u y u 而且作A 类评估时重复测量次数n 较少,则包含因子k 必须查t 分布表获得。
扩展不确定度U P = k p u c (y )提供了一个具有包含概率为p 的区间y ±U P 。
在给出U P 时,应同时给出有效自由度v eff 。
(3)如果可以确定Y 可能值的分布不是正态分布,而是接近于其他某种分布,则不应按
k p = t p (v eff )计算U P 。
例如Y 可能近似为矩形分布,取p =0.95时k p =1.65≈95.03?;取p =0.99时
k p =1.71≈99.03?;取p =1时k p =1.73≈3。
图4 正态分布概率分布图
6.2 扩展不确定度的有效位数
估计值y 的数值和它的合成标准不确定度u c (y )或扩展不确定度U 的数值均不应给出过多的有效位数。
通常最终报告的u c (y )和U 最多为两位有效数字。对各标准不确定度分量
u (x i ),为了在连续计算中避免修约误差导致不确定度,可以适当保留多余的位数。
在报告最终结果时,一般采用GB/T 8170-2008《数值修约规则与极限数值的表示和判定》修约到需要的有效数字。如U =28.05kHz 经修约写成28kHz 。有时也可将不确定度最末位后面的数进位而不舍去。如U =10.47kHz ,可以进位到11kHz 。
7测量结果及其不确定度报告
完整的测量结果包含两个基本量,一时被测量Y 的最佳估计值y ,通常由数据测量列的算术平均值给出;另一个就是描述该测量结果分散性的量,即测量不确定度。一般以合成标准不确定度u c (y )或扩展不确定度U (y )或它们的相对形式y y u y u /)()(c crel =(0≠y )
、y y U y U /)()(c rel =(0≠y )给出。 7.1 采用形式U =ku c (y)报告测量结果的不确定度
取包含因子k =2,扩展不确定度为U =ku c (m s )=2×0.35mg=0.70mg, 测量结果不确定度报告有以下两种形式: ①m s =100.02147g , U =0.70mg ; k =2。 ②m s =(100.02147±0.00070)g ; k =2。 7.2 采用形式U p =k p u c (y)报告测量结果的不确定度 ①m s =100.02147g , U 95=0.79mg ; v eff =9。
②m s =(100.02147±0.00079)g ; v eff =9, 括号内第二项为U 95之值。 ③m s =100.02147(79)g ; v eff =9, 括号内为U 95之值,其末位与前面结果末位熟对齐。
④m s =100.02147(0.00079)g ; v eff =9, 括号内为U 95之值,与前面结果有相同的计量单位。
8 测量不确定度的评定步骤 CNAS 认可准则与指南
① CNAS-CL07:2011《测量不确定度的要求》
② CNAS-GL05:2011《测量不确定度要求的实施指南》
③ CNAS-GL06:2006《化学分析中不确定度的评估指南》
④ CNAS-GL07:2006《电磁干扰测量中不确定度的评定指南》
⑤ CNAS-GL08:2006《电器领域不确定度的评估指南》
⑥ CNAS-GL10:2006《材料理化检验测量不确定度评估指南及实例》
⑦ CNAS-GL28:2010《石油石化领域理化检测测量不确定度评估指南及实例》
§3 测量的不确定度
测量不确定度与数据处理复习纲要 §1 测量及其误差 1 测量的概念 测量:为确定被测对象的测量值,首先要选定一个单位,然后用这个单位与被测对象进行比较,求出它对该单位的比值──倍数,这个数即为数值。表示一个被测对象的测量值时必须包含数值和单位两个部分。 目前,在物理学上各物理量的单位,都采用中华人民共和国法定计量单位,它是以国际单位制(SI)为基础的单位。它是以米(长度)、千克(质量)、秒(时间)、安培(电流强度)、开尔文(热力学温度)、摩尔(物质的量)和坎德拉(发光强度)作为基本单位,称为国家单位制的基本单位;其它量(如力、能量、电压、磁感应强度等等)的单位均可由这些基本单位导出,称为国际单位制的导出单位。 2 直接测量、间接测量、等精度测量 测量分为直接测量和间接测量。直接测量是指把待测物理量直接与作为标准的物理量相比较,例如用直尺测某长度,间接测量是指按一定的函数关系,由一个或多个直接测量量计算出另一个物理量。 