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[数据] 测量不确定度学习笔记

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黄华东 发表于 2024-1-10 17:13:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
关于测量不确定度感觉是个大难题的问题,根本就看不懂,听不懂,老师讲的还挺明白的,所以赶紧整理出来


首先来看一下测量不确定度的结构,否则后边看到那么多定义的时候肯定会蒙圈



这个图解释下:
测量不确定度包含两部分,一个是标准不确定度,一个是扩展不确定度,扩展不确定度就是最后要呈现在报告上的,而标准不确定度有点类似于标准偏差,但是又不完全是标准偏差,否则也没有必要搞两个概念。
标准不确定度一般用小写的斜体u 表示;扩展不确定度一般用大写的斜体U 表示。
接下来看一下不确定度评定步骤
                                                                     测量不确定评定步骤
1、确定被测量和测量方法
     包括测量原理、环境条件、所用仪器设备,测量程序和数据处理等。
2、建立数学模型
     确定被测量与各输入量之间的函数关系。如果被测量不确定度有贡献的分量未包括在数学模型中,应特别加以说明,如环境因素的影响。
3、求被测量的最佳估计值
      不确定度评定是对测量结果的不确定度评定,而测量结果应理解为被测量之值的最佳估计值。确定不确定度的各种来源
4、确定各输入量的标准不确定度
     包括不确定度的A类评定和B类评定
5、确定各输入分量标准不确定度对输出量的标准不确定度的贡献
     由数学模型对各输入量求偏导数确定灵敏系数,然后由输入量的标准不确定度分量求输出标准不确定度分量
6、合成标准不确定度
     利用不确定度传播率,对输出量的标准不确定度分量进行合成
7、求扩展不确定度
      根据被测量的概率分布和所需的位置水准,确定包含因子,有合成标准不确定度计算扩展不确定度
                                                                              正确表示不确定度的意义
      测量不确定度表明了测量结果的质量,质量越高不确定度越小,测量结果使用的价值越高,质量越差不确定度越大,使用价值越低。在检测校准工作中,没有测量不确定度的结果没有使用价值。测量结果是否有用,在很大程度上取决于测量不确定度的大小。报告测量结果的同时必须报告不确定度才是完整的和有意义的。
                                                               不确定度主要应用领域
(1)建立国家计量基准、标准及国际比对
(2)标准物质、标准参考数据
(3)测量方法、检定规程校准规范
(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)测量仪器的校准检定
(7)生产过程的质量保证以及产品检验测试
(8)贸易结算、医疗卫生、安全防护、环境监测及资源测量
                                                           不确定度评定应用的具体场合
1、特定测量结果的不确定度评定
    是测量不确定度评定的最基本应用、是针对具有专门要求,测量对象、测量仪器、测量方法、测量人员等均已确定不可改变的特定的测量结果的测量不确定度的评定。
2、常规测量的不确定度评定
    是对诸如实物量具和其他测量仪器的检定和校准,以及对一些大宗材料或产品的检验等测量仪器、测量方法和测量程序固定不变,测量对象类似,且满足一定要求,具体测量人员可以不同、但均为经过培训合格人员;测量过程是在满足检定规程或校准规范或相关的产品检测标准等技术文件所规定的重复性条件下进行的。一般来说,这时的测量不确定度会受测量条件改变的影响,但由于测量条件由于被限制在一定测量范围内,只要满足这一规定的测量条件,其测量不确定度就能满足使用要求。因此,除非用户对测量不确定另有更高要求,实验室可将针对具体的常规测量结果评定的测量不确定度提供给客户,而无需对每一个测量结果单独评定不确定度。
3、评定实验室校准测量能力
     校准测量能力也称为最佳测量能力—通常提供给用户的最高校准测量水平,用包含因子K=2的扩展不确定度表示。它是实验室对于特定的测量任务可能达到的最小不确定度,表示实验室在常规的校准检测上可能达到最高水平。一般在实验室认可工作中要求对所申报的最佳测量能力进行认可
4、测量过程的设计和开发
     在实际工作中,为确保满足特定的测量水平即测量不确定度的要求,需根据已具备的能力(即现有的测量设备等),通过对测量不确定度的反复评定来寻找不仅满足所要求的测量不确定度,而且在经济上也比较合理的测量程序和至少应满足的测量条件。当然也可以通过不确定度管理程序来判断所用的测量设备是否满足要求。
5、进行测量结果的比对
     在常规的实验室测量中,为避免可能产生的粗大误差,往往需要对一个测量对象进行两次或多次重复测量,而判定标准应通过测量不确定度评定来确定。此外,实验室间进行比对时,需确定各实验室所得测量结果是否处于合理范围内,即其一次性的判断,除与所采用的参考值有关外,也与各实验室报告的测量结果不确定度有关。
6、工件或测量仪器合格的判定
      在生产和测量领域,经常是通过测量来判定被测对象是否满足技术指标(规范)的要求。如检验工件是否符合技术图纸的公差要求;测量仪器的示值误差是否符合规定的最大允许误差;材料或产品是否符合标准要求等,在合格判定中,判据除和规定的技术指标有关外,也与测量不确定度有关。
                                                   测量基本术语
1、测量不确定度的定义
     表征合理地赋予被测量之值的分散性,与测量结果相联系的参数。不确定度可以是诸如标准偏差或其倍数,或说明了置信水准的区间的半宽度
2、标准不确定度与扩展不确定度
     以标准偏差表示的不确定度称为标准不确定度,以u表示。
     以标准偏差倍数表示的不确定度称为扩展不确定度,以U表示。扩展不确定度表面了具有较大置信概率的区间半宽度
3、不确定度评A类和B类评定方法
      不确定度通常有多个分量组成,对每一分量都要求评定其标准不确定度。评定方法分A、B两大类:
      A类评定是用对观测列进行统计分析的方法,以实验标准偏差表征;
      B类评定则用不同于A类的其它方法,以估计的标准偏差表示。
      各标准不确定度分量的合成称为合成标准不确定度,它是测量结果的标准偏差的估计值








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2015yuan 发表于 2024-1-11 17:16:48 | 显示全部楼层
感谢分享!
xsf121300 发表于 2024-1-17 09:58:50 | 显示全部楼层
好东西,感谢分享
zx1990 发表于 2024-1-29 16:48:08 | 显示全部楼层
还是看不懂
lsz 发表于 2024-1-31 14:48:06 | 显示全部楼层
学习以下,多谢分享!
yqy2024 发表于 2024-2-5 09:13:46 | 显示全部楼层
感谢分享哦,来学习了
taxi191314 发表于 2024-3-11 21:46:36 | 显示全部楼层
感谢分享,学习学习。
PTL815 发表于 2024-3-18 17:42:09 | 显示全部楼层
谢谢分享!
PTL815 发表于 2024-3-18 17:42:52 | 显示全部楼层
谢谢分享!多总结分析,才能进步!
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