測(cè)試不確定度培訓(xùn)

1、測(cè)量不確定度培訓(xùn)議 程一、正確表述測(cè)量不確定度的意義(了解)二、GUM的由來(了解)三、基本概念四、與不確定度有關(guān)的數(shù)學(xué)理論及公式五、測(cè)量不確定度的來源六、測(cè)量不確定度評(píng)定方法七、評(píng)估測(cè)量不確定度的步驟八、幾點(diǎn)說明九、公司測(cè)量不確定度計(jì)算發(fā)展歷程十、單表測(cè)量不確定度計(jì)算方法十一、測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量不確定度計(jì)算方法十二、測(cè)量結(jié)果與不確定度的關(guān)系一、正確表述測(cè)量不確定度的意義測(cè)量不確定度是對(duì)測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量的定量評(píng)定測(cè)量結(jié)果是否有用，在很大程度上取決于不確定度的大小，因此測(cè)量結(jié)果應(yīng)有不確定度說明，才是完整的一、正確表述測(cè)量不確定度的意義有些檢驗(yàn)人員認(rèn)為給出測(cè)量結(jié)果的不確定度是校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的事，對(duì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室似

2、乎不必苛求，這種想法導(dǎo)致：出具的檢測(cè)報(bào)告往往沒有任何有關(guān)檢測(cè)結(jié)果質(zhì)量的信息還照樣劃分產(chǎn)品的質(zhì)量等級(jí)或作出合格與否的評(píng)定1.特別是近年來自動(dòng)測(cè)量和數(shù)字顯示技術(shù)廣泛應(yīng)用到各個(gè)檢測(cè)領(lǐng)域，測(cè)量結(jié)果往往由打印機(jī)直接打印出來，這更使一些工程技術(shù)人員誤他們使用的儀器設(shè)備高級(jí)，出具的數(shù)據(jù)理所當(dāng)然是準(zhǔn)確可靠的，沒有必要去評(píng)定測(cè)量結(jié)果的不確定度一、正確表述測(cè)量不確定度的意義還有些人認(rèn)為只要采用了檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)上規(guī)定的準(zhǔn)確度等級(jí)的儀器，出具的數(shù)據(jù)就不必說明其質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果的質(zhì)量不僅決定于儀器設(shè)備的水平。測(cè)量中可能導(dǎo)致測(cè)量不確定度的因素很多，被測(cè)量的定義不完善、復(fù)現(xiàn)被測(cè)量的測(cè)量方法不完善、取樣的代表性不夠、對(duì)測(cè)量過程受環(huán)境影

3、響認(rèn)識(shí)不充分或?qū)Νh(huán)境控制不完善、引用的數(shù)據(jù)的不確定度、測(cè)量方法和測(cè)量程序的近似和假設(shè)，在相同條件下被測(cè)量重復(fù)觀測(cè)的變化，這些都和儀器設(shè)備的水平?jīng)]有直接關(guān)系二、GUM的由來測(cè)量不確定度表示導(dǎo)則：Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement1963年，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局（NBS）的Eisenhart建議用測(cè)量不確定度1977年，國(guó)際電離輻射咨詢委員（CCEMRI）會(huì)討論了不確定度的幾種不同建議1978年，國(guó)際計(jì)量局（CIPM）著手統(tǒng)一測(cè)量不確定度的應(yīng)用1993年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）正式發(fā)布GUM，由七個(gè)國(guó)際組織（ISO、IEC、OIM

4、L、CIPM、IFCC、IUPAC、IUPAP）聯(lián)合起草，統(tǒng)一了評(píng)定方法和表示方法三、基本概念真值：true value與給定的特定量定義一致的值說明：真值只有通過完善的測(cè)量才有可能獲得真值按其本性是不確定的與給定的特定量定義一致的值不一定只有一個(gè)GUM用“被測(cè)量之值”代替“真值”。在不致引起混淆時(shí)，推薦這一用法。三、基本概念約定真值：conventional true value對(duì)于給定目的具有適當(dāng)不確定度的、賦予特定量的值，有時(shí)該值是約定采用的例：在給定地點(diǎn)，取由參考標(biāo)準(zhǔn)而賦予該量的值作為約定真值常數(shù)委員會(huì)1986年推薦的阿伏加德羅常數(shù)值說明：約定真值有時(shí)稱為指定值、最佳估計(jì)值、約定值或參

