加油機不確定度評定講義

1、 山東省計量科學(xué)研究所測量不確定度評定 山東省計量科學(xué)研究所評定測量不確定度的原因 1.可使不同實驗室或同一實驗室對同一量的測量結(jié)果作有意義的比較，或者使測量結(jié)果與技術(shù)規(guī)范或標準中所給的參考值作比較。 山東省計量科學(xué)研究所評定測量不確定度的原因 2.在解釋檢測或校準結(jié)果時，需要考慮檢測或校準結(jié)果的不確定度。 山東省計量科學(xué)研究所評定測量不確定度的原因 3.在某些情況下，可能認為檢測或校準結(jié)果的測量不確定度小到不值得作正式評定。 山東省計量科學(xué)研究所評定測量不確定度的原因 4.充分評定分量對測量不確定度的貢獻還可以指明，為了改進測量程序和準確度，應(yīng)該對檢測或校準方法哪些方面進行注意。這對提高檢測

2、或校準原理的認識，其應(yīng)用的實踐經(jīng)驗會對方法確認起關(guān)鍵作用。 山東省計量科學(xué)研究所評定測量不確定度的原因 5.國家計量技術(shù)規(guī)范JJF1033-2001計量標準考核規(guī)范規(guī)定，在填寫計量標準技術(shù)報告時，要完成“測量不確定度評定”的撰寫。 山東省計量科學(xué)研究所評定測量不確定度的原因 6.對國際標準ISO/IEC17025General requirements for the competence of testing and calibration laboratories的執(zhí)行，現(xiàn)在對所有被認可的實驗室評定并報告測量不確定度有一個普遍的要求。 山東省計量科學(xué)研究所評定測量不確定度的原因 7.對產(chǎn)品

3、的給定技術(shù)指標作出“合格”或“不合格”的結(jié)論時，要考慮測量不確定度的影響。 山東省計量科學(xué)研究所測量誤差準確度測量不確定度 山東省計量科學(xué)研究所測量誤差隨機誤差系統(tǒng)誤差按性質(zhì)分類：按性質(zhì)分類：減去被測量的測量結(jié)果真值定義定義：誤差表示的是一個量，而不是一個區(qū)間。相對誤差 / 絕對誤差 山東省計量科學(xué)研究所由測量所得到的而賦予被測量的值測量結(jié)果定義定義：說明：說明：1、在給出測量結(jié)果時，應(yīng)說明它是示值、未修正測量結(jié)果或已修正測量結(jié)果；還應(yīng)表明它是否為若干個值的平均值。測量結(jié)果僅是被測量的最佳估計值，并非真值。2、在測量結(jié)果的完整表述中，應(yīng)包括測量不確定度，必要時還應(yīng)給出自由度及影響量的取值范圍

4、山東省計量科學(xué)研究所真值由于真值是不能確定的，實際上用的是約定真值。如：實際值-在給定地點，取由計量標準復(fù)現(xiàn)而賦予該量的值。與給定的特定量定義一致的值。定義定義：約定真值 對于給定目的具有適當不確定度的、賦予特定量的值，有時該值是約定采用的。定義定義：1、約定真值有時稱為指定值、最佳估計值、約定值或參考值。2、常用某量的多次測量結(jié)果來確定約定真值。 山東省計量科學(xué)研究所絕對誤差=測量結(jié)果-真值%100真值真值測量結(jié)果相對誤差不要與誤差的絕對值相混淆。 山東省計量科學(xué)研究所隨機誤差： 測量結(jié)果與在重復(fù)性條件下，對同一被測量進行無限多次測量所得結(jié)果的平均值之差。定義：定義：說明：說明： 1、隨機誤

5、差等于誤差減去系統(tǒng)誤差,是一個量。 2、因為測量只能進行有限次數(shù)，故可能確定的只是隨機誤差的估計值。 山東省計量科學(xué)研究所系統(tǒng)誤差： 在重復(fù)性條件下，對同一被測量進行無限多次測量所得結(jié)果的平均值與此同時被測量的真值之差。定義：定義：說明：說明： 1、如真值一樣，系統(tǒng)誤差及其原因不能完全獲知。 2、對測量儀器而言，其系統(tǒng)誤差也稱為測量儀器的偏移。 山東省計量科學(xué)研究所測量誤差示意圖總體均值誤差測得值隨機誤差測得值的概率分布曲線真值系統(tǒng)誤差 mks t m yi m+ks 測得值y 山東省計量科學(xué)研究所準確度測量結(jié)果與被測量的真值之間的一致程度。定義定義：說明：說明：1、準確度是一個定性的概念，而

6、不宜將其量化（儀器的最大允許誤差或允許誤差限） 山東省計量科學(xué)研究所測量不確定度表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。定義定義：說明：說明：1、此參數(shù)可以是標準偏差或其倍數(shù)，也可以是給定概率下置信區(qū)間的半寬。2、測量不確定度由多個分量組成。其中一些分量可由測量結(jié)果按統(tǒng)計分布評定，以實驗標準差表征；另一些分量可基于經(jīng)驗或其它信息按假定的概率分布評定，也以標準差表征。3、測量結(jié)果應(yīng)理解為被測量之值的最佳估計。全部不確定度分量均貢獻給了分散性，其中包括哪些由系統(tǒng)效應(yīng)引起的分量（如修正值和參考測量標準有關(guān)的）分量。 山東省計量科學(xué)研究所誤差只與測量結(jié)果有關(guān)，與方法原理無關(guān)。不確定度

