测量不确定度的评定一般方法

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1、测量不确定度的评定一般方法【摘要】在对测量设备进行校准/检定后，要出具校准证书或检定证书；对某个被测量设备进行测量后，要给出测量结果，按照iso/iec导则25.45的规定应给出测量不确定度。测量不确定度的评定，是根据测量方法和测量程序确定被测量与其它量之间的函数关系，分析不确定度来源，列出不确定度分量清单，最终确定被测量结果的可信程度的一种方法。【关键词】不确定度自由度相关系数一．引言近年来，国内计量学研究取得一些新进展，名词术语和不确定度表示趋向国际校准和测试实验室接受权威的认可机构认可，成为国内同

2、行的资格与能力合格评定手段，测量保证在质量体系中的要素地位和质量保证中的支撑性地位被世界公认。这些方面的新进展都体现在相关的国际标准中，也体现在颁布的国家军用标准中，为贯彻国军标，为使计量工作与国际接轨，计量工作中不确定度评定是计量工作中的新的发展和变化的需要。二．评定步骤为评定测量结果的不确定度或提供测量不确定度评定的报告，一般可按下列步骤进行：1.概述2.建立数学模型3.输入量的标准不确定度评定，包括标准不确定度的a类评定和标准不确定度的b类评定。4.合成标准不确定度的评定5.扩展不确定度的评定6.

3、测量不确定度的报告与表示三．如何建立数学模型1.根据测量方法和测量程序建立数学模型，即确定被测量y（输出量）与其它量（输入量）(x1,x2…xn)之间的函数关系：x=(x1,x2…xn)。输入量通常是一些直接可测的量，物理量或其它量（如修正值）。由x1,x2…xn的最佳值，可得到y的最佳值y，则y=。建立数学模型时，应说明数学模型中的各个量的含义。2.测量结果y的不确定度将取决于输入量x1,x2…xn的不确定度及其传播率。应周全地找出这些输入量的不确定度来源，可从测量仪器，测量环境，测

4、量人员，测量方法，被测量等方面全面考虑，应做到不遗漏，不重复。评定y的不确定度之前，为确定y的最佳值，应将所有修正量加入测得值，并将所有测量异常值剔除。3.输出量y的输入量x1,x2…xn本身可看作被测量，也取决于其它量，甚至包括具有系统效应的修正值，从而可能导出一个十分复杂的函数关系式。在实际测量中，如果修正值本身与合成标准不确定度比起来很小时，修正量可不加到测量结果中。输入量及其不确定度来源的考虑应充分满足测量所需求的准确度，同一被测量y的不同的准确度要求下，其数学模型可能会不完全相同。如果测

5、量过程比较简单，准确度要求不高，一般所考虑的输入量或影响量个数较少。四．输入量的标准不确定度评定1对于数学模型y=f（x1,x2…xn），输出量y的不确定度将取决于xi不确定度，即xi不确定度是y的不确定度的来源，所以在评定输出量y的不确定度之前，首先应评定：输入量xi的标准不确定度u(xi)。u(xi)的评定一般应按（x1,x2…xn）依次逐个评定。每个输入量xi的u（xi）的评定中，可能会有几个独立无关的不确定度来源，则可以相应作为u（xi）分项。这种情况应首先评

6、定标准不确定度u（xi）的分项（xij），u（xi）则为各个u（xij）的合成。输入量xi的标准不确定度u（xi）及其分项u（xij）的评定方法可归纳为a、b两类：a类评定采用对观测列进行统计分析方法，来评定标准不确定度。b类评定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。2标准不确定度的a类评定(1)基本方法:标准不确定度a类评定的信息来源于对一个输入量x进行多次重复测量得到的测量列，（x1,x2…xn）采用统计分析方法计算标准不确定度。输入量的最佳值等于测

7、量列x1,x2…xn的算术平均值，在等精度测量下，算术平均值x-为：测量列的单次实验标准偏差s，通常可采用贝塞尔法计算：s=测量列的平均值的实验标准偏差s(x-)可按下式计算：s(x-)=s√n输入量x的a类标准不确定度即为测量列的平均值的实验标准差：a类标准不确定度u(x)的自由度等于测量列标准差的自由度，用贝塞尔法计算测量列标准差时，其自由度v=n-1，n为测量列的测量次数。2.2在规范化的常规测量中，如计量标准开展的检定项目等。在重复性条件下或复现性条件下进行的规范化测量，测量结果的不

8、确定度及其a类标准不确定度也可不一定每一次测量时重新评定，可直接采用预先评定结果，为提高其可靠性，一般应采用合并样本标准差。对于输入量在重复性下或复现性条件下进行n次x独立测量，得到x1,x2…xn，其平均值为x-，实验标准差为s，自由度为v。如果有m组这样的测量，则合成样本差s可按下式计算：合并样本标准差的自由度可按下式计算：；式中vj-m-组中第j组测量列的自由度。在实际测量中，如对输入量x仅进行了k次测量（1≤k≤n）以k次