测量不确定度评定实例和有关附录

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1、测量不确定度评定实例第1页共51页直接测量方法不确定度评定实例直接测量方法是指“不必测量与被测量有函数关系的其他量，而能直接得到被测量值的测量方法”。在测量程序中，有时为了作出相应的修正，需要进行补充测量或计算以确定影响量之值。这种测量方法仍然是直接测量。根据计量器具的示值，还需要通过查阅有关图或表以确定被测量之值的测量，也是直接测量。直接测量是我们遇到的最多的也是最基本的测量。通过测量与被测量有函数关系的其他量，按函数关系计算出被测量之值的简接测量方法是建立在直接测量的基础上的测量。直接测量的不确定度来源主要包括：(1)测

2、量重复性，采用A类评定方法评定。(2)测量设备，包括测量设备的误差或不确定度，以及设备分分辩力(读数)误差，采用B类方法评定。(3)其他，参见第二章第三节。直接测量方法的各个标准不确定度分量，包括影响量引入的标准不确定度分量，通常都是互不相关的，合成标准不确定度一般采用方和根方法计算。【实例1】薄膜厚度测量不确定度评定一、概述1.1目的评定软性塑料薄膜厚度测量结果的不确定度。1.2依据标准EN71－1《欧洲玩具安全标准》。1.3使用的仪器设备数显千分表测厚仪，最大允许误差±3μm，分辩力1μm；千分表座平面度小于+0.6μm

3、。经检定合格。1.4测量程序2将试样剪成(100×100)mm,，平正放置在数显千分表测厚仪不锈钢材质的表座上。测量试样对角线上10个等距离点的厚度，由该10个算术平均值给出被测量值。1.5不确定度评定结果的应用符合上述条件或十分接近上述条件的厚度测量的不确定度，一般可以参照本例方法评定。二、数学模型本例属于直接测量，被测量值直接由测量仪器的示值给出h=l(8.1.1)式中：h——薄膜试样厚度，mm；l——数显千分表测厚仪示值，mm；测量不确定度评定实例第2页共51页三、测量不确定度来源厚度h测量的不确定度来源主要包括：①薄

4、膜厚度h测量重复性引起的标准不确定度uA；②数显千分表测厚仪示值误差引入的标准不确定度uB；③千分尺读数分辩力1μm引入的标准不确定度，其区间半宽度0.5μm比示值误差的区间半宽度3μm小5倍，可以忽略不计；④，千分表座平面度小于+0.6μm，比示值误差的区间半宽度3μm小4倍，也可以忽略不计。测量不确定度预估列于表8.1.1。表8.1.1薄膜厚度h测量不确定度预估相对标准不确定度自由度序号不确定度符数i类型分布包含因子(ki)数值(μm)ν来源号值1薄膜厚度h测量重复性A正态3uA1.73νA182千分尺测厚仪示值误差B均

5、匀3uB1.0ν1－3合成标准不确定度正态3uC(h)2.0νeff－4相对扩展不确定度U(h)＝2uC(h)=2×2.0μm=4.0μm，k=2(p≈95%)四、薄膜厚度h测得量值依据数显千分表测厚仪说明书的操作说明，执行薄膜厚度测量程序，测量试样对角线上10个等距离点的厚度，计算10千分表示值读数的算术平均值给出被测量值，101hl==∑i38.4μm（8.1.2）10i=1五、薄膜厚度h测量标准不确定度评定5.1薄膜厚度h测量重复性引入的标准不确定度uA事先在试样的一个对角线上测量n1=10个等距离点的厚度，然后在另一

6、对角线上测量n2=10个等距离点的厚度，测量结果列于表8.1.2。分别计算m=2组数据平均值的实验标准差，n2∑()hhij−j10i12sji()hh==−∑(jhj)(8.1.3)nn(1−×)109i=1再用下式计算两组数据的合并样本标准差m21112222ssspjj===+∑∑(0.941.07)=1.0μm(8.1.4)m22ij=1=1所以重复性引入的薄膜厚度h测量的标准不确定度为us==1.0μm(8.1.5)Ap自由度νA=m(n−1)=2×(10−1)=18。测量不确定度评定实例第3页共51页表8.1.2

7、薄膜厚度h测量重复性试验结果(单位：μm)i平均值s()hj12345678910jh13334373942404034373737.30.9423844384243403634403539.01.07六、薄膜厚度h测量合成标准不确定度uC(h)评定不确定度分量uA和uB互不相关，采用方和根方法合成2222uT()=+=+uu1.731.0=2.0μm(8.1.6)CAB七、薄膜厚度h测量扩展不确定度U(h)取包含因子k=2，对应于包含概率p=95％。薄膜厚度h测量的扩展不确定度为UT()=kuT()22.04.0=×=μm

8、(8.1.7)C八、薄膜厚度h测得量值和扩展不确定度U(h)报告薄膜厚度h测得量值为38.4μm，由对角线上10个等距离点的厚度测量的算术平均值给出，其扩展不确定度为U(h)=4.0μm，k=2，p≈95%【实例2】接地电阻测量不确定度评定一、概述1.1目的评定电器设备接地电阻测量结果的不