5、考值。參考值在這種意義上使用不應(yīng)與參考條件中的參考值相混淆常用某量的多次測(cè)量結(jié)果來確定約定真值三、基本概念測(cè)量結(jié)果：result of measurement由測(cè)量所得到的賦予被測(cè)量的值說明：在給出測(cè)量結(jié)果時(shí)，應(yīng)說明它是未修正測(cè)量結(jié)果或已修正測(cè)量結(jié)果，還應(yīng)表明它是否為若干個(gè)值的平均值在測(cè)量結(jié)果的完整表述中，應(yīng)包括測(cè)量不確定度，必要時(shí)還應(yīng)說明有關(guān)影響量的取值范圍測(cè)量結(jié)果僅是被測(cè)量之值的估計(jì)很多情況下，測(cè)量結(jié)果是在重復(fù)觀測(cè)的情況下確定的在測(cè)量結(jié)果的完整表述中，還應(yīng)給出自由度三、基本概念測(cè)量準(zhǔn)確度：accuracy of measurement測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量的真值之間的一致程度說明：不要用術(shù)語“精

6、密度”代替“準(zhǔn)確度”準(zhǔn)確度是一個(gè)定性概念。例如可以說準(zhǔn)確度高低、準(zhǔn)確度為0.25級(jí)、準(zhǔn)確度為3等及準(zhǔn)確度符合XX標(biāo)準(zhǔn)；盡量不使用如下表示：準(zhǔn)確度為0.25%、16mg、16mg及16mg三、基本概念測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性：repeatability of results of measurements在相同測(cè)量條件(重復(fù)性條件)下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行連續(xù)多次測(cè)量所得結(jié)果之間的一致性說明：重復(fù)性條件包括：相同的測(cè)量程序、相同的觀察者、在相同的條件下使用相同的測(cè)量?jī)x器、相同地點(diǎn)、在短時(shí)間內(nèi)重復(fù)測(cè)量重復(fù)性可以用測(cè)量結(jié)果的分散性定量地表示重復(fù)性用在重復(fù)性條件下，重復(fù)觀測(cè)結(jié)果的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差定量的給出三、基本概念測(cè)

7、量結(jié)果的復(fù)現(xiàn)性：reproducibility of results of measurements在改變了的測(cè)量條件下，同一被測(cè)量的測(cè)量結(jié)果之間的一致性說明：在給出復(fù)現(xiàn)性時(shí)，應(yīng)有效說明改變條件的詳細(xì)情況可改變的條件包括：測(cè)量原理、測(cè)量方法、觀測(cè)者、測(cè)量?jī)x器、參考測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)、地點(diǎn)、使用條件、時(shí)間復(fù)現(xiàn)性可以用測(cè)量結(jié)果的分散性定量地表示測(cè)量結(jié)果在這里通常理解為已修正結(jié)果在復(fù)現(xiàn)性條件下，復(fù)現(xiàn)性用重復(fù)觀測(cè)結(jié)果的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差定量地給出三、基本概念實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差 experimental standard deviation對(duì)同一被測(cè)量作n次測(cè)量，表征測(cè)量結(jié)果分散性的量s可按下式算出（貝塞爾公式）三、基本概念測(cè)

8、量不確定度：uncertainty of 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)說明：此參數(shù)可以是諸如標(biāo)準(zhǔn)差或其倍數(shù)，或說明了置信水準(zhǔn)的區(qū)間的半寬度測(cè)量不確定度由多個(gè)分量組成。其中一些分量可用測(cè)量列結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分布估算，并用實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差表征。另一些分量則可用基于經(jīng)驗(yàn)或其他信息的假定概率分布估算，也可用標(biāo)準(zhǔn)差表征不確定度恒為正值。不確定度有效位數(shù)為1或2位不確定度一詞指可疑程度，廣義而言，測(cè)量不確定度意為對(duì)測(cè)量結(jié)果正確性的可疑程度。不帶形容詞的不確定度用于一般概念，當(dāng)需要明確某一測(cè)量結(jié)果的不確定度時(shí)，要適當(dāng)采用一個(gè)形容詞，比如合成不確定度或擴(kuò)展不確定度。但不要