7、不確定度 誤差誤差不確定度與測量方法相關(guān)，與測量結(jié)果無關(guān)。 山東省計量科學(xué)研究所不確定度不確定度 誤差誤差 概率論、線性代數(shù)和積分變換是誤差理論的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，誤差理論已自成體系。實驗標準差是分析誤差的基本手段，也是不確定度理論的基礎(chǔ)。因此從本質(zhì)上說不確定度理論是在誤差理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其基本分析和計算方法是共同的。但在概念上存在比較大的差異。 山東省計量科學(xué)研究所 測量不確定度表明賦予被測量之值的分散性，是通過對測量過程的分析和評定得出的一個區(qū)間。測量誤差則是表明測量結(jié)果偏離真值的差值。經(jīng)過修正的測量結(jié)果可能非常接近于真值（即誤差很?。?，但由于認識不足，人們賦予它的值卻落在

8、一個較大區(qū)間內(nèi)（即測量不確定度較大）。測量不確定度與測量誤差在概念上有許多差異，列表說明如下：不確定度不確定度 誤誤差差 山東省計量科學(xué)研究所誤差與不確定度的比較誤差與不確定度的比較內(nèi)容測量誤差測量不確定度定義表明測量結(jié)果偏離真值，是一個差值，一個量，非正即負。表明被測量之值的分散性，是一個區(qū)間。用標準偏差，標準偏差的倍數(shù)，或給定概率下置信區(qū)間的半寬來表示。分類按出現(xiàn)于測量結(jié)果中的規(guī)律，分為隨機誤差和系統(tǒng)誤差，它們都是無限多次測量的理想概念按是否用統(tǒng)計方法求得，分為 A 類評定和B 類評定。它們都以標準不確定度表示。不確定度評定時，一般不必區(qū)分其性質(zhì)?？刹僮餍杂捎谡嬷滴粗荒艿玫綔y量誤差

9、的值。當用約定真值代替真值時，可以得到誤差的估計值。不確定度可以由人們根據(jù)實驗、資料、經(jīng)驗等信息進行評定，從而可以定量確定不確定度的值。 山東省計量科學(xué)研究所誤差與不確定度的比較誤差與不確定度的比較內(nèi)容測量誤差測量不確定度表述方法非正即負，不能用正負號表示。沒有正符號，永遠是正值。測量結(jié)果U。單獨表示 U 沒有號。合成方法各誤差分量的代數(shù)和。當各分量彼此獨立時用方和根法進行合成，否則應(yīng)考慮加入相關(guān)項。結(jié)果修正已知系統(tǒng)誤差的估計值時，可以對測量結(jié)果進行修正，得到已修正的測量結(jié)果。不能用測量不確定度對測量結(jié)果進行修正。對已修正測量結(jié)果進行不確定度評定時，應(yīng)考慮修正不完善引入的不確定度分量。 山東省

10、計量科學(xué)研究所誤差與不確定度的比較誤差與不確定度的比較內(nèi)容 測量誤差 測量不確定度 結(jié)果 說明 誤差是客觀存在的，不以人的認識程度而轉(zhuǎn)移。誤差屬于給定的測量結(jié)果，相同的測量結(jié)果具有相同的誤差，而與得到該誤差結(jié)果的測量方法和測量儀器無關(guān)。 測量不確定度與人們對被測量、影響量、以及測量過程的認識有關(guān)。合理賦予被測量的任一個值，均具有相同的測量不確定度。 實驗標準差 來源于給定的測量結(jié)果，它不表示被測量估計值的隨機誤差。 來源于合理賦予的被測量之值，表示同一個觀測列中，任一個估計值的標準不確定度。 山東省計量科學(xué)研究所測量結(jié)果、測量儀器和計量標準的測量結(jié)果、測量儀器和計量標準的誤差、準確度和不確定度

11、的比較誤差、準確度和不確定度的比較內(nèi)容 測量結(jié)果 測量儀器 計量標準 誤差 定義：測量結(jié)果減去被測量的真值。 測量結(jié)果的誤差與真值或約定真值有關(guān)，與測量結(jié)果有關(guān)。是一個量值有符號，不能用表示。 測量結(jié)果的誤差等于系統(tǒng)誤差和隨機誤差的代數(shù)和。 定義：測量儀器的示值與對應(yīng)輸入量真值之差。也稱為示值誤差。 示值誤差與真值有關(guān)，實際上常用約定真值而得到示值誤差的近似值。 示值誤差是對于某一特定儀器和某一指定的示值而言的，同型號不同儀器的示值誤差不同，同一臺儀器對應(yīng)于不同示值的示值誤差也可能不同。 最大允許誤差是對某型號儀器的人為規(guī)定的誤差限，它不是誤差，實際上是擴展不確定度的概念。 無定義。 有些計量

