测量不确定度与符合性评价

情况10： 向上扩展不确定 度区间半宽度后，测 量结果仍低于下限， 则产品不符合规范。
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4 如果测量值ys落在非常接近规范限处，而扩展 不确定度区间的半宽度(U)与规范限迭交，这时不可 能在声明的置信水准下证实符合性或不符合性。为此， 应当同时报告检测结果y及其扩展不确定度(U)，并声 明既不能证明符合性也不能证明不符合性。作为例子， 报告这些情况(例如图10.1中情况2，4，7和9)的适当 的陈述可以是：
这时有
ys LSL，以及 y ys +ULSL，Ukuc， k2(p95%) (6)
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U U
y s (测量值)
USL
情况5： 向下扩展不确定 度区间半宽度后，测 量结果仍高于上限， 则产品不符合规范。
LSL
下限
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10
与规范中规定限量符合性评价情况5和10
LSL
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10
与规范中规定限量符合性评价的情况2
注意，这将增加风险！
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【例1】 某电器设备接地电阻应满足USL40m， 测量值R=38.2m，合成标准不确定度uc1m扩展 不确定度U95=2m，包含因子k2，置信概率p95％。 向上扩展不确定度后， RmaxR+U9540.2mUSL40m， 则不能作出符合规范的声明。 如置信概率为90％，包含因子k=1.65，扩展不确 定度U90kuc1.651m1.7m， 向上扩展不确定度， Rmax R+U9039.9mUSL40m， 则可以作出符合规范的声明。 必须指出，降低置信概率将增加风险。
(8)
19
注意，这将增加风险！
U U
USL
y s(测量值)
LSL
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10
与规范中规定限量符合性评价的情况4
情况4： 测量值ys高于上规范限 USL并有一富余量，(ys USL)， 但是富余量小于扩展不确定度 区间半宽度(U)，即(ys USL)U。因此不可能做出不 符合性声明。 但是，在可以接受低于95 ％置信水准的情况下，则有可 能做出不符合性声明 。
测量不确定度 与 符合性评价
在检测领域，实验室要通过检测来评价被 测物品是否符合规范(specification)或技术产品 标准规定的技术要求。 在计量检定/校准领域，实验室要通过检定/ 校准来评价测量器具是否符合技术规范 (specification)或测量器具说明书规定的技术要 求。 ISO/IEC 17025:2005《检测和校准实验室 能力通用要求》在要素5.10“结果报告”中，要 求实验室应向客户提供测量结果及其不确定度 的声明，并且应客户的要求，还需评价测量结 果与规范中规范限的符合性。
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(3) 测量值ys高于下规范限LSL并有一富余量(ys LSL)，但是富余量小于扩展不确定度区间半宽度(U)， 即(ys LSL)U。因此不可能做出符合性声明。但是， 在可以接受低于95％置信水准的情况下，则有可能做 出符合性声明(图10.1中情况7)。 这时有 ys LSL，以及y ys U LSL，Ukuc，k2(p95%) (9)
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(4) 测量值ys低于下规范限LSL并有一富余量 (LSL ys)，但是富余量小于扩展不确定度区间半宽度 (U)，即(LSL ys)U。因此不可能做出不符合性声明。 但是，在可以接受低于95％置信水准的情况下，则有 可能做出不符合性声明 (图10.1中情况9) 。 这时有 y s LSL，以及y ys +U LSL，Ukuc， k2(p95%) (10)
9
二、没有任何判据、技术规范、客户要求或 实施细则时的符合性评价
1 测量值ys在规范区内，如果以95％的置信水准 扩 展不确定度区间的半宽度(U)，测量结果y仍不超出规 范限，则可以声明符合规范(图10.1中情况1和6)。
这时，对于图10.1中情况1有 ys USL，以及y ys +UUSL，Ukuc，k2(p95%) (3) 这时，对于图10.1中情况6有 ys LSL，以及y ys ULSL，Ukuc，k2(p95%) (4)
4
2 测量不确定度对符合性评价的影响
完整的测量结果y含有两个基本量，一是被测量Y 的最佳估计值ys，通常由数据测量列的算术平均值给 出，另一个就是描述该测量结果分散性的量，即测量 不确定度。包括扩展不确定度(U)的测量结果，用下式 给出 y ysU (1) 式中，y——测量结果；
U——测量结果的扩展不确定度。 U kuc (2) 式中，k——包含因子，当没有特别注明时，k2； uc——合成标准不确定度。
确定度区间的半宽度(U)，测量结果y仍然超出上规 范限USL，即(USL+U ys)或(USL ys U)，则可 以声明不符合规范(例如图10.1中情况5)。
这时有
ys USL，以及y ys UUSL，Ukuc， k2(p95%) (5)
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3 测量值ys低于下规范限LSL，如果向上扩展不 确定度区间的半宽度(U)，测量结果y仍低于下规范 限LSL，即(ys LSLU)或(ys +U LSL)，则可以声 明不符合规范(例如图10.1中情况10)。
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【例2】 某电器设备接地电阻应满足USL40m，测 量值R=41.8m，合成标准不确定度uc1m扩展不 确定度U95=2m，包含因子k2，置信概率p95％。 向下扩展不确定度后， Rmin=RU9539.8mUSL40m， 则不能作出不符合规范的声明。 如置信概率为90％，包含因子k=1.65，扩展不确 定度U90kuc1.651m1.7m， 向下扩展不确定度， Rmin=RU95=40.1mUSL40m， 则可以作出不符合规范的声明。 必须指出，降低置信概率将增加风险。
ys USL，以及y ys +UUSL，Ukuc，k2(p95%) (7)
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USL
U U
y s(测量值)
情况2： 测量值ys低于上规范限 USL并有一富余量(USLys)， 但是富余量小于扩展不确定 度区间半宽度(U)，即(USL ys)U。因此不可能做出符合 性声明。 但是，在可以接受低于 95％置信水准的情况下，则 有可能做出符合性声明
