测量不确定度评定与表示
测量不确定度的评定与表示
8、A类评定 type A evaluation of uncertainty
对样本观测值的统计分析进行不确定度评定的方法。
9、B类评定 type B evaluation of uncertainty
用非统计分析的其他方法进行不确定度评定的方法
测量不确定度基本术语
10、 合成标准不确定度 combined uncertainty
当测量结果是由若干个其他量的值求得时,按其他各量 的方差和协方差算得的标准不确定度。 用符号uc表示
11、扩展不确定度 expanded uncertainty
规定了测量结果取值区间的半宽度,该区间包含了合理赋 予被测量值的分布的大部分。用符号U或UP表示。
测量不确定度基本术语
12、包含因子
coverage factor
d10 3.08
Rn u ( x) 0.0292mm dn
查表其自由度
7.5
用两种方法估计得到的标准差很接近,但自由度有明显不同。
不确定度评定
• B 类评定方法
B类评定方法获得不确定度,不是依赖于对样 本数据的统计,必然要设法利用与被测量有关的 其他先验信息来进行估计。因此,如何获取有用 的先验信息十分重要,而且如何利用好这些先验 信息也很重要。
中国量值溯源性体系原理图
国家计量基准 副计量基准
工作计量基准
社会公用计量标准 (国家专业计量站) 社会公用计量标准 (专业计量分站)
社会公用计量基准(省级) 社会公用计量基准(市级) 社会公用计量基准(县级)
部门最高计量标准 部门计量标准
企业、事业单位最高计量标准 企业、事业单位计量标准
工作计量器具(企业、事业、市场等)
6
测量不确定度评定与表示
测量不确定度评定与表示1. 引言在测量过程中,无法避免地会产生不确定度。
不确定度是指测量结果和所要求的真实值之间的差异。
在科学研究和工程应用中,评估和表示测量结果的不确定度是十分重要的,因为不正确的评定和表示不确定度可能会引起误导、误判和错误决策。
2. 不确定度评定的基本原理不确定度评定的基本原理可以归纳为以下几点:2.1 测量误差的来源常见的测量误差来源包括系统误差、随机误差和人为误差。
系统误差是指由于测量仪器、环境条件和操作方法等方面引起的误差,是可检验和可纠正的。
随机误差是指由于测量过程中的偶然因素引起的误差,是不可预知和不可消除的。
人为误差是指由于操作人员主观能力和判断产生的误差,可以通过培训和规范化操作来减小。
2.2 不确定度的评定方法不确定度的评定方法主要包括标准不确定度法、扩展不确定度法和仪器不确定度法。
标准不确定度法是指根据测量数据的统计特性确定的测量结果的不确定度,常用的统计方法有标准偏差法和方差法。
扩展不确定度法是指在标准不确定度的基础上,考虑到各种扩展因素进行修正和改进的方法,主要应用于复杂测量方法和环境条件。
仪器不确定度法是指根据仪器精度和仪器特性确定的测量结果的不确定度,常用的方法有精度等级法和重复测量法。
2.3 不确定度的表示方式不确定度的表示方式主要有点估计和区间估计两种。
点估计是指用一个确定的数值来表示测量结果的不确定程度,常用的点估计方法有标准偏差、标准误差和置信区间。
区间估计是指用一个范围来表示测量结果的不确定程度,常用的区间估计方法有置信区间和预测区间。
3. 不确定度评定的具体步骤不确定度评定的具体步骤可以分为以下几个环节:3.1 确定测量目标和测量方法首先需要明确测量的目标和所采用的测量方法。
测量目标是指所要测量的物理量或属性,测量方法是指测量目标的具体实现方式。
3.2 收集和整理测量数据采集和整理测量数据是评定不确定度的基础。
对于连续型变量,可以采用抽样方法获取一定数量的数据样本;对于离散型变量,可以进行事实调查和观察。
测量不确定度的评定与表示