9、用隨機(jī)不確定度和系統(tǒng)不確定度這兩個(gè)術(shù)語。三、基本概念標(biāo)準(zhǔn)不確定度：standard uncertainty 以標(biāo)準(zhǔn)差表示的測(cè)量不確定度不確定度的A類評(píng)定：type A evaluation of uncertainty 用對(duì)觀測(cè)列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法，來評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度不確定度的B類評(píng)定：type B evaluation of uncertainty 用不同于對(duì)觀測(cè)列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法，來評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度合成標(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)，按其他特別是的方差和協(xié)方差算得的標(biāo)準(zhǔn)不確定度擴(kuò)展不確定度：expanded

10、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)間三、基本概念測(cè)量誤差：error of measurement測(cè)量結(jié)果減去被測(cè)量的真值說明：由于真值不能確定，實(shí)際上用的是約定真值當(dāng)有必要與相對(duì)誤差區(qū)別時(shí)，此術(shù)語有時(shí)稱為測(cè)量的絕對(duì)誤差誤差之值只取一個(gè)符號(hào)，非正即負(fù)誤差與不確定度是完全不同的兩個(gè)概念，不應(yīng)混淆或誤用。對(duì)同一被測(cè)量不論其測(cè)量程序、條件如何，相同測(cè)量結(jié)果的誤差相同；而在重復(fù)性條件下，則不同結(jié)果可有相同的不確定度測(cè)量?jī)x器的特性可以用示值誤差、最大允許誤差等術(shù)語描述隨機(jī)誤差：測(cè)量結(jié)果與重復(fù)性條件下對(duì)同一量進(jìn)行無限多次測(cè)量所得結(jié)果的平均值之差系統(tǒng)誤差

11、：在重復(fù)性條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行無限多次測(cè)量所得結(jié)果的平均值與被測(cè)量值值之差。三、基本概念三、基本概念儀器本身不講不確定度，只講測(cè)量精度或示值誤差用儀器測(cè)量某一參數(shù)得到結(jié)果，結(jié)果有不確定度對(duì)于無線電測(cè)量，測(cè)量不確定度的置信區(qū)間要求為95%四、與不確定度有關(guān)的數(shù)學(xué)理論與公式四、與不確定度有關(guān)的數(shù)學(xué)理論與公式四、與不確定度有關(guān)的數(shù)學(xué)理論與公式四、與不確定度有關(guān)的數(shù)學(xué)理論與公式五、測(cè)量不確定度的來源被測(cè)量的定義不完整復(fù)現(xiàn)被測(cè)量的測(cè)量方法不理想取樣的代表性不夠，即被測(cè)量的樣本不能完全代表定義的測(cè)量對(duì)測(cè)量過程受環(huán)境影響的認(rèn)識(shí)不恰如其分或?qū)Νh(huán)境的測(cè)量與控制不完善對(duì)模擬式儀器的讀數(shù)存在人為偏差五、測(cè)量不確

12、定度的來源測(cè)量?jī)x器的計(jì)量性能（如靈敏度、鑒別力閾、分辨力、死區(qū)及穩(wěn)定性等）的局限性測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不確定度引用的數(shù)據(jù)或其他參量的不確定度測(cè)量方法和測(cè)量程序的近似和假設(shè)在相同條件下被測(cè)量在重復(fù)觀測(cè)中的變化六、評(píng)估不確定成分的方法A類評(píng)定(由一系列重復(fù)觀測(cè)值計(jì)算得到)在作實(shí)際測(cè)量時(shí)通常重復(fù)計(jì)數(shù)的數(shù)目是很少的，往往只作單次讀數(shù)，這時(shí)貝塞爾公式是不適用的。為此對(duì)測(cè)量系統(tǒng)作建立在較大數(shù)目重復(fù)讀數(shù)基礎(chǔ)上的預(yù)評(píng)估是合理的，只要系統(tǒng)、方法、連接組態(tài)和環(huán)境條件等均是測(cè)試時(shí)的狀態(tài)。當(dāng)然，這種預(yù)評(píng)估將不包括特定EUT的貢獻(xiàn)。這時(shí)S（q）公式中的n就不是預(yù)評(píng)估時(shí)的重復(fù)讀數(shù)次數(shù)了，而是測(cè)試過程中所作的測(cè)量次數(shù)。后者