12、標準直接就是實物量具或測量儀器， 可參照測量儀器的誤差。 山東省計量科學(xué)研究所測量結(jié)果、測量儀器和計量標準的測量結(jié)果、測量儀器和計量標準的誤差、準確度和不確定度的比較誤差、準確度和不確定度的比較內(nèi)容測量結(jié)果測量儀器計量標準準確度 定義：測量結(jié)果與被測量的真值之間的一致程度。 測量結(jié)果的準確度是一個定性的概念，不要和數(shù)字連用而將其定量化。 定義：測量儀器給出接近真值的響應(yīng)能力。 是一定性的概念，但可以用準確度等級或測量儀器的示值誤差來定量表述。 目前不少儀器說明書上給出的準確度，實際上是指最大允許誤差（限） 。 有定義。 對直接由實物量具或測量儀器構(gòu)成的計量標準，可參照測量儀器的準確度。 山東省

13、計量科學(xué)研究所測量結(jié)果、測量儀器和計量標準的測量結(jié)果、測量儀器和計量標準的誤差、準確度和不確定度的比較誤差、準確度和不確定度的比較內(nèi)容測量結(jié)果測量儀器計量標準不確定度 定義：表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。 表 示 一 個 區(qū)間，無符號。用標準不確定度或擴展不確定度表示。 無定義，因此盡量不要用“測量儀器的不確定度”這種說法。 有時，將由校準得到的儀器示值誤差的不確定度簡稱為儀器的不確定度。 在計量標準建標或考核中，如果沒有給出儀器的示值誤差，或雖已知其示值誤差，但未對測量結(jié)果進行修正，則可將“測量儀器的不確定度”理解為在測量過程，由于儀器所引入的不確定度分量。 無定

14、義，因此盡量不要用“計量標準的不確定度”這種說法。 對于某些能提供一量值的計量標準，則可將計量標準的不確定度理解為計量標準所提供量值的不確定度。 在計量標準建標考核中，可將“計量標準的不確定度”理解為用該計量標準進行測量時，由該計量標準對測量結(jié)果所引入的不確定度分量。 山東省計量科學(xué)研究所匯總：匯總：1、誤差與不確定度是兩個完全不同的而相互聯(lián)系的概念，它們之間并不排斥。不確定度不是對誤差的否定，相反，它是誤差理論的進一步發(fā)展。2、誤差與不確定度的概念是不同的，因此不能混淆和誤用。應(yīng)該根據(jù)誤差和不確定度的定義來加以判斷，應(yīng)該用誤差的地方就用誤差。應(yīng)該用不確定度的地方就用不確定度。 山東省計量科學(xué)

15、研究所匯總：匯總： 3、誤差僅與測量結(jié)果及被測量的真值或約定真值有關(guān)。對同一被測量，不管測量儀器、測量方法、測量條件如何，相同的測量結(jié)果的誤差是相同的。 4、在重復(fù)性條件下進行多次測量，得到的測量結(jié)果一般是不同的，因此它們的測量誤差也不同。 山東省計量科學(xué)研究所匯總：匯總：5、測量不確定度和測量儀器、測量方法、以及測量條件有關(guān)，而與測量結(jié)果無關(guān)。在重復(fù)性條件下進行測量時，不同測量結(jié)果的不確定度是相同的，但它們的誤差肯定是不同的。6、知道了測量誤差以后，可以對測量結(jié)果進行修正，得到已修正的測量結(jié)果。而不確定度是不能用來對測量結(jié)果進行修正的。 山東省計量科學(xué)研究所匯總：匯總：7、儀器沒有不確定度，

16、因為沒有對儀器的不確定度下過定義。但儀器的示值誤差或最大允許誤差與儀器得到的測量結(jié)果的不確定度有關(guān)。8、在計量標準建標和考核中，可以將儀器的不確定度理解為在測量結(jié)果的不確定度中由儀器所引入的測量不確定度分量。若儀器經(jīng)過校準而已知其示值誤差，則該示值誤差的不確定度就是儀器的不確定度；若儀器未經(jīng)過校準，則儀器的最大允許誤差就是該不確定度分量的擴展不確定度，在已知分布的情況下，可以得到不確定度分量的標準不確定度。 山東省計量科學(xué)研究所匯總：匯總：9、計量標準裝置的情況比較復(fù)雜，應(yīng)予以分別對待。大多數(shù)的計量標準類似于一臺儀器或復(fù)雜的儀器組合，因此應(yīng)盡可能避免“計量標準裝置的不確定度”這一說法。但有些計

17、量標準裝置可以提供一作為參考標準的量值，此時可將計量標準裝置的不確定度理解為所提供量值的不確定度。 山東省計量科學(xué)研究所匯總：匯總：10、在更多的情況下，可將計量標準裝置看作為一臺測量儀器或復(fù)雜的儀器組合，這時可將計量標準裝置的不確定度理解為用該計量標準裝置對被測量進行測量時，在測量結(jié)果 的不確定度中由計量標準裝置所引入的測量不確定度分量。11、過去人們有時會誤用誤差一詞，即通過誤差分析得到的往往是被測量值不能確定的范圍，它表示一個區(qū)間，而不是真正的誤差值。真正的誤差值應(yīng)該與測量結(jié)果有關(guān)。 山東省計量科學(xué)研究所關(guān)于誤差、偏差和修正值關(guān)于誤差、偏差和修正值誤差誤差=示值實際值示值實際值修正值修正

