測量不確定度評定课件.ppt

測量測量不確定度不確定度評定評定主要内容Ø測量不確定度的定義Ø測量不確定度的表示Ø測量不確定度的評定Ø測量不確定度評定的簡化問題Ø塑料熱變形溫度測定測量不确定度報告一、測量不確定度的定義•測量不確定度-uncertainty of measurement–表徵合理地賦予表徵合理地賦予被測量之值的分散性與測量結果相聯係的參數參數•誤差與不確定度的關係：測量中的不可靠量值為誤差，導致測量結果的不可靠量值為不確定度測量不確定度的評定結果：1.合成標準不確定度為:uc=0.024(%)2.擴展不確定度: U＝0.024%×2＝0.048（%），（k=2）3.結果: 樣品中鎳含量為（0.895±0.0480.048）%, (k=2)(k=2)一、測量不確定度的定義•不確定度-uncertainty–可疑程度，廣義而言，測量不確定度意為對測量結果正確性的可疑程度測量的水平和質量用 “測量不確定度”來評价，不確定度越小，則測量結果的可疑程度越小，可信程度越大，測量結果的質量越高，水平越高，其使用價值越高，反之亦然一、測量不確定度的定義•不確定度-uncertaintyJJF1059-1999測量不確定度評定與表示測量不確定度評定與表示二、測量不確定度的表示 1.測量不確定度分類: A類評定-type A evaluation ﹕ 用對觀測列進行統計分析的方法來評定的標准不確定度；通常以符號ua表示。

B類評定-type B evaluation ﹕ 用不同于對觀測列進行統計分析的方法,來評定標准不確定度；通常以符號ub表示；它用於根據經驗或資料及假設的概率分佈估計的標準偏差表徵二、測量不確定度的表示 1. 標准不確定度- standard uncertainty: 以標准偏差表示的不確定度,通常以符號ua表示. 2. 相對標準不確定度-relative standard uncertainty： 不確定度除以測量值的期望（平均值），無量綱，常以百分數表示，通常以符號urel表示二、測量不確定度的表示 3. 合成標准不確定度-combined standard uncertainty: 當測量結果是合成由若干個其他量的值求得時,按其他各量方差和協方差算得的標准不確定度，通常以符號uc表示 二、測量不確定度的表示 4. 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.擴展不確定度分為兩種,通常以符號Ｕ表示 Ｕ= kuc ----合成標准不確定度乘以包含因子. Ｕp=kpuc(y)----具有概率p的置信區間的擴展不確定度.  5. 包含因子-coverage factor﹕ 為求得擴展不確定度,對合成標准不確定度所乘之數字因子. 包含因子其值一般在2~3范圍內 根據其含義可分為兩種:k=U/uc ; kp=Up/uc, 下腳標p為置信概率,即置信區間所需要的概率.二、測量不確定度的表示6. 置信概率-confidence level當測量值服從某種分布時﹐落于某區間的概率即為置信概率.用符號p表示, 亦稱置信水平、置信水准或置信系數.其介于(0-1)之間,常用百分比表示.二、測量不確定度的表示•1.確定被測量和測量方法 被測量：作爲測量對象的特定量例：給定的水樣品在20℃時的蒸汽壓力注：1.對被測量的詳細描述，可要求包括對其他有關量（如時間、溫度和壓力）做出説明。

2.實踐中，被測量應根據所需準確予以完整定義，以便對所有的測量，其值是單一的例如：一根標稱值為1m的鋼棒其長度需測至微米級準確度，其技術説明應包括給定溫度和壓力但若只需毫米級準確度，則無需規定溫度、壓力和其他影響量的值三、測量不確定度的評定•1.確定被測量和測量方法 測量方法包括:測量原理,測量儀器,測量 條件以及測量和數據處理程序等.三、測量不確定度的評定2.找出所有影響測量不確定度的影響量 即測量不確定度的來源. Ａ.定義不完整; B.測量方法不理想; Ｃ.樣品代表性不夠; Ｄ.環境條件影響; Ｅ人為因素; Ｆ.測量儀器的性能; Ｇ.標准不確定度的引入; Ｈ.引入量或其它參數的不確定度等.三、測量不確定度的評定3.建立滿足測量不確定度評定所需的數學模型 Y= f(x1 ,x2 ,…, xn )三、測量不確定度的評定例例:用卡尺測一工件尺寸用卡尺測一工件尺寸,工件尺寸就等于卡尺的示工件尺寸就等于卡尺的示值值.則其數學模型可簡單為則其數學模型可簡單為: y=x+u(ξ) 其中其中: y ---房間長度的估計值房間長度的估計值 x ---卡尺的觀測值卡尺的觀測值 u(ξ) ---卡尺示值誤差影響卡尺示值誤差影響4.標准不確定度Ａ類評定:重復性條件或復現性條件下重復性重復性-repeatability 在相同測量條件下，對同一被測量進行連續多次測量所得結果之間的一致性。