同一个人,用同样的方法,使用同样的仪器并在相同的条件下对同一物理量进行的多次测量,叫做等精度测量。以后说到对一个量的多次测量,如无另加说明,都是指等精度测量。 3 测量的正确度、精密度和精确度 正确度表示测量结果系统误差的大小,精密度表示测量结果随机性的大小,精确度则综合反映出测量的系统误差与随机性误差的大小。 4 误差的概念 测量值x与真值X之差称为测量误差Δ,简称误差。 Δ=x-X。 误差的表示形式一般分为绝对误差与相对误差。 绝对误差使用符号±Δx。x表示测量结果x与直值X之间的差值以一定的可能性(概率)出现的范围,即真值以一定的可能性(概率)出现在x-Δx至x+Δx区间内。 相对误差使用符号β。由于仅根据绝对误差的大小还难以评价一个测量结果的可靠程度,还需要看测定值本身的大小,故用相对误差能更直观的表达测定值的误差大小。 绝对误差、相对误差和百分误差通常只取1~2位数字来表示。 5 误差的分类与来源
测量不确定度评定实例
测量不确定度评定实例 一. 体积测量不确定度计算 1. 测量方法 直接测量圆柱体的直径D 和高度h ,由函数关系是计算出圆柱体的体积 h D V 4 2 π= 由分度值为0.01mm 的测微仪重复6次测量直径D 和高度h ,测得数据见下表。 表: 测量数据 计算: mm 0.1110h mm 80.010==, D 32 mm 8.8064 == h D V π 2. 不确定度评定 分析测量方法可知,体积V 的测量不确定度影响因素主要有直径和高度的重复测量引起的不确定都21u u ,和测微仪示值误差引起的不确定度3u 。分析其特点,可知不确定度21u u ,应采用A 类评定方法,而不确定度3u 采用B 类评定方法。
①.直径D 的重复性测量引起的不确定度分量 直径D 的6次测量平均值的标准差: ()mm 0048.0=D s 直径D 误差传递系数: h D D V 2 π=?? 直径D 的重复性测量引起的不确定度分量: ()3177.0mm D s D V u =??= ②.高度h 的重复性测量引起的不确定度分量 高度h 的6次测量平均值的标准差: ()mm 0026.0=h s 直径D 误差传递系数: 4 2 D h V π=?? 高度h 的重复性测量引起的不确定度分量: ()3221.0mm h s h V u =??= ③测微仪示值误差引起的不确定度分量 由说明书获得测微仪的示值误差范围mm 1.00±,去均匀分布,示值的标准不确定度 mm 0058.0301.0==q u 由示值误差引起的直径测量的不确定度 q D u D V u ??= 3
测量不确定度的方法
测量不确定度评定U,p,k,u代表什么? 当测量不确定度用标准偏差σ表示时,称为标准不确定度,统一规定用小写拉丁字母“u”表示,这是测量不确定度的第一种表示方式。但由于标准偏差所对应的置信水准(也称为置信概率)通常还不够高,在正态分布情况下仅为68.27%,因此还规定测量不确定度也可以用第二种方式来表示,即可以用标准偏差的倍数kσ来表示。这种不确定度称为扩展不确定度,统一规定用大写拉丁字母U表示。于是可得标准不确定度和扩展不确定度之间的关系: U=kσ=ku 式中k为包含因子。 扩展不确定度U表示具有较大置信水准区间的半宽度。包含因子有时也写成kp的形式,它与合成标准不确定度uc(y)相乘后,得到对应于置信水准为p的扩展不确定度Up=kpuc(y)。 在不确定度评定中,有关各种不确定度的符号均是统一规定的,为避免他人的误解,一般不要自行随便更改。 在实际使用中,往往希望知道测量结果的置信区间,因此还规定测量不确定度也可以用第三种表示方式,即说明了置信水准的区间的半宽度a来表示。实际上它也是一种扩展不确定度,当规定的置信水准为p时,扩展不确定度可以用符号Up表示。 测量不确定度评定步骤? 评定与表示测量不确定度的步骤可归纳为 1)分析测量不确定度的来源,列出对测量结果影响显著的不确定度分量。 2)评定标注不确定度分量,并给出其数值ui和自由度vi。 3)分析所有不确定度分量的相关性,确定各相关系数ρij。 4)求测量结果的合成标准不确定度,则将合成标准不确定度uc及自由度v . 5)若需要给出展伸不确定度,则将合成标准不确定度uc乘以包含因子k,得展伸不确定度 U=kuc。 6)给出不确定度的最后报告,以规定的方式报告被测量的估计值y及合成标准不确定度uc 或展伸不确定度U,并说明获得它们的细节。 