18、值=誤差誤差實際值實際值=示值示值+修正值修正值實際值實際值=（1+修正值修正值%）示值）示值 山東省計量科學(xué)研究所不確定度與合格的關(guān)系不確定度與合格的關(guān)系誤差限完全合格區(qū)不確定區(qū)不合格區(qū)不合格區(qū)要求：要求：生產(chǎn)商提供合格的區(qū)域為在合格區(qū)內(nèi)為合格。 用戶要求不合格的區(qū)域為在不合格區(qū)內(nèi)為不合格。不確定區(qū) 山東省計量科學(xué)研究所評定步驟：1、來源和數(shù)學(xué)模型測量不確定度2、確定各輸入量的標準不確定度3、合成標準不確定度4、確定被測量可能值分布的包含因子5、確定擴展不確定度 山東省計量科學(xué)研究所一、來源：測量設(shè)備、人員、方法和被測對象的不完善等等。具體體現(xiàn)：1、被測量的定義不完善2、復(fù)現(xiàn)被測量的測量方法

19、不理想3、取樣的代表性不夠，即被測樣本不能完全代表所定義的被測量4、對測量結(jié)果受環(huán)境影響的認識不充分或?qū)Νh(huán)境參數(shù)的測量和控制不完善5、對模擬式儀表的讀數(shù)存在人為的偏移，即人員讀數(shù)不準6、測量儀器性能（如靈敏度，分辨力，死區(qū)，穩(wěn)定性等）的局限性7、測量標準或標準物質(zhì)量值的不確定度8、引用的數(shù)據(jù)或其它參量的不確定度9、測量方法和測量程序的近似和假設(shè)10、在相同條件下被測量重復(fù)觀測的變化，即重復(fù)測量的偶然變化 山東省計量科學(xué)研究所二、數(shù)學(xué)模型形式為：Y=f (X1,X2XN),即被測量Y和所有各輸入量Xi之間的函數(shù)關(guān)系。但是，數(shù)學(xué)模型不簡單地就是測量結(jié)果的計算公式，或測量的基本原理公式。其要求為：1

20、、數(shù)學(xué)模型應(yīng)包含能影響測量結(jié)果的全部輸入量2、不遺漏任何能影響測量結(jié)果的不確定度分量3、不重復(fù)計算任何一項對測量結(jié)果有影響的不確定度分量4、在可能的情況下應(yīng)選擇合適的輸入量 山東省計量科學(xué)研究所例1：容積法水表檢定裝置法-水表測量實實示VVV所以進行不確定度分析時應(yīng)考慮：1、水表因分辨力讀數(shù)引起的不確定度2、工作量器示值引起的不確定度4、水溫變化引起的不確定度3、工作量器溫度修正引起的不確定度 山東省計量科學(xué)研究所例2：鐘罩法-煤氣表測量實實示VVV所以進行不確定度分析時應(yīng)考慮：1、煤氣表因分辨力讀數(shù)引起的不確定度2、鐘罩示值及分辨力讀數(shù)引起的不確定度3、鐘罩、煤氣表處壓力差異修正引起的不確定

21、度4、鐘罩、煤氣表處溫度差異引起的不確定度 山東省計量科學(xué)研究所例3：質(zhì)量法熱能表檢定裝置法-熱能表測量實實示VVV所以進行不確定度分析時應(yīng)考慮：1、熱能表因分辨力讀數(shù)引起的不確定度2、天平示值及分辨力引起的不確定度3、密度測量引起的不確定度4、天平、熱能表處壓力差異修正引起的不確定度5、天平、熱能表處溫度差異修正引起的不確定度 山東省計量科學(xué)研究所例4：標準表法熱能表檢定裝置法-熱能表測量實實示VVV所以進行不確定度分析時應(yīng)考慮：1、熱能表因分辨力讀數(shù)引起的不確定度2、標準表示值及分辨力讀數(shù)引起的不確定度3、標準表、熱能表處溫度差異引起的不確定度 山東省計量科學(xué)研究所確定各輸入量的標準不確定

22、度評定方法分類：評定方法分類：A類評定不確定度B類評定不確定度 山東省計量科學(xué)研究所 用對觀測列進行統(tǒng)計分析，并以實驗標準差表征的方法。定義：性質(zhì)： A類評定的標準不確定度僅來自對具體測量結(jié)果的統(tǒng)計評定。評定方法：1、基本方法：貝塞爾法和極差法2、合并樣本標準差 山東省計量科學(xué)研究所 在流量測量中，單次測量不確定度的評定方法主要有貝塞爾法和極差法，其中貝塞爾法為主要方法，而在測量次數(shù)較少時也可使用極差法。 山東省計量科學(xué)研究所基本方法：貝塞爾法基本方法：貝塞爾法 若在重復(fù)條件下對被測量X作n次（通常要求n不少于10次）獨立重復(fù)測量,得到的測量結(jié)果為Xi（i=1,2,n)。則X的最佳估計值可以用