富余量小于测量不确定度，因此在95％置信水准下 不可能做出符合性或不符合性声明。但是，在可以接 受小于95％的置信水准的情况下，则有可能做出符合 性或不符合性声明。”
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“检测值ys高于(低于)规范限并有一富余量，但是，
如果法律要求无论如何都要做出拒绝或是接受的 决定，则可以声明图10.1情况2和7与规范限符合(具有 低于95%的置信水准)。对图10.1中情况4和9，则可以 做出不符合规范限的声明(具有低于95%的置信水准)。 (1) 测量值ys低于上规范限USL并有一富余量 (USL ys)，但是富余量小于扩展不确定度区间半宽度 (U)，即(USL ys)U。因此不可能做出符合性声明。 但是，在可以接受低于95％置信水准的情况下，则有 可能做出符合性声明(图10.1中情况2)。 这时有
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(2) 测量值ys高于上规范限USL并有一富余量(ys USL)，但是富余量小于扩展不确定度区间半宽度(U)， 即(ys USL)U。因此不可能做出不符合性声明。但是， 在可以接受低于95％置信水准的情况下，则有可能做 出不符合性声明(图10.1中情况4)。 这时有
ys USL，以及y ys U USL，Ukuc， k2(p95%)
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测量结果y ysU
“uncertainty” 意思是 doubt(怀疑、疑惑)
1. 测量结果是一组值，即测量结果是一个区 间(称为包含区间——这个区间用测量不 确定度U表示)，通常表示为单个被测量量 值ys和测量不确定度U，即y ysU。
ys U
通常取 正态分布
………………………
2. 被测量值落在这个区间内属于什么分布？ t分布、正态分布、均匀分布，……？ 3. 测量值落在这个区间有多大把握(包含概 率)？68％，95％，99％？
与规范中规定限量符合性评价的情况7
注意，这将增加风险！
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【例3】带肋钢筋最大抗拉强度应满足LSL490N， 测量值=499N，扩展不确定度U95=10N，合成标准不 确定度uc=5N，包含因子k=2，置信概率p95％。 向下扩展不确定度后， minU95489NLSL490N， 则不能作出符合规范的声明。 如置信概率为90％，包含因子k=1.65，扩展不确 定度U901.655N8N， 向下扩展不确定度后， min = U90491N490N， 则可以作出符合规范的声明。 必须指出，降低置信概率将增加风险。
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在更多的情况下，技术规范要求在证书或报告 中做出合性说明，但是并没有指明要考虑不确定度 对符合性评价的影响。在这种情况下，适合于供用 户做出符合性判断，但是，据此做出的检测结果并 没有考虑不确定度。这就是通常所说的“风险共 担”(shared risk)，因为在使用相同的测量方法测 量之后该产品可能并不满足规范要求，从而使最终 用户承担某种风险。在这种情况下，有一个隐含的 假设，即相同测量方法的不确定度是可以接受的， 更重要的是在必要时不确定度是可以评价的。国家 法规可以否决“风险共担”原则，并将不确定度引 起的风险加于其中一方。
10
USL
U U
y s (测量值)
情况1： 向上扩展不确定 度区间半宽度后，测 量结果仍低于上限， 则产品符合规范。
LSL
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10
与规范中规定限量符合性评价的情况1和6
情况6： 向下扩展不确定 度区间半宽度后，测 量结果仍高于下限， 则产品符合规范。
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2
测量值ys高于上规范限USL，如果向下扩展不
最佳估值 ys
ys U
通常取95％
6
如何全面征测量结果
U
Lmax
U
y s (测量值)
上限
可以是单次测量值或数 据测量列的算术平均值 下限
Lmin
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
图10.1 与规范中规定限量的符合性评价的各种情况 通常规定扩展不确定度U的置信概率p95%，包含因子k=2
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CNAS推荐的符合性评价规则
一、规范要求或客户要求时的符合性评价
当测量执行一个规定的技术规范，并且客户或该 规范要求做出符合性说明时，结果报告必须包含某种 说明，以指出测量结果是否符合该规范。
最简单的情况是技术规范明确说明，将不确定度 以给定置信水准扩展后，检测结果y将落在定义的规范 限内或规范限外。对这些情况，可以直接给出符合性 或不符合性评价(图1中情况1，5和6，10)。
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1 符合性评价的有关名词术语
●(测量设备)的最大允许误差(MPE) 对给定的测量设备，由技术规范、检定规程等所 允许的误差极限值。 ●(技术)规范 specification 对被测物品的公差限或测量设备特性的最大允许误 差(MPE)的要求 ●规范限 specification limits 被测物品的公差限或测量设备最大允许误差。 ●上规范限(USL) upper specification limit 给定下列规定值之一：被测物品公差限的上界限； 或测量设备特性允许误差值的上界限。 3
●下规范限(LSL) lower specification limit 给定下列规定值之一：被测物品公差限的下界限； 或测量设备特性允许误差值的下界限 ●规范范围 specification interval 规范区 specification zone 被测物品或测量设备的特性在规范限之间(含规范 限在内)的一切变动值 ●测量结果的完整表述 通常表示为单个被测量量值ys和测量不确定度U， 即由下式给出： y ysU ys是被测量Y的最佳估计值。
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USL
情况7： 测量值ys高于下规范限LSL 并有一富余量(ys LSL)，但是富 余量小于扩展不确定度区间半宽 度(U)，即(ys LSL)U。因此不 可能做出符合性声明。 但是，在可以接受低于95％ 置信水准的情况下，则有可能做 出符合性声明 。
U
LSL
U
y
(测量值)
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10