測量不確定度的評估程序

測量不確定度的評估程序

1.        目的
為在進行測量以及在說明和使用測量結(jié)果時考慮測量過程中重要的已被識別的不確定度，并規(guī)范測量不確定度的評定程序和表示格式。
2.范圍
適用本公司測量不確定度的評定與表示。
3.職責(zé)
3.1 測試人員負責(zé)不確定度類作業(yè)指導(dǎo)書的編寫。
3.2 工程部經(jīng)理負責(zé)不確定度評定和表示的審核。
3.3 技術(shù)負責(zé)人負責(zé)不確定度評定和表示的批準(zhǔn)。
3.4 測試人員在必要時負責(zé)在檢測報告中給出不確定度。
4.程序
4.1 術(shù)語和定義
4.1.1 測量不確定度(uncertainty of a measurement)：表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。
4.1.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度(standard uncertainty)：以標(biāo)準(zhǔn)差表示的測量不確定度
4.1.3 不確定度的A類評定(type A evaluation of uncertainty )：用對觀察列進行統(tǒng)計分析的方法來評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度，用實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差表征。
4.1.4 不確定度的B類評定(type B evaluation of uncertainty )：用不同于對觀察列進行統(tǒng)計分析的方法來評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度，用根據(jù)經(jīng)驗或資料及假設(shè)的概率估計的標(biāo)準(zhǔn)偏差表征。
4.1.5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度(combined standard uncertainty)：當(dāng)測量結(jié)果是由若干個其他量的值求得時，按其他各值的方差和協(xié)方差算得的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。
4.1.6 擴展不確定度(expanded uncertainty,)：確定測量結(jié)果區(qū)間的量，合理賦予被測量之值分布的大部分可望含于此區(qū)間。
4.1.7 包含因子(coverage uncertainty)：為求得擴展不確定度，對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度所乘之?dāng)?shù)字因子。
4.2 要求
4.2.1 給出不確定度的若干情況
當(dāng)不確定度與檢測結(jié)果的有效性或應(yīng)用有關(guān)，或客戶的指令中有要求，或當(dāng)在確定度影響到規(guī)范限度的符合性時，檢測報告中需包括有關(guān)不確定度信息。在認可機構(gòu)的有要求和檢測方法有要求時，不確定度也必須以檢測報告或其它形式給出。
4.2.2 測量不確定度的原因分析
1）理論上測量不確定度的原因可從以下10方面考慮：
a.對被測量的定義不完整或不完善；
b.實現(xiàn)被測量定義的方法不理想；
c.取樣的代表性不夠，即被測量的樣本不能完全代表所定義的被測量；
d.對測量過程受環(huán)境影響的認識不周全，或?qū)Νh(huán)境條件的測量與控制不完善；
e.對模擬式儀器的讀數(shù)存在人為偏差（偏移）；
f.測量儀器計量性能上的局限性；
g.賦予計量標(biāo)準(zhǔn)的值和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的值不準(zhǔn)確；
h.引用的數(shù)據(jù)或其他參量的不確定度；
i.與測量方法和測量程序有關(guān)的近似性和假定性；
j.在表面上看來完全相同的條件下，被測量重復(fù)觀測值的變化。
2）實際工作中測量不確定度的來源可從以下幾方面考慮：
a.所用的參考標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；
b.所用方法和設(shè)備；
c.環(huán)境條件；
d.被檢測樣品的性能和狀態(tài)；
e.操作人員。
4.2.3 測量不確定度的評定
1）建立數(shù)學(xué)模型
被測量Y常取決于其他的n個測量值X1,X2,…Xn，得

數(shù)學(xué)模型的建立不能遺漏也不能重復(fù)計算可能對測量結(jié)果產(chǎn)生影響的不確定度分量。
2）確定各輸入量的估計值
輸入量Xi的估計值xi可以通過直接觀察得到，也可由其它來源得到，如校準(zhǔn)證書、通用數(shù)據(jù)表、各種手冊和以前觀察測到的數(shù)據(jù)等。輸入量中還應(yīng)包括對測量結(jié)果有明顯影響的修正量。
3）計算測量結(jié)果
由X1,X2,…Xn的估計值x1,x2,…xn得到的Y的最佳估計值y：