23、n次獨立測量結(jié)果的平均值來表示：nxxnii1于是，單次測量結(jié)果Xi的標準不確定度為：1)()()(12nxxxsxuniiii 山東省計量科學(xué)研究所基本方法：貝塞爾法基本方法：貝塞爾法 在實際測量中，經(jīng)常采用多次測量的平均值作測量結(jié)果的最佳估計值。其對應(yīng)的標準不確定度為：nxsxsi)()( 山東省計量科學(xué)研究所 極差法： 式中：R=xikmax-xikmin； 系數(shù)C及自由度v查表可得?；痉椒ǎ簶O差法基本方法：極差法 iixuCRxs 山東省計量科學(xué)研究所) 1()()(121nmxxxsinkjijmjp合并樣本標準差合并樣本標準差SP: 合并樣本標準差也稱組合實驗標準差。如果對同一個

24、被測量X進行m組測量，并且每組包括了n次的獨立重復(fù)測量，則合并樣本的標準差Sp為：此式的含義為：msssxsmp22221)(+ + 山東省計量科學(xué)研究所B類評定：類評定：用不同于對觀測列進行統(tǒng)計分析，并以等價標準差表征的方法。B類不確定度的信息：類不確定度的信息：1、以前的觀測數(shù)據(jù)；2、對有關(guān)技術(shù)資料和測量儀器特性的了解和經(jīng)驗；3、生產(chǎn)部門提供的技術(shù)說明文件；4、校準證書、檢定證書或其他文件提供的數(shù)據(jù)、準確度的等別或級別，包括目前暫在使用的極限誤差等；5、手冊或某些資料給出的參考數(shù)據(jù)及其不確定度； 山東省計量科學(xué)研究所B類評定的標準不確定度一般有二個方法：類評定的標準不確定度一般有二個方法：

25、1、若已知X的擴展不確定度U(x)和包含因子k，則X的標準不確定度為：kxUxu)()(2、若已知X的擴展不確定度UP(x)及其置信概率P，則其包含因子k與X的分布有關(guān)。除非另有說明，一般按正態(tài)分布考慮，則X的標準不確定度為：ppkxUxu)()( 山東省計量科學(xué)研究所包含因子：包含因子： 為獲得擴展不確定度，而對合成標準不確定所乘的數(shù)字因子。包含因子一般用k表示，置信概率為p時的包含因子用kP表示。 也稱覆蓋因子。一般在23范圍內(nèi)。置信概率：置信概率： 與置信區(qū)間或統(tǒng)計包含區(qū)間有關(guān)的概率值，符號為p，經(jīng)常用百分數(shù)表示。 山東省計量科學(xué)研究所正態(tài)分布下置信概率正態(tài)分布下置信概率p與包含因子與包

26、含因子kp之間的關(guān)系之間的關(guān)系P(%)5068.27909595.459999.73kP0.6711.645 1.96022.57633、若已知輸入量X的可能值分布區(qū)間半寬度為a（通常為允許誤差限的絕對值），則X的標準不確定度為：kaxu)(此時k與輸入量X的分布有關(guān)。其值見下表 山東省計量科學(xué)研究所分布類型k反正弦分布矩形分布三角分布正態(tài)分布3常見分布的包含因子常見分布的包含因子k(100%概率概率)236 山東省計量科學(xué)研究所各種分布常見場合各種分布常見場合矩形分布矩形分布三角分布三角分布反正弦分布反正弦分布正態(tài)分布正態(tài)分布 山東省計量科學(xué)研究所正態(tài)分布 正態(tài)分布是人們考察自然科學(xué)和工程技

27、術(shù)中得到的一種連續(xù)分布，是大量實踐經(jīng)驗抽象的結(jié)果，在計量領(lǐng)域極其重要。由概率論可以證明，若xi（i=1，2，.，n）為獨立分布的隨機變量，則其和的分布近似于正態(tài)分布，而不管個別變量的分布如何。隨著n的增大，這種近似程度也增加。通常若xi同分布，且每一xi的分布與正態(tài)分布相差不大時，則即使n4，也能保證相當好的近似正態(tài)分布。這個結(jié)論具有重要的實際意義。 如給出了xi在置信概率為p時的置信區(qū)間的半寬Up，除非另有說明，一般按正態(tài)分布考慮評定其標準不確定度u（xi）。流量計量中，一般取 p=95%。此時kp =2 山東省計量科學(xué)研究所正態(tài)分布 a)重復(fù)性條件或復(fù)現(xiàn)性條件下多次測量的算術(shù)平均值或加權(quán)平

28、均值的分布；b)被測量Y在校準證書中用擴展不確定度Up給出，而對其分布又沒有特殊說明時，估計值y的分布； c)被測量Y的合成標準不確定度uc(y)的相互獨立的分量中，量值最大的分量(起決定作用的分量)接近正態(tài)分布時。 山東省計量科學(xué)研究所矩形分布 把數(shù)據(jù)修約、示值的分辨率、按級使用的儀器的最大允許誤差等估計為矩形分布（均勻分布），當缺乏任何其他信息的情況下，一般假設(shè)為服從均勻分布。 山東省計量科學(xué)研究所A類評定與B類評定不確定度的關(guān)系1、A類與B類評定與隨機誤差或系統(tǒng)誤差之間沒有必要聯(lián)系2、并不是每一次測量都一定同時有A類評定和B類評定不確定度分量。可以獨立存在，當然也可并存。3、A類評定不確