测量不确定度评定与表示JJF1059.1--20122015.12.29南京JJF1059.1测量不确定度的评定与表示一、(测量)不确定度概念1.不确定度概念绝对测量 x y =直接测量相对测量 0x x y -= 0y U y Y ⊃±=间接测量 ),(21N x x x f y ⋅⋅⋅=定义:测量不确定度是与测量结果相联系的参数,合理地赋予被测量结果的分散性。
新定义:根据所获信息,表征赋予被测量值分散性的非负参数。
2.不确定来源表现为:(1)对被测量的定义不完整或不完善 (2)复现被测量定义的方法不理想 (3)测量所取样本的代表性不够(4)对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(5)对模拟式仪器的读数存在人为偏差(6)仪器计量性能上的局限性(7)赋予测量标准和标准物质的标准值的不准确 (8)引用常数或其它参量的不准确(9)与测量原理、测量方法和测量程序有关的的近似性或假定性 (10)在相同的测量条件下,被测量重复观测值的随机变化 (11)对一定系统误差的修正不完善 (12)测量列中的粗大误差因不明显而未剔除(13)在有的情况下,需要对某种测量条件变化,或者是在一个较长的规定时间内,对测量结果的变化作出评定。
应把该相应变化所赋予测量值的分散性大小,作为该测量结果的不确定度。
3.测量不确定度分类与字母表示 3.1绝对量表达A 类标准不确定度(用统计方法得到):A u 一般可统一表示 标准不确定度B 类标准不确定度(用其他方法得到):B u 为:)(x u 或i u 测量不 合成标准不确定度C u 或)(y u C 确定度扩展不确定度 U 或)(y U : C ku U = (k 为包含因子)3.2相对量表达A 类标准不确定度(用统计方法得到):rel A u . 一般可表示 相对标准不确定度B 类标准不确定度(用其他方法得到):rel B u . 为:)(x u rel 或rel i u . 相对测量 合成标准不确定度relC u . 或 )(y u rel C 不确定度相对扩展不确定度 rel U 或 )(y U rel : rel C rel ku U .= (k 为包含因子)二、测量不确定度评定与表示1.A 类标准不确定度计算A 类标准不确定度是指测量随机效应引入的标准不确定度,用A 类评定。
测量结果不确定度的评定与表示(北京国质联企业管理中心)
测量结果不确定度的评定与表示一、有关测量不确定度的定义1、测量不确定度 measurement uncertainty测量的不确定度 uncertainty of measurement不确定度uncertainty基于所用的信息,表征赋予某被测量之量值的分散性的参数。
注:1、测量不确定度是基于所用信息,定量地表征了关于被测量的知识。
2、测量不确定度由可获得的信息,表征了被测量一组量值或其分布的分散性,这种分散性是由于被测量定义上的不确定、测量中的随机影响和系统影响所致。
3、如果作为被测量的估计值的单个量值发生改变,则相关的测量不确定度也会改变。
4、此参数可以是诸如称为标准测量不确定度的标准差(或其给定的倍数),或者是说明了包含概率的区间的半宽度。
5、测量不确定度一般由多个分量组成,其中一些分量可以通过来自测量列量值的统计分布,进行测量不确定度的评定,并用实验标准差表征。
而另一些分量可以通过基于经验或其他信息的假设概率分布进行测量不确定度的评定,也可用标准差表征。
6、测量结果的量值,应理解为被测量的最佳估计值;而测量不确定度的全部分量对分散性有贡献,包括那些由于系统影响引起的分量,诸如与修正值以及测量标准的赋值相关联的分量。
7、根据预期的用途,可以给出测量结果的与一个声称的包含因子一起的扩展不确定度,以便能给出可望以高概率包容被测量或给出可望包容对被测量有贡献的所有量值散布的大部分的包含区间。