13、所要求的重復(fù)測(cè)量只有當(dāng)測(cè)量結(jié)果接近于規(guī)范限值時(shí)才有必要A類評(píng)定應(yīng)該在“典型”的過程和組態(tài)上作。例如在開闊場(chǎng)測(cè)量中，A類評(píng)定應(yīng)包括天線和接收機(jī)重新連接并調(diào)節(jié)高度以獲得接收機(jī)讀數(shù)的最大值六、評(píng)估不確定成分的方法B類評(píng)定(根據(jù)有關(guān)信息來評(píng)定)由系統(tǒng)影響引起的對(duì)不確定度的貢獻(xiàn)在測(cè)量過程中是保持不變的。但如果測(cè)量條件、方法或設(shè)備變更時(shí)是要變的。而且不管對(duì)不確定度貢獻(xiàn)量大量小都應(yīng)包括在不確定度匯總表中，表示對(duì)它們都作了考慮通常所有的修正都應(yīng)加到測(cè)量結(jié)果上，但某些情況要對(duì)所有已知誤差都作修正是不切實(shí)際的或者不必要的。例如由EMC接收的校準(zhǔn)證書可以給出規(guī)定讀數(shù)的實(shí)際輸入并給出與此相應(yīng)的不確定度。為此對(duì)以后的讀

14、數(shù)作修正并實(shí)現(xiàn)降低了的不確定度均是可行的，然而更實(shí)際的是使用沒有加過修正的指示值以及制造廠規(guī)定的最大允差（擴(kuò)展不確定度），后者已被校準(zhǔn)證實(shí)或是得不到證實(shí)或是正在送校六、評(píng)估不確定成分的方法B類評(píng)定單個(gè)不確定度貢獻(xiàn)必須轉(zhuǎn)換成y的單位，大多數(shù)EMC測(cè)量是由用對(duì)數(shù)刻度獲得的讀數(shù)（如dBuV），對(duì)增益或損耗則是用dB為單位的，規(guī)范和儀器限值也以dB給出，這是不確定度計(jì)算建議也以dB作。但在某些情況下，例如在信號(hào)的添加（the addition of signals)成為起決定作用的不確定度貢獻(xiàn)時(shí)，這時(shí)用絕對(duì)值如v/m計(jì)算不確定度就更正確不確定度貢獻(xiàn)中有些是很直觀的，如通過校準(zhǔn)證書或制造廠的指標(biāo)就可求得

15、它們，在另一些情況很少有可能得到這種直觀的數(shù)據(jù)評(píng)估只能建立在實(shí)驗(yàn)或有關(guān)的資料上六、評(píng)估不確定成分的方法B類評(píng)定不確定分量中大多數(shù)是對(duì)稱的（一樣）例如歸因于接收機(jī)的不確定度分量。然而某些不確定度分量是不對(duì)稱的，最簡(jiǎn)單的處理辦法是分別計(jì)算，要不要分別計(jì)算要視兩者的差大不大用方和根求合成不確定度關(guān)鍵是分量不相關(guān)，只要巧妙選擇測(cè)試設(shè)備的測(cè)量方法就能回避相關(guān)性或使其相關(guān)性降到最小。如果相關(guān)的分量是已知的，最簡(jiǎn)單的處理辦法是把這些貢獻(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度算術(shù)相加然后將其作為一個(gè)貢獻(xiàn)計(jì)入?yún)R總表中。處理這種問題在有些情況下是不可避免的，例如在輻射敏感度預(yù)校準(zhǔn)中，對(duì)校準(zhǔn)和測(cè)試就不得不使用相同的發(fā)射天線六、評(píng)估不確定成

