測(cè)量不確定度的評(píng)估程序

測(cè)量不確定度的評(píng)估程序

1.        目的
為在進(jìn)行測(cè)量以及在說(shuō)明和使用測(cè)量結(jié)果時(shí)考慮測(cè)量過(guò)程中重要的已被識(shí)別的不確定度，并規(guī)范測(cè)量不確定度的評(píng)定程序和表示格式。
2.范圍
適用本公司測(cè)量不確定度的評(píng)定與表示。
3.職責(zé)
3.1 測(cè)試人員負(fù)責(zé)不確定度類(lèi)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)的編寫(xiě)。
3.2 工程部經(jīng)理負(fù)責(zé)不確定度評(píng)定和表示的審核。
3.3 技術(shù)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)不確定度評(píng)定和表示的批準(zhǔn)。
3.4 測(cè)試人員在必要時(shí)負(fù)責(zé)在檢測(cè)報(bào)告中給出不確定度。
4.程序
4.1 術(shù)語(yǔ)和定義
4.1.1 測(cè)量不確定度(uncertainty of a measurement)：表征合理地賦予被測(cè)量之值的分散性，與測(cè)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(cè)量不確定度
4.1.3 不確定度的A類(lèi)評(píng)定(type A evaluation of uncertainty )：用對(duì)觀(guān)察列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法來(lái)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度，用實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差表征。
4.1.4 不確定度的B類(lèi)評(píng)定(type B evaluation of uncertainty )：用不同于對(duì)觀(guān)察列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法來(lái)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度，用根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或資料及假設(shè)的概率估計(jì)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(cè)量結(jié)果是由若干個(gè)其他量的值求得時(shí)，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(kuò)展不確定度(expanded uncertainty,)：確定測(cè)量結(jié)果區(qū)間的量，合理賦予被測(cè)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(kuò)展不確定度，對(duì)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(cè)結(jié)果的有效性或應(yīng)用有關(guān)，或客戶(hù)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(shí)，檢測(cè)報(bào)告中需包括有關(guān)不確定度信息。在認(rèn)可機(jī)構(gòu)的有要求和檢測(cè)方法有要求時(shí)，不確定度也必須以檢測(cè)報(bào)告或其它形式給出。
4.2.2 測(cè)量不確定度的原因分析
1）理論上測(cè)量不確定度的原因可從以下10方面考慮：
a.對(duì)被測(cè)量的定義不完整或不完善；
b.實(shí)現(xiàn)被測(cè)量定義的方法不理想；
c.取樣的代表性不夠，即被測(cè)量的樣本不能完全代表所定義的被測(cè)量；
d.對(duì)測(cè)量過(guò)程受環(huán)境影響的認(rèn)識(shí)不周全，或?qū)Νh(huán)境條件的測(cè)量與控制不完善；
e.對(duì)模擬式儀器的讀數(shù)存在人為偏差（偏移）；
f.測(cè)量?jī)x器計(jì)量性能上的局限性；
g.賦予計(jì)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(cè)量方法和測(cè)量程序有關(guān)的近似性和假定性；
j.在表面上看來(lái)完全相同的條件下，被測(cè)量重復(fù)觀(guān)測(cè)值的變化。
2）實(shí)際工作中測(cè)量不確定度的來(lái)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(cè)樣品的性能和狀態(tài)；
e.操作人員。
4.2.3 測(cè)量不確定度的評(píng)定
1）建立數(shù)學(xué)模型
被測(cè)量Y常取決于其他的n個(gè)測(cè)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(jì)算可能對(duì)測(cè)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(jì)值
輸入量Xi的估計(jì)值xi可以通過(guò)直接觀(guān)察得到，也可由其它來(lái)源得到，如校準(zhǔn)證書(shū)、通用數(shù)據(jù)表、各種手冊(cè)和以前觀(guān)察測(cè)到的數(shù)據(jù)等。輸入量中還應(yīng)包括對(duì)測(cè)量結(jié)果有明顯影響的修正量。
3）計(jì)算測(cè)量結(jié)果
由X1,X2,…Xn的估計(jì)值x1,x2,…xn得到的Y的最佳估計(jì)值y：