2、定义测量不确定度 definitional measurement uncertainty定义不确定度 definitional uncertainty由于在被测量定义中内在的细节不充分引起的测量不确定度分量。
注:1、被测量描述细节上的任何变化,通过测量函数的相应变化,会产生新的被测量,并带来新的定义上的测量不确定度。
2、定义被测量是任何测量程序的第一步。
所以,由此引起的定义测量不确定度是测量不确定度的一个分量。
测量不确定度评定与表示方法
1)标准差法
统计学中,有一个定量表示测量分散 性的参数,即“标准差”,可直接将其作为 测量的标准不确定度。
输入量的最佳值为测量列x1,x2,x3,‥‥‥, xn的算术平均值:
x
1 n
n i 1
xi
实验标准差
n
2
xi x
s i1 n 1
测量列平均值的实验标准差(A类标准
不确定度)
n
2
u(x) s x s n
测量不确定度评定与表示
Evaluation and Expression of Uncertainty in Measurement
内容
不确定度产生的背景 不确定度的意义及作用 不确定度的评定方法(标准不确定度、合成不确定度及扩展不确定度的评
定) 不确定度的应用实例
目的:
一、了解不确定度的相关术语及其概念 二、理解校准证书中不确定度所表达的含义 三、对校准结果进行合理的不确定度评定
xi x
i 1
n n 1
例:试验机测量重复性的标准不确定度
试验机加载负荷为60kN,重复测量9次,其值为:60.121, 60.120,60.051,60.032,60.055,60.070,60.111, 60.089,60.081.
测量值为: F1 60.081kN
9
(F1i F1)2
1、在相同的温度下用光标卡尺测量一片钢板 的厚度 ( 真值为15 mm),连续测量五次,测量 结果分别为15.02 mm、14.88 mm、14.92 mm、 15.04 mm、14.96 mm等;此时,测量结果是 多少?应如何来表示测量结果呢? 被测量的值=测量结果(值)±测量误差
Y=14.97 mm ±△y
测量不确定度评定与表示简介
测量不确定度评定与表示简介在科学研究和工程技术领域中,测量是一项至关重要的工作。
任何测量都会存在不确定度,即使是最精确的仪器和最严格的操作也无法完全消除测量的不确定度。
评定和表示测量不确定度成为了科学实验和工程项目中必不可少的一环。
测量不确定度是指测量结果和真实值之间的差异,它是测量结果的不确定性的度量。
评定测量不确定度可以帮助我们更好地理解测量结果的可靠性,并为我们的研究和工程应用提供更准确的数据。
建立起正确的测量不确定度评定与表示方法对于提高科学研究和工程技术水平至关重要。
评定测量不确定度的方法与技术众多,但在本文中,我们将重点介绍测量不确定度的评定方法和表示方式。
我们将介绍测量中的误差类型和性质,然后讨论评定测量不确定度的方法和表示测量不确定度的常用方式。
1. 误差类型和性质在测量中,误差是不可避免的。
误差可以来源于多种因素,比如仪器本身的精度、环境条件、操作者的技术水平等。
根据误差的不同来源和性质,我们可以将误差分为系统误差和随机误差。
系统误差是由于仪器、操作或环境等因素引起的,它对测量结果产生一定的偏差。
系统误差在测量中是固定的,可以通过仪器校准和技术改进等方法来降低。
而随机误差是由于测量过程中的偶然因素引起的,它对测量结果产生的影响是随机的、不确定的,通常可以通过重复测量和统计分析等方法来评定和减小。
2. 测量不确定度的评定方法在实际测量中,我们可以采用多种方法来评定测量不确定度,常用的方法包括标准偏差法、扩展不确定度法、蒙特卡洛方法等。