16、分的方法B類在無線電設(shè)備測(cè)量中采用B類評(píng)估方法的不確定度成份主要有：失配電纜或衰減器等器件的損耗值測(cè)量設(shè)備的非線性天線系數(shù)和天線增益天線、被測(cè)物、場(chǎng)地間的互耦合對(duì)于以上這些成份的對(duì)應(yīng)的量值通常由以下幾種辦法得到設(shè)備制造商給出的技術(shù)規(guī)格參量校準(zhǔn)數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷六、評(píng)估不確定成分的方法在大多數(shù)情況下以上的不確定度可以用概率分布來描述，通常遇到的概率分布有如下三種：型分布/反正弦分布理論與實(shí)踐證明，失配不確定度服從成份呈U分布，其標(biāo)準(zhǔn)偏差為：均勻分布系統(tǒng)不確定度如線纜損耗誤差等除非已確定其服從某一分布，一般情況下都可認(rèn)為其服從均勻分布，其標(biāo)準(zhǔn)偏差為：正態(tài)分布對(duì)于正態(tài)分布，其標(biāo)準(zhǔn)偏差即為該分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

17、總的不確定度可認(rèn)為服從正態(tài)分布。2a3a六、評(píng)估不確定成分的方法總不確定度的合成方法如果知道了某參數(shù)測(cè)試中n個(gè)不確定度各自對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)偏差Ui，則由RSS方法，總的合成不確定度的標(biāo)準(zhǔn)方差為：此公式成立的前提條件是：各成份間相加關(guān)系各成份單位相同各個(gè)成份對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)偏差只能采用電壓、百分比等線性單位。但在大多數(shù)無線電設(shè)備測(cè)試中各成份是相乘的關(guān)系，如失配等，對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)偏差的單位是dB，不滿足以上條件。niiUUc12六、評(píng)估不確定成分的方法從理論上可以嚴(yán)格證明，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)偏差較小（30%或2.5dB)時(shí)，不管相加或相乘的關(guān)系只要在計(jì)算前進(jìn)行單位的轉(zhuǎn)換，是可以使用RSS法計(jì)算的。具體的轉(zhuǎn)換因子如下表：七、評(píng)

18、估不確定的步驟明確被測(cè)量，盡可能用方框圖說明測(cè)量方法對(duì)于直接測(cè)量對(duì)于測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量，某些參數(shù)測(cè)量時(shí)包含系統(tǒng)校準(zhǔn)被測(cè)量測(cè)量?jī)x表信號(hào)源功率計(jì)被測(cè)發(fā)射設(shè)備射頻控制箱綜測(cè)儀信號(hào)源射頻控制箱功率計(jì)七、評(píng)估不確定的步驟2. 建立數(shù)學(xué)模型（或稱測(cè)量模型）3. 逐項(xiàng)評(píng)定各測(cè)量不確定度分量不確定度分量是指 ，其中稱這靈敏系數(shù)， 由數(shù)學(xué)模型的函數(shù)求得，或由實(shí)驗(yàn)即通過xi微小變化求得相應(yīng) 的y的變化，即 ，u(xi)是對(duì)應(yīng)xi的標(biāo)準(zhǔn)偏差A(yù)類評(píng)定：能做時(shí)要求做，除非無法做，如損壞測(cè)試B類評(píng)定ixf)(iixuxfxy七、評(píng)估不確定的步驟合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定一種線性數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型為和差形式的標(biāo)準(zhǔn)不確定度另一種形式的線

19、性數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型為積商形式的標(biāo)準(zhǔn)不確定度其它模型基本上可分解為以上兩種模型，再合成2112 )()(niicxuyunnxcxcxcyy.22110npnppxxcxy.211221122 )()(niiicrelxupyurel七、評(píng)估不確定的步驟擴(kuò)展不確定度的評(píng)定盡管uc(y)可以定量地表示測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量，但是在商業(yè)、工業(yè)以及涉及健康、安全等領(lǐng)域，需要使不確定度具有更高的置信水準(zhǔn)，因此需將uc(y)乘以包含因子k得到擴(kuò)展不確定度U=kuc(y),或用表示相對(duì)擴(kuò)展不確定度。xxU)(七、評(píng)估不確定的步驟八、幾點(diǎn)說明對(duì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，有些檢測(cè)A類評(píng)定分量占主導(dǎo)地位，B類評(píng)定分量可以忽略不計(jì)；有些