4）對(duì)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(shí)，即 ， ；當(dāng)輸入量之間不相關(guān)且靈敏系數(shù)絕對(duì)值 時(shí)， 。
b.當(dāng)輸入量之間強(qiáng)相關(guān)時(shí)，取 ， 。
c.當(dāng)輸入量之間一般相關(guān)時(shí)，即 ，一般情況下不予考慮。
5）評(píng)定各估計(jì)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(lèi)評(píng)定
對(duì)被測(cè)量 重復(fù)條件下進(jìn)行n次獨(dú)立測(cè)量，則

對(duì)被測(cè)量 重復(fù)條件下進(jìn)行m組，每組n次測(cè)量，則

b.不確定度的B類(lèi)評(píng)定
B類(lèi)不確定度來(lái)源一般從以下幾方面考慮：
①以前的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)；
②對(duì)有關(guān)技術(shù)資料和測(cè)量?jī)x器性能的了解和經(jīng)驗(yàn)；
③生產(chǎn)部門(mén)提供的技術(shù)說(shuō)明文件；
④校準(zhǔn)證書(shū)，檢定證書(shū)或其它文件提供的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確度等級(jí)，包括目前暫在使用的極限誤差、最大允許誤差等；
⑤手冊(cè)某些資料給出參考數(shù)據(jù)及其不確定度；
⑥規(guī)定實(shí)驗(yàn)方法的國(guó)家或類(lèi)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(guān)測(cè)人員根據(jù)上述信息，憑主觀(guān)意識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)概率分布，判斷被測(cè)量所處區(qū)間(- , ),由要求的置信區(qū)水準(zhǔn)（包含概率）估計(jì)包含因子k,則測(cè)量不確定度 ， 為區(qū)間半寬度。
c.靈敏系數(shù)的評(píng)定
靈敏系數(shù) 通過(guò)對(duì) 求偏導(dǎo)數(shù) 得出，在線(xiàn)性模型是一常數(shù)，在非線(xiàn)性模型則取其實(shí)際測(cè)量值或數(shù)學(xué)期望值。
6）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 的評(píng)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(kuò)展不確定度 的評(píng)定
設(shè)k為包含因子，則 ，k一般取2或3，當(dāng)未說(shuō)明時(shí)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(lái)源、類(lèi)型、不確定度值、概率分布、標(biāo)準(zhǔn)合成不確定度和擴(kuò)展不確定度等項(xiàng)目。
4.2.4 不確定度報(bào)告
設(shè)被測(cè)量ms的測(cè)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(hào)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(duì)齊。
c.ms=100.02147(0.00035)g；括號(hào)內(nèi)按標(biāo)準(zhǔn)差給出，與前面結(jié)果有相同的計(jì)量單位。
d.ms=(100.02147±0.00035)g；正負(fù)號(hào)后之值按標(biāo)準(zhǔn)差給出，它并非置信區(qū)間。
2）擴(kuò)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(píng)定的簡(jiǎn)化
1）當(dāng)A類(lèi)評(píng)定分量占主導(dǎo)地位時(shí)，可以忽略B類(lèi)評(píng)定分量；
2）當(dāng)樣品經(jīng)不起或不可能進(jìn)行多次重復(fù)檢測(cè)時(shí)，可以不重復(fù)測(cè)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(duì)于某些公認(rèn)的檢測(cè)方法，該方法規(guī)定了測(cè)量不確定度主要來(lái)源的極限和計(jì)算結(jié)果的表示方式，此時(shí)，在實(shí)驗(yàn)室遵守該檢測(cè)方法和測(cè)量結(jié)果報(bào)告要求的情況下，即被認(rèn)為符合要求；
6）當(dāng)無(wú)法從計(jì)量學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)角度對(duì)測(cè)量不確定度進(jìn)行有效面嚴(yán)格的評(píng)定時(shí)，應(yīng)通過(guò)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(píng)定，同時(shí)應(yīng)確保測(cè)量結(jié)果的報(bào)告形式不會(huì)使用戶(hù)造成對(duì)所給測(cè)量不確定度的誤解。
5.相關(guān)性文件
5.1 測(cè)量不確定度評(píng)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 ]

謝謝分享！測(cè)量不確定度的評(píng)定是個(gè)難點(diǎn)，你的無(wú)私給大家不少方便，謝謝！