标准偏差法是最常用的评定测量不确定度的方法之一。
在这种方法中,我们通过对多次重复测量的结果进行统计分析,计算出测量结果的标准偏差来评定测量的不确定度。
标准偏差法简单易行,但要求测量数据服从正态分布。
扩展不确定度法是另一种常用的评定测量不确定度的方法。
在这种方法中,我们通过考虑到所有可能的误差来源和其影响大小,将各种误差的贡献相加得到扩展不确定度。
扩展不确定度法可以充分考虑到各种误差的影响,但需要对误差来源和其大小有较好的了解。
测量不确定度评定与表示
实用文档
15
关于GUM法适用条件的理解
(1)GUM法适用于可以假设输入量的概率分布呈对 称分布的情况。
在GUM法评定测量不确定度时,首先要评定输入量的标准 不确定度,
• A类评定时,一般对在重复性条件下的多次测量,由各 种随机影响造成测得值的分散性可假设为对称的正态分
布;
• B类评定时,只有输入量的概率分布为对称分布时,才
实际的,GUM中,约定采用k=2的扩展不确定度U, 由它确定的包含区间为y±U,包含概率约为95%左
右,就是在接近正态分布的基础上得出的。
b.若用算术平均值作为被测量(即输出量)的最佳估计值y, 其为以扩自用展由查不度t分确为布定的ef度ft、为临方U界p差,值为当表(y来U服p/确从kp定)正2包的态含t分概分布率布时为。,pG则的UMy包规/u含定c的因,分子可布 kp,得到扩展不确定度Up和包含概率为p的包含区间y±Up。
本次修订主要内容
1、名称术语与JJF1001-2011《通用计量术语及定 义》一致;新增部分术语。(55页)
2、对适用范围做了补充,明确了GUM法适用的主 要条件。(14页)
3、根据计量实际,增加预评估重复性。(75页)
4、增加协方差和相关系数的估计方法。(97页)
5、弱化了给出自由度的要求,一般给出k值。
实用文档
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规范中的“主要”两字是指:
• 从严格意义上来说,在规定的该三个条件 同时满足时,GUM法是完全适用的。
• 当其中某个条件不完全满足时,有些情况 下可能可以作近似、假设或适当处理后使 用。
• 在测量要求不太高的场合,这种近似、假 设或处理是可以接受的。但在要求相当高 的场合,必须在了解GUM适用条件后予以慎 重处理。
测量不确定度的评定与表示2015.5.28
度为 u x s x s xk
2
【例】
某实验室事先对某一电流量进行n=10次重 复测量,测量值列于下表。按下表的计算步骤得 到单次测量的估计标准偏差 s(x)=0.074mA。 ① 在同一系统中在以后做单次(m =1)测量, 测量值x=46.3mA,求这次测量的标准不确定度 u(x)。 ② 在同一系统中在以后做3(m =3)次测量, 45.4 45.3 45.5 mA x ,求这次测量的标 45.4 3 准不确定度 u( x ) 。
根据概率分布和要求的概率p确定k,则B类标准不确 定度
uB 可由下式得到:
a uB k
a ------ 被测量可能值区间的半宽度
k ------ 包含因子
预备知识
分布┈数据散布的“形状”
一组数值的散布会取不同的形式,或称为服从不同的概率 分布。 (1)正态分布 在一组读数中,较多的读数值靠近平均值,少数读数 值离平均值较远。这就是正态分布或高斯分布的特征。 (2)均匀分布(矩形分布) 当测量值非常平均地散布在最大值和最小值之间的范 围内时,就产生了矩形分布或称为均匀分布。 (3)其他分布 还有其他分布形状,但较少见,例如三角分布、反余 弦分布(U型分布)等。表2.1给出了几种概率分布及其 包含因子。
贝塞尔公式法
单个测得值 xk 的实验标准偏差 sxk ,按下式 计算:
2 1 n sxk xi x n 1 i 1