20、檢測(cè)，樣品經(jīng)不起或不可能做多次重復(fù)測(cè)量如一次測(cè)量樣品就破壞了或發(fā)生很大變化，則不可能進(jìn)行A類評(píng)定對(duì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的簡(jiǎn)化處理可以不給自由度合成時(shí)可以不考慮相關(guān)性K可以統(tǒng)一取2對(duì)于某些廣泛公認(rèn)的檢測(cè)方法，如果該方法規(guī)定了測(cè)量不確定度主要來源的極限值和計(jì)算結(jié)果的表達(dá)形式，此時(shí)，實(shí)驗(yàn)室遵守該檢測(cè)方法和報(bào)告說明，即被認(rèn)為符合要求八、幾點(diǎn)說明檢定與校準(zhǔn)檢定只是對(duì)儀表的當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行檢查及確定，檢定完成后應(yīng)提供檢定報(bào)告校準(zhǔn)不僅要做檢定，如果檢定結(jié)果發(fā)現(xiàn)儀器某一參數(shù)偏差過大甚至不合格，還需要對(duì)儀器本身進(jìn)行修正，使儀器精度達(dá)到要求。在國(guó)外，校準(zhǔn)周期由用戶自定，必要時(shí)再做校準(zhǔn)，而且可以有選擇性的進(jìn)行校準(zhǔn)用戶應(yīng)認(rèn)真審查檢

21、定報(bào)告和校準(zhǔn)報(bào)告，以便全面了解儀表的當(dāng)前狀態(tài)A類評(píng)定的N次測(cè)試連續(xù)測(cè)N次，但每次都是獨(dú)立測(cè)量如測(cè)手機(jī)功率，在測(cè)試時(shí)要求將手機(jī)連接測(cè)量?jī)x表的邊線每次都擰下來，再次測(cè)試時(shí)重新擰上去，才能算一次獨(dú)立測(cè)量八、幾點(diǎn)說明測(cè)量不確定度的大小無線電檢測(cè)中測(cè)量不確定度的大小相差較大，如測(cè)功率時(shí)不確定度可能小于1dB，測(cè)量輻射雜散時(shí)可能達(dá)到5dB，在測(cè)量EMS時(shí)甚至可能達(dá)到10dB做三個(gè)不確定度的評(píng)定功率測(cè)量頻率測(cè)量環(huán)境監(jiān)測(cè)十、單表測(cè)量不確定度計(jì)算方法測(cè)量不確定度因素考慮失配儀表Data Sheet提供的精度測(cè)量重復(fù)性(A類評(píng)定)溫度變化引起的不確定度電壓變化引進(jìn)的不確定度十、單表測(cè)量不確定度計(jì)算方法)%(100

22、1221VSSlg失配誤差失配不確定度計(jì)算公式l信號(hào)源負(fù)載 為信號(hào)源反射系數(shù)的模值 為負(fù)載反射系數(shù)的模值 為網(wǎng)絡(luò)前向增益的模值(即鏈路衰減對(duì)應(yīng)的S21) 為網(wǎng)絡(luò)后向增益的模值(即鏈路衰減對(duì)應(yīng)的S12)g21S12S十、單表測(cè)量不確定度計(jì)算方法如E5515C 1968A（GSM/GPRS/EDGE）Test Application提供的Data Sheet十、單表測(cè)量不確定度計(jì)算方法測(cè)量重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)不確定度： 900MHz： u（ ）0.052 dB 1800MHz：u（ ）0.048 dB而實(shí)際儀表給出為如下：Typical measurement repeatability: 0.05 dB頻

