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果時考慮測量過程中重要的已被識別的不確定度，并規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
3.1 測試人員負責不確定度類作業指導書的編寫。
3.2 工程部經理負責不確定度評定和表示的審核。
3.3 技術負責人負責不確定度評定和表示的批準。
3.4 測試人員在必要時負責在檢測報告中給出不確定度。
4.程序
4.1 術語和定義
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，與測量結果相聯系的參數。
4.1.2 標準不確定度(standard uncertainty)：以標準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 )：用對觀察列進行統計分析的方法來評定標準不確定度，用實驗標準偏差表征。
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計分析的方法來評定標準不確定度，用根據經驗或資料及假設的概率估計的標準偏差表征。
4.1.5 合成標準不確定度(combined standard uncertainty)：當測量結果是由若干個其他量的值求得時，按其他各值的方差和協方差算得的標準不確定度。
4.1.6 擴展不確定度(expanded uncertainty,)：確定測量結果區間的量，合理賦予被測量之值分布的大部分可望含于此區間。
4.1.7 包含因子(coverage uncertainty)：為求得擴展不確定度，對合成標準不確定度所乘之數字因子。
4.2 要求
4.2.1 給出不確定度的若干情況
當不確定度與檢測結果的有效性或應用有關，或客戶的指令中有要求，或當在確定度影響到規范限度的符合性時，檢測報告中需包括有關不確定度信息。在認可機構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.對測量過程受環境影響的認識不周全，或對環境條件的測量與控制不完善；
e.對模擬式儀器的讀數存在人為偏差（偏移）；
f.測量儀器計量性能上的局限性；
g.賦予計量標準的值和標準物質的值不準確；
h.引用的數據或其他參量的不確定度；
i.與測量方法和測量程序有關的近似性和假定性；
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.所用的參考標準和標準物質；
b.所用方法和設備；
c.環境條件；
d.被檢測樣品的性能和狀態；
e.操作人員。
4.2.3 測量不確定度的評定
1）建立數學模型
被測量Y常取決于其他的n個測量值X1,X2,…Xn，得

數學模型的建立不能遺漏也不能重復計算可能對測量結果產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，如校準證書、通用數據表、各種手冊和以前觀察測到的數據等。輸入量中還應包括對測量結果有明顯影響的修正量。
3）計算測量結果
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數，建立合成不確定度 與各輸入量不確定度 的關系式（不確定度傳播率）：

a.當輸入量之間不相關時，即 ， ；當輸入量之間不相關且靈敏系數絕對值 時， 。
b.當輸入量之間強相關時，取 ， 。
c.當輸入量之間一般相關時，即 ，一般情況下不予考慮。
5）評定各估計值 的標準不確定度及相關靈敏系數
a.不確定度的A類評定
對被測量 重復條件下進行n次獨立測量，則

對被測量 重復條件下進行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以前的觀測數據；
②對有關技術資料和測量儀器性能的了解和經驗；
③生產部門提供的技術說明文件；
④校準證書，檢定證書或其它文件提供的數據，準確度等級，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據及其不確定度；
⑥規定實驗方法的國家或類似技術文件中給出的重復性限r或復現性限R。
由觀測人員根據上述信息，憑主觀意識設計一個概率分布，判斷被測量所處區間(- , ),由要求的置信區水準（包含概率）估計包含因子k,則測量不確定度 ， 為區間半寬度。
c.靈敏系數的評定
靈敏系數 通過對 求偏導數 得出，在線性模型是一常數，在非線性模型則取其實際測量值或數學期望值。
6）合成標準不確定度 的評定
在得到各輸入量 的標準不確定度 及其靈敏系數 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準不確定度 。
7）擴展不確定度 的評定
設k為包含因子，則 ，k一般取2或3，當未說明時取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、標準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
設被測量ms的測量結果為100.02147g，合成標準不確定度uc(ms)為0.35mg。
1）合成標準不確定度的表示可參照以下形式：
a.ms=100.02147g；合成標準不確定度uc(ms)=0.35mg。
b.ms=100.02147(35)g；括號內的數按標準差給出，其末位與前面結果內末位數對齊。
c.ms=100.02147(0.00035)g；括號內按標準差給出，與前面結果有相同的計量單位。
d.ms=(100.02147±0.00035)g；正負號后之值按標準差給出，它并非置信區間。
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A類評定分量占主導地位時，可以忽略B類評定分量；
2）當樣品經不起或不可能進行多次重復檢測時，可以不重復測量；
3）可以不給出自由度；
4）不考慮分量間的相關性；
5）靈敏系數一般情況下取對于某些公認的檢測方法，該方法規定了測量不確定度主要來源的極限和計算結果的表示方式，此時，在實驗室遵守該檢測方法和測量結果報告要求的情況下，即被認為符合要求；
6）當無法從計量學和統計學角度對測量不確定度進行有效面嚴格的評定時，應通過分析方法，列出各主要分量的不確定度分量，并作出合理的評定，同時應確保測量結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.相關性文件
5.1 測量不確定度評定與表示（JJF1059-1999）
6.質量記錄

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

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！