(贝塞尔公式)
此式是单次测量的实验标准偏差(σ),也就是 标准不确定度u(x)。自由度(反应了相应实验标准 偏差的可靠程度)v=n-1。
标准不确定度的A类评定
一、不确定度的基本概念
标准不确定度(standard uncertainty): 以标准偏差表示的测量不确定度。 实验标准偏差(experimental standard deviation): 对同一被测量进行n次测量,表征测量结果分 散性的量。用符号s表示。(σ)
测量不确定度评定与表示简介
测量不确定度评定与表示简介一、引言在科学和工程领域,测量是一项重要的活动。
测量结果的准确性和可靠性对于保证产品质量、科学研究成果以及安全生产等方面具有重要意义。
任何测量都不可能完全准确,总会存在一定的偏差。
而测量不确定度是用于表征测量结果的不确定性的量化指标,对于评估测量结果及其应用具有重要意义。
本文将从测量不确定度的概念、评定方法以及表示方式等方面对测量不确定度进行介绍和讨论。
二、测量不确定度的概念测量不确定度是指用于表征测量结果不确定性的参数,反映了测量结果和所测量值真实数值之间的差异。
通常情况下,测量的不确定度包括两种来源:随机误差和系统误差。
随机误差是由于测量过程中的种种不可控因素导致的误差,如环境条件变化、测量仪器精度等。
随机误差的出现是无法预知的,其大小和方向都是随机的,因此称之为随机误差。
系统误差是由于测量过程中的某种固有缺陷或者偏差引起的误差。
系统误差是有规律性的,其产生的原因是可以被找到的,并且可以被纠正的。
系统误差是由于测量装置的不精确、操作人员的疏忽或者测量条件的改变等原因引起的。
为了对测量结果的不确定性进行分析和评估,需要对测量不确定度进行评定和表示。
下面将分别介绍测量不确定度的评定方法和表示方式。
1. 标准差法标准差法是一种用于评定随机误差的测量不确定度的方法。
通过对测量数据进行重复测量,得到一组测量结果,然后计算这组测量结果的标准差,即可得到该组测量结果的不确定度。
标准差法能够较为直观地反映测量值的离散程度,但是对于系统误差的评定能力较弱。
2. 扩展不确定度法扩展不确定度法是一种综合考虑随机误差和系统误差的测量不确定度评定方法。
通过对测量结果进行综合分析,结合仪器精度、环境条件、操作人员技术水平等因素,计算得出测量结果的扩展不确定度。
扩展不确定度法能够较好地综合考虑随机误差和系统误差的影响,因而被广泛应用于实际测量中。
绝对不确定度是指根据测量数据和评定方法所得到的测量不确定度值。
测量不确定度评定与表示简介
测量不确定度评定与表示简介测量不确定度评定与表示是现代物理实验中最重要的问题之一,因为任何测量都存在误差,因此需要计算出测量数据的不确定度。
在测量过程中,由于各种情况的干扰和影响,往往难以获得完全准确的实验数据。
而好的不确定度评定则可以准确地反映出实验数据的可靠程度,并在研究物理规律和进行科学研究时提供重要的参考依据。
测量不确定度评定方法可以分为两种:类型A和类型B评定。
类型A评定是通过对一组或多组测量数据的统计分析来确定不确定度。
这种评定方法适用于相对简单的测量,包括直接读数和计算。
类型B评定则是通过分析各种误差源导致的误差概率分布来确定不确定度。
这种评定方法适用于较为复杂的测量,包括间接测量和模拟计算等。
在进行不确定度评定时,必须首先确定测量结果和真实值之间的误差范围。
误差范围包括偏差和随机误差两部分。
偏差是测量结果与真实值之间的总体误差,包括系统误差和仪器误差。
随机误差是由于测量过程中的各种偶然干扰导致的误差,包括人为误差和环境误差等。
一旦误差范围被确定,就可以计算出测量数据的不确定度。
不确定度可以表示为标准偏差、标准误差、置信区间等。
