對應,包含因子否,?,估計,Xi,變化,半寬,a,及其,分布,按分,布確,定,k,i,計算,u(X,i,)=U(X,i,)/k,i,計算,u(X,i,)=,U(X,i,)/k,i,完,B,類評定開始,已知,不知,4.標准不確定度B類評定:三、測量不確定度的評定已知(xi,一）,CNAS/GL05:2019,測量不確定度要求的實施指南,規定了簡化原則：,1,）可以不考慮自由度,2,）合成時，可以不考慮相關性,3,）,k,可以統一取,2,四、測量不確定度評定的簡化問題,一）CNAS/GL05:2019測量不確定度要求的實施指南,二）關於重復性：,1,）對於,A,類評定，貝塞爾公式計算出的實驗標準偏差,S,中，包括了材質的不均勻性、人員操作的重復性、試樣加工的差異、所使用設備的重復性、分辨力、示值誤差等因素；這是主要的不確定度分量。評定了此項分量后，對實用的設備的重復性、分辨力和示值誤差等引起的不確定度分量就不再進行評定，否則造成了重復。,2,）如果,A,類評定的標準偏差很小或為,0,。則這時設備的分辨力、示值誤差等引起的不確定度分量要進行評定。,四、測量不確定度評定的簡化問題,二）關於重復性：四、測量不確定度評定的簡化問題,塑料熱變形溫度測定測量不确定度報告,塑料熱變形溫度測定測量不确定度報告,Thank you,！,Thank you！,