23、率輸出功率測(cè)量結(jié)果900MHz21.321.321.221.221.221.321.221.321.221.21800MHz24.024.023.923.923.924.024.024.024.024.0PP十、單表測(cè)量不確定度計(jì)算方法溫度變化引起的不確定度其中A代表平均影響Uja代表標(biāo)準(zhǔn)偏差影響在實(shí)際考慮時(shí)可以不考慮，原因是儀表Data Sheet給出的指標(biāo)已經(jīng)考慮到溫度的影響，如E5515C工作溫度范圍為0到55度十、單表測(cè)量不確定度計(jì)算方法例子1GSM移動(dòng)臺(tái)頻率測(cè)量不確定度計(jì)算儀表：E5515C測(cè)量方式：移動(dòng)臺(tái)E5515C十、單表測(cè)量不確定度計(jì)算方法已知條件：Frequency erro

24、r measurement accuracy:12Hz plus timebase accuracy for nominal burstAging rates:0.1ppm per yearTemperature Stability:0.01ppm Warm-up times:15 minutes to be within 0.01ppmTypical accuracy after a 30-minute warm-up period of continuous operation is derived from: (time since last calibration) x (aging

25、rate)+ (temperature stability) + (accuracy of calibration)Typical initial adjustment: 0.03 ppm十、單表測(cè)量不確定度計(jì)算方法具體計(jì)算：精度(按一年計(jì)算） ： 12Hz+(10.1ppm+0.01ppm+0.03ppm) 915MHz =(12+128.1)Hz =140.1Hz不確定度：擴(kuò)展不確定度：HzuUc8 .16189.8022HzuC89.8031 .140十、單表測(cè)量不確定度計(jì)算方法例子2GSM移動(dòng)臺(tái)功率測(cè)量不確定度計(jì)算儀表：E5515C測(cè)量方式：移動(dòng)臺(tái)E5515C十、單表測(cè)量不確定度計(jì)算方

26、法已知條件：Measurement accuracy at RF IN/OUT port between +20 and +55 (Single slot and multislot at the same level ): 0.27 810 to 960Typical measurement repeatability: 0.05 dBVSWR at RF IN/OUT: 1.14:1 for 700 to 960 MHz，則反射系數(shù)為0.065假設(shè)被測(cè)件輸出端口反射系數(shù)：0.6（駐波比4：1）十、單表測(cè)量不確定度計(jì)算方法具體計(jì)算：失配引入的不確定度：綜測(cè)儀精度引入的不確定度：電壓穩(wěn)定性引入

27、的不確定度：A類不確定度：合成不確定度：擴(kuò)展不確定度：dBU24. 05 .11210011065. 06 . 0dBU156.0327.0dBU026.0dBU05.0dBUc292. 0026. 005. 0156. 024. 02222dBuUc58. 0292. 022十一、測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量不確定計(jì)算方法自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)與單臺(tái)儀表測(cè)試的區(qū)別增加了信號(hào)轉(zhuǎn)換控制箱中間有插入損耗有失配問題補(bǔ)償問題功率計(jì)的絕對(duì)精度功率計(jì)的線性度問題開關(guān)切換的可重復(fù)性校準(zhǔn)是針對(duì)頻率點(diǎn)進(jìn)行，但實(shí)際測(cè)試時(shí)是針對(duì)頻譜進(jìn)行，即指定范圍內(nèi)的全頻段進(jìn)行，即插值補(bǔ)償問題十一、測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量不確定計(jì)算方法例子1GSM移動(dòng)臺(tái)頻率測(cè)量不確定

28、度計(jì)算儀表：E5515C 、銣鐘源、控制箱測(cè)量方式：移動(dòng)臺(tái)控制箱E5515C銣鐘源十一、測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量不確定計(jì)算方法已知條件：Frequency error measurement accuracy:12Hz plus timebase accuracy for nominal burstAging rates:5E-10 per yearTemperature coefficient: 3E-10十一、測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量不確定計(jì)算方法具體計(jì)算：精度(按一年計(jì)算）： 12Hz+(15E-10+3E-10) 915MHz =(12+0.732)Hz =12.73Hz不確定度：擴(kuò)展不確定度：與不使用銣鐘時(shí)