29、定度和B類評定不確定度在一定條件下是可以相互轉(zhuǎn)化的。4、有些不確定度分量，根據(jù)評定方法的不同，既可以按A類評定來處理，也可以按B類評定來處理。 山東省計量科學(xué)研究所靈敏系數(shù)靈敏系數(shù)合成標準不確定度 根據(jù)各輸入量的標準不確定度u(xi)以及數(shù)學(xué)模型或?qū)嶋H測量得到的靈敏系數(shù)ci，就可以得到對應(yīng)于各輸入量的標準不確定度分量ui(y)。ui(y)=ciu(xi) 靈敏系數(shù)ci可由數(shù)學(xué)模型對輸入量xi求偏導(dǎo)而得到。在數(shù)值上它等于當輸入量xi變化一個單位量時，被測量y的變化量。 山東省計量科學(xué)研究所合成標準不確定度一、線性數(shù)學(xué)模型一、線性數(shù)學(xué)模型nnxcxcxcyy+ +22110niiniiicyuxu

30、cyu121222)()()(若各輸入量相互獨立不相關(guān)，則被測量y的合成標準不確定度uC(y)可表示為：上式通常稱為不確定度傳播定律 山東省計量科學(xué)研究所合成標準不確定度二、另一種線性數(shù)學(xué)模型二、另一種線性數(shù)學(xué)模型npnppxxcxy 2121niiiicxxupyyu122)()(通過對數(shù)變換z=ln y則上式可變換為線性函數(shù)： 即在此情況下，若采用相對不確定度進行計算，不確定度傳播定律仍可使用。nnxpxpczlnlnln11+ +或者通過相對標準不確定度的方法 山東省計量科學(xué)研究所合成標準不確定度三、各輸入量存在相關(guān)時的合成標準不確定度三、各輸入量存在相關(guān)時的合成標準不確定度122122

31、2122ruuuuuc+相關(guān)系數(shù)是兩個變量之間相互依賴的度量當r12=1，uc=u1+u2 正相關(guān)。當 r12=-1，uc=u1-u2 負相關(guān)。盡量通過模型轉(zhuǎn)換或改變測量方法等消除相關(guān)因素。)()(),(),(jijijixuxuxxuxxr例如：y=f(x1，x2)且二者線性相關(guān)，則 山東省計量科學(xué)研究所合成標準不確定度四、非線性數(shù)學(xué)模型的合成標準不確定度四、非線性數(shù)學(xué)模型的合成標準不確定度 對于非線性數(shù)學(xué)模型，處理高階項是十分復(fù)雜的，一般情況下可將高階項忽略不計。 山東省計量科學(xué)研究所確定被測量可能值分布的包含因子 由于測量結(jié)果的擴展不確定度等于合成標準不確定度與包含因子的乘積，因此必須先

32、確定y值的包含因子，其前提是要知道y值的分布。正態(tài)分布：正態(tài)分布：1、各輸入量均為正態(tài)分布時；2、各輸入量中沒有優(yōu)勢量，且數(shù)量較多時；3、在相同下對被測量進行多次重復(fù)測量，且取平均值為最佳估計；其它分布：其它分布：1、按主輸入量（大于其它3倍）的分布確定；2、不知道 山東省計量科學(xué)研究所確定被測量可能值分布的包含因子自由度：自由度：在方差計算中，和的項數(shù)減去對和的限制數(shù)。含義含義：在測量不確定度評定中，自由度表示所給出的測量不確定度的可靠程度。自由度計算：自由度計算：1、A類評定時u=n-1；uc2(y)有效自由度（全部輸入量為正態(tài)分布）2)()(21yuyuuv2、B類評定時：通常采用 山東

33、省計量科學(xué)研究所擴展不確定度擴展不確定度U等于合成標準不確定度uc和包含因子k的乘積。即：U=kuc 山東省計量科學(xué)研究所測量不確定度的報告與表示 當給出完整的測量結(jié)果時，應(yīng)報告其測量不確定度。報告應(yīng)盡可能詳細而簡明，以便使用者可以正確地利用測量結(jié)果。 山東省計量科學(xué)研究所測量不確定度的報告與表示 當用合成標準不確定度報告測量結(jié)果的不確定度時，應(yīng)明確說明被測量Y的定義，給出Y的估計值y、合成標準不確定度uc（y），必要時還應(yīng)給出有效自由度。 山東省計量科學(xué)研究所測量不確定度的報告與表示 當用擴展不確定度報告測量結(jié)果的不確定度時，應(yīng)明確說明被測量Y的定義，給出Y的估計值y、擴展不確定度U，對U還

34、應(yīng)給出包含因子k值必要時還應(yīng)給出有效自由度。 山東省計量科學(xué)研究所測量不確定度的報告與表示 對于國際比對等重要的測量，不確定度報告還應(yīng)包括以下內(nèi)容： 1.有關(guān)輸入量與輸出量的函數(shù)關(guān)系以及靈敏系數(shù)； 2.修正值和常數(shù)的來源及其不確定度；3.輸入量的實驗觀測數(shù)據(jù)及其估計值，標準不確定度的評定方法、自由度、并將它們列成表格；4.對所有相關(guān)輸入量給出協(xié)方差或相關(guān)系數(shù)及其獲得方法；5.測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理程序。報告合成標準不確定度或擴展不確定度的有效位數(shù)最多為2位有效數(shù)字。 山東省計量科學(xué)研究所檢定、校準和測試的比較檢定、校準和測試的比較定義檢定：查明和確認計量器具是否符合法定要求的程序，它包括檢查、加標