其中,标准偏差是测量数据离散程度的度量,标准误差是对测量数据误差范围的度量,置信区间则是对测量数据可靠程度的度量。
在进行不确定度评定时,还需要注意的是误差来源的分析。
误差分析可以帮助识别和排除各种误差源,提高测量数据的准确性和可靠性。
误差分析通常包括了解实验仪器的特点和性能、确定测量数据的来源和采集方式、了解环境因素对测量结果的影响等。
jjf 1059.1-2012规程测量不确定度评定与表示
jjf 1059.1-2012规程测量不确定度评定与表示随着社会的发展和技术的进步,测量在各个领域都起着至关重要的作用。
然而,测量结果的准确性和可靠性却受到一个重要因素的限制,即测量不确定度。
为了能够对测量结果进行科学合理的评定和表示,鉴于此,国家对测量不确定度的评定与表示做出了相应的规定与要求。
本文将对JJF 1059.1-2012规程测量不确定度评定与表示进行探讨。
首先,JJF 1059.1-2012规程介绍了测量不确定度的概念和评定方法。
测量不确定度是测量结果的一个定量指标,反映了测量结果与被测量值之间的差异程度。
规程中明确了测量不确定度的计算公式和评定步骤,为测量人员提供了参考依据。
其次,规程详细说明了测量不确定度的来源和评定方法。
它分为两大类,即类型A不确定度和类型B不确定度。
类型A不确定度是通过对测量数据的统计处理得到的,常用的统计方法有方差分析法、回归分析法等。
类型B不确定度是通过对测量环境、测量设备等因素的评估得到的,常用的评估方法有高斯法、均匀分布法等。
根据规程的要求,测量人员需要综合考虑不同的不确定度来源,并将其合并为总体不确定度。
进一步,规程规定了测量不确定度的表示方法。
不确定度的表示通常分为两种方式,即报告不确定度和标示不确定度。
报告不确定度是将不确定度以数值的形式直接附加在测量结果上,常用的表示方式有测量结果加减报告不确定度,或者用测量结果的百分比形式表示。
标示不确定度则是通过在测量结果的符号上标注范围来表示,常用的标示方式有度量线法、数据段法等。
最后,规程提出了测量不确定度的认可与报告要求。
为了获得更高的信任度和可比性,规程要求测量结果的报告中必须包含测量不确定度,并且要按照规定的格式进行表述。
同时,规程还对测量不确定度的传递和计算提出了具体要求,以确保测量结果的准确性和可靠性。
综上所述,JJF 1059.1-2012规程测量不确定度评定与表示对于科学的测量结果具有重要意义。
测量不确定度的评定与表示
不确定度的发展(续)
❖1981年10月国际计量委员会提出了建议书(CI-1981), 同意INC-1。 ❖1986年组成国际不确定度工作组,负责制定用于计量、生 产、科学研究中的不确定度指南。
❖1993年出版了《测量不确定度表示指南》,简称GUM 。❖1999年国家质量技术监督局批准发布了JJF 1059-1999 《 测量不确定度评定与表示》,这规范原则上等同采用了GUM 的基本内容。
不确定度可以是标准差或其倍数,或是说明了包含概率的区间半宽度 。
以标准差表示的不确定度称为标准不确定度,以μ表示。
不确定度的表示形式有两种,绝对形式表示的不确定度的量纲与被测
量的量纲相同,相对形式的无量纲。Urel 0.4%(k 2)
如弯曲测试用传感器的扩展不确定度
如热变形温度扩展不确定度:U=0.4℃(k=2)
4个方面入手分析。
诞 生
测量不确定度
2.2 不确定度的发展
❖1927年德国物理学家海森堡提出测不准关系,也称为不确 定度关系。 ❖1953年Y.Beers在《误差理论导引》一书中给出实验不确定 度。
❖1970年C.F.Dietrich出版了《不确定度、校准和概率》。
❖1973年英国国家物理实验室的J.E.Burns等指出,当讨论测 量准确度时,宜用不确定度。 ❖1978年国际计量局发出不确定度征求意见书,征求各国和 国际组织的意见。
