不确定度评估.ppt

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1、测量不确定度评定不确定度定义表征合理地赋予被测量之值的分散性与测量结果相联系的参数。不确定度可以是诸如标准偏差或其倍数，或说明了置信水准的区间的半宽度。标准不确定度：以标准偏差表示的测量不确定度。用符号u表示。扩展不确定度：以标准偏差倍数表示的不确定度，以U表示。扩展不确定度表明了具有较大置信概率的区间半宽度。合成标准不确定度当测量结果是由若干个其它量的值求得时，按其它各量的方差和协方差算得的标准不确定度。用符号uc表示。测量不确定度结构测量不确定度标准不确定度扩展不确定度A类标准不确定度B类标准不确定度合成标准不确定度不确定度A类和B类评定方法不确定度通常由

2、多个分量组成，对每一分量都要求评定标准不确定度。评定方法分为A、B两大类A类评定是用对观测列进行统计分析的方法，以实验标准偏差表征；B类评定则用不同于A类的其他方示，以估计的标准偏差表示。各标准不确定度分量的合成称为合成标准不确定度，它是测量结果的标准偏差的估计值。包含因子为求得扩展不确定度，对合成标准不确定度所乘之数字因子，称为包含因子，一般用k表示。包含因子等于扩展不确定度与合成标准不确定度之比：k=U/ucK一般在2～3之间。测量不确定的来源1.对被测量的定义不完整或不完善例如：定义被测量是一根标称值为1m的钢棒的长度，若要求测准到微米级，则被测量的定义

3、就不够完整，因为此时被测钢棒受温度和压力的影响已较明显，而这些条件没有在定义中说明。由于定义的不完整，将使测量结果中引入温度和压力影响的不确定度。这时完整的定义应是：标称值为1m的钢棒在25.0℃和101325Pa时的长度。若在定义时要求的温度和压力下测量，就可避免由此引起的不确定度。测量不确定度的来源2.实现被测量定义的方法不够理想如上例，被测量的定义虽然完整，但由于测量时温度和压力实际上达不到定义的要求（包括由于温度和压力的测量本身存在不确定度），使测量结果中引入了不确定度。3.取样的代表性不够，即被测量的样本不能代表所定义的被测量如：测量某种介质材料在给

4、定频率下的相对介质常数，由于测量方法和测量设备的限制，只能取这种材料的一部分作为样块进行测量。如果测量所用的样块在材料成分上或均匀性方面不能完全代表定义的被测量，则样块将引起不确定度。测量不确定的来源4.对被测量过程受环境影响的认识不周全，或对环境条件的测量与控制不完善同样以上述钢棒为例，不仅温度和压力影响其长度，实际上，湿度和钢棒的支撑方式都有明显影响。但由于认识不足，没有采取措施，就会引起不确定度。5.对模拟仪器的读数存在人为偏差（偏移）模拟式仪器在读取其示值时，一般是估读到最小分度值的1/10。由于观测者的位置和观测者个人习惯不同等原因，可能对同一状态下

5、的显示值会有不同的估读值，这种差异将产生不确定度。测量不确定度的来源6.测量仪器的分辨力或鉴别力不够数字式测量仪器的不确定度来源之一，是其指示装置的分辨力。即使指示为理想重复，这种重复性所贡献的测量不确定度仍然不为零，这是因为，当输入信号在一个已知的区间变动时，该仪器却给出了同样的指示。+7.赋予测量标准和标准物质的值不准通常的测量是通过被测量与测量标准的给定值进行比较实现的，因此，该测量标准的不确定度将直接引入测量结果。例如：用天平测量时，则得质量的不确定度中包括了标准砝码的不确定度。测量不确定的来源8.用于数据计算的常量或其他参量不准例如：在测量黄铜的长度

6、随温度变化时，要用到黄铜的线热膨胀系数。查有关数据手册可以找到所需的值，与此同时，也可从手册上查出或计算该值的不确定度，它同样是测量结果不确定度的一个来源。9.测量方法和测量程序的近似性和假定性例如：被测量表达方式的所似程度，自动测试程序的迭代程度，电测量中由于测量系统不完善引起的绝缘漏电、热电势、引线电阻上的压降等，均会引起不确定度。测量不确定的来源10.在表面上看来完全相同的条件下，被测量重复观测值的变化在实际工作中我们经常发现，无论怎样控制环境条件以及各类对测量结果产生影响的因素，而最终的测量结果总会存在一定的分散性，即多次测量的结果并不完全相同。这种现

7、象是一种客观存在，是由一些随机效应造成的。测量不确定度的评定1.测量模型的建立被测量指的是作为测量对象的特定量。在实际测量的很多情况下，被测量Y（输出量）不能直接测得，而是由N个其他量X1，X2，……Xn（输入量）通过函数关系f来确定的：Y=f（X1，X2，……Xn）上式表示的这种函数关系，就称为测量模型，或测量过程的数学模型。建立数学模型（续）Y=f（X1，X2，……Xn）在数学模型中，输入量X1，X2，……，Xn可以是：由当前直接测量的量。它们的值与不确定度可得自单一观测、重复观测、依据经验对信息的估计，并可包含测量仪器读数的修正值，以及对周围环境温度、大

8、气压、温度等影响量的修正值。由外部来源