35、記和（或）出具檢定證書。校準：在規(guī)定條件下，為確定測量儀器或測量系統(tǒng)所指示的量值，或?qū)嵨锪烤呋騾⒖嘉镔|(zhì)所代表的量值，與對應(yīng)的由標準所復(fù)現(xiàn)的量值之間關(guān)系的一組操作。測試：具有試驗性質(zhì)的測量。 山東省計量科學(xué)研究所依據(jù)檢定：計量檢定規(guī)程。校準：校準規(guī)范或校準方法，可作統(tǒng)一規(guī)定，也可自行制定。測試：標準等。檢定、校準和測試的比較檢定、校準和測試的比較 山東省計量科學(xué)研究所性質(zhì)檢定：強制檢定，具有法制性。校準：用戶自愿溯源，不具法制性。測試：有一定的法制性。檢定、校準和測試的比較檢定、校準和測試的比較 山東省計量科學(xué)研究所適用范圍檢定：強制檢定的計量標準器和強制檢定的工作計量器具。校準：根據(jù)用戶要求的

36、非強制計量器具。測試：樣品，零部件，元器件。檢定、校準和測試的比較檢定、校準和測試的比較 山東省計量科學(xué)研究所要求檢定：法定要求。校準：主要用以確定測量器具的示值誤差，當需要時，可確定測量器具的某一性能是否符合預(yù)期的要求。測試：參數(shù)，特性。檢定、校準和測試的比較檢定、校準和測試的比較 山東省計量科學(xué)研究所結(jié)論檢定：檢定要對所檢的測量器具作出合格與否的結(jié)論。校準：校準不判斷測量器具合格與否，校準結(jié)果應(yīng)給出不確定度。測試：偏差。檢定、校準和測試的比較檢定、校準和測試的比較 山東省計量科學(xué)研究所證書形式檢定：檢定結(jié)果合格的出具檢定證書，不合格的出具檢定結(jié)果通知書。校準：校準結(jié)果通常出具校準證書或校準

37、報告，也可用校準曲線或校準因數(shù)等形式表示校準結(jié)果。測試：測試報告。檢定、校準和測試的比較檢定、校準和測試的比較 山東省計量科學(xué)研究所不確定度檢定：應(yīng)考慮被檢對象在正常使用情況下在檢定周期內(nèi)可能發(fā)生的漂移。校準：不考慮被校準對象可能發(fā)生的漂移。測試：不考慮被測試對象可能發(fā)生的漂移。檢定、校準和測試的比較檢定、校準和測試的比較 山東省計量科學(xué)研究所計量標準考核有關(guān)內(nèi)容計量標準考核有關(guān)內(nèi)容2、計量標準重復(fù)性考核3、計量標準的穩(wěn)定性考核1、填表問題4、計量標準的測量不確定度驗證5、檢定/校準能力驗證 山東省計量科學(xué)研究所計量標準的重復(fù)性考核計量標準的重復(fù)性考核 在重復(fù)性條件下用該計量標準測量一穩(wěn)定的被

38、測對象時，所得到的測量結(jié)果的重復(fù)性。重復(fù)性條件包括測量程序、人員、儀器、環(huán)境等，同時為保證在盡量相同的條件下測量，所以必須在盡量短的時間內(nèi)完成重復(fù)性測量。 山東省計量科學(xué)研究所計量標準的重復(fù)性考核計量標準的重復(fù)性考核 重復(fù)性測量盡可能多，大于等于10次。所得到 的測量重復(fù)性應(yīng)在合理范圍內(nèi)，小于測量結(jié)果的合成標準不確定度。 山東省計量科學(xué)研究所序號示值誤差Qmin流量點Qt流量點Qn流量點11.5-1.50.421.8-1.60.331.9-0.80.842.3-1.60.651.1-1.1-0.261.2-1.70.571.3-1.41.081.8-1.20.792.1-0.90.6102.1

39、-1.30.9實驗標準差 Sy=0.43% Sy=0.31%Sy=0.34%合成標準不確定度 u=0.55% u=0.44%u=0.35%s(y) uC(y)或不確定度分析中采用的重復(fù)性數(shù)據(jù) 山東省計量科學(xué)研究所計量標準的穩(wěn)定性考核計量標準的穩(wěn)定性考核 在計量標準考核中，計量標準的穩(wěn)定性是指用該計量標準在規(guī)定的一定時間間隔內(nèi)測量穩(wěn)定的被測對象時所得到的測量結(jié)果的一致性。 山東省計量科學(xué)研究所日期測量結(jié)果示值誤差平均值Qmin流量點Qt流量點Qn流量點2002年6月20日-1.5 %1.0 %0.57%2002年7月28日-3.2 %1.7 %-0.60%2002年9月12日-2.8 %0.5