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k=2 说明测量结果在y±U95区间内的概率约为95%。
【如何理解测量不确定度】
测量不确定度是说明了置信水准的区间的半宽度。 测量不确定度需要用两个数来表示。 测量不确定度的大小,即包含区间半宽。 包含概率(或置信概率、置信水准),表明测量结果落在该区间有多 大把握。 【案例】
JJF 1059-1999 测量不确定度评定与表示
2 基本术语及其概念3 产生测量不确定度的原因和测量模型化4 标准不确定度的A类评定5 标准不确定度的B类评定6 合成标准不确定度的评定7 扩展不确定度的评定8 测量不确定度的报告与表示附录打印刷新测量不确定度评定与表示JJF1059—1999一切测量结果都不可避免地具有不确定度。
《测量不确定度表示指南》(Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement以下简称GUM),由国际标准化组织(ISO)计量技术顾问组第三工作组(ISO/TAG4/WG3)起草,于1993年以7个国际组织的名义联合发布,这7个国际组织是国际标准化组织(ISO)、国际电工委员会(IEC)、国际计量局(BIPM)、国际法制计量组织(OIML)、国际理论化学与应用化学联合会(IUPAC)、国际理论物理与应用物理联合会(IUPAP)、国际临床化学联合会(IFCC)。
GUM采用当前国际通行的观点和方法,使涉及测量的技术领域和部门,可以用统一的准则对测量结果及其质量进行评定、表示和比较。
在我国实施GUM,不仅是不同学科之间交往的需要,也是全球市场经济发展的需要。
本规范给出的测量不确定度评定与表示的方法从易于理解、便于操作、利于过渡出发,原则上等同采用GUM的基本内容,对科学研究、工程技术及商贸中大量存在的测量结果的处理和表示,均具有适用性。
本规范的目的是:——提出如何以完整的信息评定与表示测量不确定度;——提供对测量结果进行比较的基础。
评定与表示测量不确定度的方法满足以下要求:a)适用于各种测量和测量中所用到的各种输入数据,即具有普遍适用性。
b)在本方法中表示不确定度的量应该:——能从对不确定度有贡献的分量导出,且与这些分量怎样分组无关,也与这些分量如何进一步分解为下一级分量无关,即它们是内部协调一致的;——当一个测量结果用于下一个测量时,其不确定度可作为下一个测量结果不确定度的分量,即它们是可传播的。
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2、在相同的温度下分别用两个不同的光标卡尺测量一 片钢板的厚度 ( 真值为15 mm),连续测量五次,测量 结果分别为15.02 mm、15.08 mm、14.92 mm、 15.00 mm、14.98 mm和15.20 mm 、15.65 mm 、 14.50 mm 、14.15 mm 、15.50 mm
2、不确定度的评定步骤
3、标准不确定度的评定方法
A类评定:用对观测列进行统计分析的方 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。(不 同于A类的其它方法)
A类评定
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:x1,x2,x3,‥‥‥,xn,采用统计方 法计算标准不确定度。
2
u(x)s x s n
xi x
i1
nn1
例:试验机测量重复性的标准不确定度
试验机加载负荷为60kN,重复测量9次,其值为:60.121, 60.120,60.051,60.032,60.055,60.070,60.111, 60.089,60.081.