4）對上式各輸入量求偏導(dǎo)數(shù)，建立合成不確定度 與各輸入量不確定度 的關(guān)系式（不確定度傳播率）：

a.當(dāng)輸入量之間不相關(guān)時，即 ， ；當(dāng)輸入量之間不相關(guān)且靈敏系數(shù)絕對值 時， 。
b.當(dāng)輸入量之間強相關(guān)時，取 ， 。
c.當(dāng)輸入量之間一般相關(guān)時，即 ，一般情況下不予考慮。
5）評定各估計值 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度及相關(guān)靈敏系數(shù)
a.不確定度的A類評定
對被測量 重復(fù)條件下進行n次獨立測量，則

對被測量 重復(fù)條件下進行m組，每組n次測量，則

b.不確定度的B類評定
B類不確定度來源一般從以下幾方面考慮：
①以前的觀測數(shù)據(jù)；
②對有關(guān)技術(shù)資料和測量儀器性能的了解和經(jīng)驗；
③生產(chǎn)部門提供的技術(shù)說明文件；
④校準(zhǔn)證書，檢定證書或其它文件提供的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確度等級，包括目前暫在使用的極限誤差、最大允許誤差等；
⑤手冊某些資料給出參考數(shù)據(jù)及其不確定度；
⑥規(guī)定實驗方法的國家或類似技術(shù)文件中給出的重復(fù)性限r(nóng)或復(fù)現(xiàn)性限R。
由觀測人員根據(jù)上述信息，憑主觀意識設(shè)計一個概率分布，判斷被測量所處區(qū)間(- , ),由要求的置信區(qū)水準(zhǔn)（包含概率）估計包含因子k,則測量不確定度 ， 為區(qū)間半寬度。
c.靈敏系數(shù)的評定
靈敏系數(shù) 通過對 求偏導(dǎo)數(shù) 得出，在線性模型是一常數(shù)，在非線性模型則取其實際測量值或數(shù)學(xué)期望值。
6）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 的評定
在得到各輸入量 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 及其靈敏系數(shù) 后，由公式 求得各輸入量的不確定度分量，再由步驟5.3.4不確定度傳播率式求得合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 。
7）擴展不確定度 的評定
設(shè)k為包含因子，則 ，k一般取2或3，當(dāng)未說明時取k=2。
8）給出不確定度分量一覽表，該表須包括不確定度來源、類型、不確定度值、概率分布、標(biāo)準(zhǔn)合成不確定度和擴展不確定度等項目。
4.2.4 不確定度報告
設(shè)被測量ms的測量結(jié)果為100.02147g，合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc(ms)為0.35mg。
1）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的表示可參照以下形式：
a.ms=100.02147g；合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc(ms)=0.35mg。
b.ms=100.02147(35)g；括號內(nèi)的數(shù)按標(biāo)準(zhǔn)差給出，其末位與前面結(jié)果內(nèi)末位數(shù)對齊。
c.ms=100.02147(0.00035)g；括號內(nèi)按標(biāo)準(zhǔn)差給出，與前面結(jié)果有相同的計量單位。
d.ms=(100.02147±0.00035)g；正負號后之值按標(biāo)準(zhǔn)差給出，它并非置信區(qū)間。
2）擴展不確定度的表示可參照以下形式：
a.ms=100.02147g，U=0.70mg；k=2。
b.ms=(100.02147±0.00070)g；k=2。
4.2.5 不確定評定的簡化
1）當(dāng)A類評定分量占主導(dǎo)地位時，可以忽略B類評定分量；
2）當(dāng)樣品經(jīng)不起或不可能進行多次重復(fù)檢測時，可以不重復(fù)測量；
3）可以不給出自由度；
4）不考慮分量間的相關(guān)性；
5）靈敏系數(shù)一般情況下取對于某些公認的檢測方法，該方法規(guī)定了測量不確定度主要來源的極限和計算結(jié)果的表示方式，此時，在實驗室遵守該檢測方法和測量結(jié)果報告要求的情況下，即被認為符合要求；
6）當(dāng)無法從計量學(xué)和統(tǒng)計學(xué)角度對測量不確定度進行有效面嚴(yán)格的評定時，應(yīng)通過分析方法，列出各主要分量的不確定度分量，并作出合理的評定，同時應(yīng)確保測量結(jié)果的報告形式不會使用戶造成對所給測量不確定度的誤解。
5.相關(guān)性文件
5.1 測量不確定度評定與表示（JJF1059-1999）
6.質(zhì)量記錄

[ 本帖最后由 duomeiti 于 2007-7-31 15:27 編輯 ]

支持觀點。另外，請問有沒有不確定度的作業(yè)指導(dǎo)書模板共享？本人想學(xué)習(xí)這方面的知識。

謝謝分享！測量不確定度的評定是個難點，你的無私給大家不少方便，謝謝！