40、%0.50%2002年10月28日-1.3 %0.9 %0.72%2003年4月20日1.0 %2.1 %1.2% 新建計量標準的穩(wěn)定性應(yīng)小于計量標準被檢計量器具的擴展不確定度（k=2)或其最大允許誤差的絕對值。 山東省計量科學(xué)研究所計量標準名稱存放地點計量標準考核證書號何時經(jīng)何部門主持考核計量標準類別社會、部門、企業(yè)測量范圍能測量的全部參數(shù)不確定度或準確度等級或最大允許誤差標準器與配套設(shè)備，用不同符號表示。與被檢表、環(huán)境、人員影響無關(guān)。另主要配套設(shè)備一欄指對測量不確定度有影響的配套設(shè)備 山東省計量科學(xué)研究所計量標準的測量不確定度的評定計量標準的測量不確定度的評定1、傳遞比較法用被考核考核的計

41、量標準測量一穩(wěn)定的被測對象，其可以是工作標準或其他核查標準。然后將該被測對象送到具有更高一級計量標準的部門進行測量。若用被考核計量標準和高一級計量標準進行測量時的擴展不確定度（k=2）分別為U和U0，它們的測量結(jié)果分別為y和y0。2020UUyy+ 山東省計量科學(xué)研究所計量標準的測量不確定度的評定計量標準的測量不確定度的評定2、多臺比對法(3) 若無法得到更高一級的計量標準時，可以用3臺以上的具有相同準確度等級的計量標準，對同一穩(wěn)定的被測對象進行測量，它們的測量不確定度均為U。取這些測量結(jié)果的平均值 作為參考值，由被考核計量標準得到的測量結(jié)果為y。Unnyy1y 山東省計量科學(xué)研究所計量標準的

42、測量不確定度的評定計量標準的測量不確定度的評定 3、兩臺比對法 如無法找到多臺具有相同準確度等級的計量標準，也可以采用同等級的兩臺計量標準進行比對。222121UUyy+ 山東省計量科學(xué)研究所計量標準的測量不確定度的評定計量標準的測量不確定度的評定 比較而言，傳遞比較法得到的結(jié)果比較可靠，并且所得的結(jié)果具有溯源性，因此應(yīng)盡可能采用傳遞比較法，而多臺或兩臺比對法往往可靠性較差。 盡量采用傳遞比較法。 山東省計量科學(xué)研究所燃油加油機測量結(jié)果不確定度分析燃油加油機測量結(jié)果不確定度分析 燃油加油機是根據(jù)JJG443-2006計量檢定規(guī)程，采用不同量程的金屬量器分別在不同流量狀態(tài)下進行檢定的，即將加油機

43、示值VJ與標準金屬量器測得的加油機在試驗溫度tJ下的實際體積VBt相比較；通過計算，從而確定加油機的準確度及重復(fù)性。 山東省計量科學(xué)研究所測量的數(shù)學(xué)模型 由于各方面因素的影響，在試驗溫度tJ下的實際體積量VBt為： VBt=VB1+y(tJ-tB)+B(tB-20) 式中：VBt標準量器在tJ下給出的實際體積量，L; VB標準量器在20下的標準體積，L; y，B分別為檢定介質(zhì)油和標準量器材質(zhì)的體膨脹系數(shù)，-1； tJ，tB分別為加油機內(nèi)流量計輸出油溫和標準量器內(nèi)油溫，； VJ加油機在tJ下指示的體積值，L; 山東省計量科學(xué)研究所燃油加油機測量結(jié)果不確定度分析燃油加油機測量結(jié)果不確定度分析 加油

44、機的相對誤差為： 1201%100+BBBJYBJBtBtJtttVVVVVE 山東省計量科學(xué)研究所 方差和靈敏度 合成方差為： u（E）2=C12u(VJ)2+C22u(VB)2+C32u(y)2+ C42u(tJ)2+ C52u(tB)2+C62u(B)2 C1= 1/VB C2= -1/VB C3= tB - tJ JVEYEYE 山東省計量科學(xué)研究所燃油加油機測量結(jié)果不確定度分析燃油加油機測量結(jié)果不確定度分析C4= -y C5= y -B C6= -(tB 20) JtEBtEBE 山東省計量科學(xué)研究所燃油加油機測量結(jié)果不確定度分析燃油加油機測量結(jié)果不確定度分析 在檢定加油機時按規(guī)程規(guī)

45、定，加油機介質(zhì)溫度與標準器介質(zhì)溫度之差不得超過4，即 tB- tJ 4；取tB- tJ=4。油溫在-20-30范圍內(nèi)，即tB-20 40；取tB-20=-40。 y=1210-4-1，y -B=1210-4-50 10-6=11.510-4-1。 山東省計量科學(xué)研究所燃油加油機測量結(jié)果不確定度分析燃油加油機測量結(jié)果不確定度分析 采用100L金屬量器進行檢定時，即取VB=100L。 合成標準不確定度為： u （E）2 =1/100u(VJ)2+1/100u(VB)2+4u(y)2+1210-4(tJ)2+11.510-4(tB)2+40u(B)2 山東省計量科學(xué)研究所標準不確定度一覽表（VB=100L時） 新建 Microsoft Word 文檔.doc 山東省計量科學(xué)研究所計算分量標準不確定度 1.加油機容量示值不確定度u（VJ） 因加油機的最小體積變量不大于0.02L，故存在量化誤差0.01L，作均勻分布，故標準不確定度