重復性條件包括：a)相同的測量程序；b)相同的觀測者；c)在相同的條件下使用相同的測量儀器；d)相同地點；e)在短時間内重復測量三、測量不確定度的評定4.標准不確定度Ａ類評定:重復性條件或復現性條件下復現性-reproducibility 在改變了的測量條件下，同一被測量的測量結果之間的一致性復現性可改變的條件包括：測量原理；測量方法；觀測者；測量儀器；參考測量標準；三、測量不確定度的評定地點；使用條件；時間4.標准不確定度Ａ類評定:基本方法：在重復性條件或復現性條件下得出n個觀測結果xk, S2(xk)是xk的概率分佈的總體方差σ2的無偏估計，其正平方根S (xk)表徵了xk的分散性對xi獨立觀測得X1,x2,X3,…Xn.,則xi的測量結果平均值:A A類類評評定定開開始始結束結束X Xi i的標准不確定度的標准不確定度三、測量不確定度的評定4.標准不確定度B類評定:B類評定的信息來源有以下六項：a)以前觀測的數據；b)對有關技術資料和測量儀器性能的了解和經驗；c)生産部門提供的技術説明文件；d)校準證書、檢定證書或其他文件提供的數據、准確度的等別或級別，包括目前暫在使用的極限誤差等；e)手冊或某些資料給出的參考數據及其不確定度；f)規定實驗方法的國家標準或類似技術文件中給出的重復性限r或復現性限R。

用這類方法得到的估計方差u2(xi)，可簡稱為B類方差三、測量不確定度的評定公式：公式：u ub b=a/k k=a/k k為置信因子；為置信因子；a a為半寬為半寬4.標准不確定度B類評定:常見的幾種分佈：1）正态分布 σ =S(x)=ub=a/k 三、測量不確定度的評定-2σ -1σ 1σ 2σ置信因子置信因子 k概率概率 p0.6750%168.27%1.64590%1.96095%295.45% 可靠水平2.57699%399.73% 安全水平安全水平4.標准不確定度B類評定:常見的幾種分佈：1）正态分布-使用情況三、測量不確定度的評定4.標准不確定度B類評定:常見的幾種分佈：2）均勻分布：連續隨機變量x的一切可能值充滿某一個有限區間[-a,a]，且在該區間内的任一點概率密度相同 在B類評定中如沒給任何信息點則用均勻分佈 三、測量不確定度的評定-a af(x)x4.標准不確定度B類評定:常見的幾種分佈：1）均勻分布-使用情況三、測量不確定度的評定4.標准不確定度B類評定:常見的幾種分佈：3）三角分布：估計值以p=100%的概率落在區間内，靠近x的數值比接近邊界的值多，落在該區間外的概率為0 玻璃儀器使用三角分佈 三、測量不確定度的評定-a af(x)x4.標准不確定度B類評定:常見的幾種分佈：3）三角分布-使用情況三、測量不確定度的評定4.標准不確定度B類評定:常用分佈與k、u(xi)的關係三、測量不確定度的評定 4.標准不確定度B類評定:三、測量不確定度的評定已知Ｕ已知Ｕ(xi)及對應及對應包含因子否包含因子否?估計估計Xi變化變化半寬半寬a及其及其分布分布按分按分布確布確定定ki計算計算u(Xi)=U (Xi) /ki計算計算u(Xi)=U (Xi) /ki完完B類類評評定定開開始始已知已知不知不知一）CNAS/GL05:2006《測量不確定度要求的實施指南》規定了簡化原則：1）可以不考慮自由度2）合成時，可以不考慮相關性3）k可以統一取2四、測量不確定度評定的簡化問題二）關於重復性：1）對於A類評定，貝塞爾公式計算出的實驗標準偏差S中，包括了材質的不均勻性、人員操作的重復性、試樣加工的差異、所使用設備的重復性、分辨力、示值誤差等因素； 這是主要的不確定度分量。

評定了此項分量后，對實用的設備的重復性、分辨力和示值誤差等引起的不確定度分量就不再進行評定，否則造成了重復2）如果A類評定的標準偏差很小或為0則這時設備的分辨力、示值誤差等引起的不確定度分量要進行評定四、測量不確定度評定的簡化問題塑料熱變形溫度測定測量不确定度報告塑料熱變形溫度測定測量不确定度報告Thank you！。