29、(161.8Hz)比較，有比較明顯的提高。HzuUc7 .1435. 722HzuC35. 7373.12十一、測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量不確定計(jì)算方法例子2GSM移動(dòng)臺(tái)功率測(cè)量不確定度計(jì)算儀表：E5515C 、信號(hào)源、功率計(jì)、控制箱測(cè)量方式：移動(dòng)臺(tái)控制箱E5515C信號(hào)源功率計(jì)十一、測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量不確定計(jì)算方法已知條件：Measurement accuracy at RF IN/OUT port between +20 and +55 (Single slot and multislot at the same level ): 0.27 810 to 960Typical measurement repe

30、atability: 0.05 dBVSWR at RF IN/OUT: 1.14:1 for 700 to 960 MHz，則反射系數(shù)為0.065假設(shè)被測(cè)件輸出端口反射系數(shù)：0.6假設(shè)控制箱端口駐波比：1.1:1，衰減值：8dB，反射系數(shù)0.048假設(shè)校準(zhǔn)引入的不確定度：0.1dB十一、測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量不確定計(jì)算方法具體計(jì)算：失配引入的不確定度：1、被測(cè)件到控制箱2、被測(cè)件到綜測(cè)儀3、控制箱到綜測(cè)儀綜合的失配不確定度：dBU177. 05 .11210011048. 06 . 0dBUc182. 0019. 0038. 0177. 0222dBU038. 05 .112100398. 0398.

31、 0065. 06 . 0dBU019. 05 .11210011065. 0048. 0十一、測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量不確定計(jì)算方法具體計(jì)算：校準(zhǔn)引入的不確定度：綜測(cè)儀精度引入的不確定度：電壓穩(wěn)定性引入的不確定度：A類不確定度：合成不確定度：擴(kuò)展不確定度：dBU1 . 0dBU156.0327.0dBU026.0dBU05.0dBUc266. 0026. 005. 01 . 0156. 0182. 022222dBuUc52. 0266. 096. 196. 1十一、測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量不確定計(jì)算方法例子3GSM移動(dòng)臺(tái)雜散測(cè)量不確定度計(jì)算儀表：E4440A、信號(hào)源、功率計(jì)、控制箱測(cè)量方式：移動(dòng)臺(tái)控制箱E4440

32、A信號(hào)源功率計(jì)十一、測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量不確定計(jì)算方法具體計(jì)算注意事項(xiàng)E4440A在不同頻率時(shí)的頻率響應(yīng)不同E4440A在不同頻率時(shí)端口的駐波比不同1.在計(jì)算雜散測(cè)量不確定度時(shí)不同頻段所使用的濾波器等不同，應(yīng)使用不同的控制箱參數(shù)十二、測(cè)量結(jié)果與不確定度的關(guān)系思考1、溫度變化對(duì)被測(cè)件工作頻率的影響如何體現(xiàn)？2、不確定度與被測(cè)件的關(guān)系？3、儀表在工作時(shí)的溫度？4、在被測(cè)件不穩(wěn)定的情況下怎么來評(píng)價(jià)A類不確定度？5、測(cè)試結(jié)果在邊界的判定問題6、產(chǎn)品合格性十二、測(cè)量結(jié)果與不確定度的關(guān)系關(guān)于溫度對(duì)被測(cè)件工作頻率影響的體現(xiàn)體現(xiàn)在測(cè)量結(jié)果，而不是體現(xiàn)在不確定度被測(cè)件工作頻率測(cè)量結(jié)果不確定度溫度1900MHz900.1MHz1KHz溫度2899.5MHz899.6MHz1KHz溫度1被測(cè)件1測(cè)試系統(tǒng)中間件測(cè)量結(jié)果1溫度2被測(cè)件1測(cè)試系統(tǒng)中間件測(cè)量結(jié)果2十二、測(cè)量結(jié)果與不確定度的關(guān)系 結(jié)論：溫度影響被測(cè)件頻率的測(cè)量結(jié)果。對(duì)于不確定度，由于儀表給出測(cè)量精度時(shí)的溫度范圍足夠，因此不影響測(cè)量結(jié)果的不確定度 側(cè)證：測(cè)