测量值为:F1 60.081kN
二、不确定度的意义及作用
我国国家计量技术规范JJF-1999《测量不确定度评定与表示》 中,列举了不确定度的主要应用领域如下: 1)建立国家计量基准、计量标准及国际比对; 2)标准物质、标准参考数据; 3)测量方法、检定规程、检定系统、校准规范等; 4)科学研究及工程领域的测量; 5)计量认证、计量确认 、质量认证以及实验室认可; 6)测量仪器的校准和检定; 7)生产过程的质量保证及产品的检验和测试; 8)贸易结算、医疗卫生、安全防护、环境监测及资源测量。
测量结果减去被测量的真值,是 具有正负号的量值
用标准偏差或其倍数的半宽度 (置信区间)表示,并需要说明 置信概率。无符号参数(取正号)
表明测量结果偏离真值
说明合理赋予被测量之值(最佳 估值)的分散性
客观存在,不以人的认识程度而 与评定人员对被测量、影响量及
改变
测量过程的认识密切相关
可利用系统误差对测量结果进行 修正
2、不确定度的表示方法
测量结果x
-U +U
0
X
x-U
x+U
不确定度区间:±U(区间宽度为2U) 置信概率:真值落在[x-U,x+U]内的概率
给出不确定度的目的:
给出测量值所处区间的宽度值 给出测量值处在该宽度内的置信概率
如:U=0.024℃,k=2
3、不确定度与误差的比较
测量误差
测量不确定度
1)标准差法
统计学中,有一个定量表示测量分散 性的参数,即“标准差”,可直接将其作 为测量的标准不确定度。
输入量的最佳值为测量列x1,x2,x3,‥‥‥, xn的算术平均值:
x
1 n
n i1
xi
实验标准差
n
2
xi x
s i1
n 1
测量列平均值的实验标准差(A类标准
不确定度)
n
不能用来修被测量的定义不完整或定义的方法不理想 取样的代表性不够 对测量过程受环境影响的认识及测量不完善 对模拟式仪器的读数存在人为偏差 仪器计量性能的局限(稳定性等) 计量标准的值不准确 与测量程序有关的近似性和假定性 被测量重复观测值的变化
测量不确定度评定与表示
内容
不确定度产生的背景 不确定度的意义及作用 不确定度的评定方法(标准不确定度、
合成不确定度及扩展不确定度的评定) 不确定度的应用实例
目的:
一、了解不确定度的相关术语及其 概念 二、理解校准证书中不确定度所表 达的含义 三、对校准结果进行合理的不确定 度评定
一、不确定度产生的背景
会(CIPM)委员安布勒(Ambler)向CIPM提交了解决在国际上统一表达测量不确定度 方法问题的提案。 1978年5月,国际计量局向32个国家计量实验室和5个国际组织发出不确定度表述的征 求意见书。同年年底收到了21个国家实验室的复函。 1980年10月,国际计量局根据国际计量委员会的要求,召集并成立了不确定度表述工 作组,起草了建议书 INC-1(1980)《实验不确定度表示》,并提交国际计量委员会讨 论通过。 1986年10月,国际计量委员会会议进一步考虑了修改意见,通过建新议书 INC1(1986),并决定推广应用。 1993年,工作组完成文件制订:测量不确定度表示指南 ISO:1993(E),GUM。 1995年勘误后再版,英文文件名为:Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement,Corrected and Reprinted,1995. ISO。
1、在相同的温度下用光标卡尺测量一片钢板 的厚度 ( 真值为15 mm),连续测量五次,测 量结果分别为15.02 mm、14.88 mm、14.92 mm、15.04 mm、14.96 mm等;此时,测量 结果是多少?应如何来表示测量结果呢? 被测量的值=测量结果(值)±测量误差
Y=14.97 mm ±△y
结论:两组测量的平均值均为15.00mm
第一组测量质量更高,更准确。
1、不确定度的定义
表征合理地赋予被测量之值的分散性, 与测量结果相联Y=系15.的00m参m数±0。.10mm
从定义看,首先不确定度是一个参数;其次它表示的 是测量值的分散性;最后说明该参数是与测量结果相 联系的。
影响测量值分散性的因素有多个,每个影响因素至少 会产生一个不确定度,所以不确定度有“多个”分量。 需要将若干“分量”合成为“一个”参数。
1953年,Y.Beers指出:“当我们给出实验误差时,它实际上是估计的实验不确定度”。 1963年,美国国家标准局(NBS)爱森哈特(Eisenhart)提出了定量表示不确定度的建议。 1970年,英国校准机构(NPL)谈到:“测量不确定度为一组测量的平均值两边的范
围”。 1977年7月,国际电离辐射咨询委员当任主席、美国国家标准局局长、国际计量委员
单次测量的实验标准差: S(F1)
9
(F1i F1)2
i1
0.032kN