根据以上测量不确定度计算步骤,下面通过实例说明不确定度评定方法的应用。 我们单位的不确定度都是我写,其实计算不确定度,并写出报告,整体来说也就分几个步骤, 一、概述 二、数学模型 三、输入量的标准不确定度评定 这里面就包括数学模型里所有影响结果的参量,找出所有影响因素,计算各个影响量的标准不确定度,其中又分为A类评定和B类评定 这个按B类评定进行计算,影响万用表的因素也很多,比如万用表的仪器设备检定证书中如果有不确定度,可以直接用,如果没有,就看给出的允许误是多少,用这个数字除以根号3,得出误差的标准不确定度。还有要考虑温湿度的影响,以及人为读数误差(不知道你们那个万用表是不是人工读数),基本上万用表就考虑这些因素差不多了,你就是一个万用表的读书不确定度,一般按正态分布,K取根号3,一般会把标准不确定度先转换成相对标准不确定度,这样都变成无量纲的,方便后边合成。 四、计算合成不确定度 五、计算扩展不确定度 六、最后的不确定度表示 一般试验室能力验证,查的就是不确定度报告,按这个格式就可以
不确定度的计算
测量误差与不确定度评定 测量误差 1、测量误差和相对误差 (1)、测量误差 测量结果减去被测量的真值所得的差,称为测量误差,简称误差。 这个定义从20世纪70年代以来没有发生过变化,以公式可表示为:测量误差=测量结果-真值。测量结果是由测量所得到的赋予被测量的值,是客观存在的量的实验表现,仅是对测量所得被测量之值的近似或估计,显然它是人们认识的结果,不仅与量的本身有关,而且与测量程序、测量仪器、测量环境以及测量人员等有关。真值是量的定义的完整体现,是与给定的特定量的定义完全一致的值,它是通过完善的或完美无缺的测量,才能获得的值。所以,真值反映了人们力求接近的理想目标或客观真理,本质上是不能确定的,量子效应排除了唯一真值的存在,实际上用的是约定真值,须以测量不确定度来表征其所处的范围。因而,作为测量结果与真值之差的测量误差,也是无法准确得到或确切获知的。 过去人们有时会误用误差一词,即通过误差分析给出的往往是被测量值不能确定的范围,而不是真正的误差值。误差与测量结果有关,即不同的测量结果有不同的误差,合理赋予的被测量之值各有其误差并不存在一个共同的误差。一个测量结果的误差,若不是正值(正误差)就是负值(负误差),它取决于这个结果是大于还是小于真值。实际上,误差可表示为: 误差=测量结果-真值=(测量结果-总体均值)+(总体均值-真值)=随机误差+系统误差
(2)、相对误差 测量误差除以被测量的真值所得的商,称为相对误差。 2、随机误差和系统误差 (1)、随机误差 测量结果与重复性条件下,对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差,称为随机误差。 随机误差=测量结果-多次测量的算术平均值(总体均值) 重复性条件是指在尽量相同的条件下,包括测量程序、人员、仪器、环境等,以及尽量短的时间间隔内完成重复测量任务。 此前,随机误差曾被定义为:在同一量的多次测量过程中,以不可预知方式变化的测量误差的分量。 随机误差的统计规律性: ○1对称性:绝对值相等而符号相反的误差,出现的次数大致相等,也即测得值是以它们的算术平均值为中心而对称分布的。由于所有误差的代数和趋于零,故随机误差又具有低偿性,这个统计特性是最为本质的;换言之,凡具有低偿性的误差,原则上均可按随机误差处理。 ○2有界性:测得值误差的绝对值不会超过一定的界限,也即不会出现绝对值很大的误差。 ○3单峰性:绝对值小的误差比绝对值大的误差数目多,也即测得值是以它们的算术平均值为中心而相对集中地分布的。 (2)、系统误差 在重复性条件下,对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均
测量不确定度试题
一 是非题(每题2分,共20分) 1 测量不确定度的A 类评定对应于随机误差,B 类评定对应于系统误差。 ( ) 2 系统效应引起的测量不确定度称为系统不确定度。 ( ) 3 用最小二乘法进行直线拟合时,若测量10次,则自由度等于8。 ( ) 4 按贝塞尔公式计算得到的实验标准差随测量次数的增大而变小。 ( ) 5 按A 类评定和B 类评定得到的不确定度,两者之间没有本质上的差别。 ( ) 6 测量不确定度是被测量最佳估计值可能误差的度量。 ( ) 7 用一稳定的1 V 电压源校准电压表,从电压表上得到的示值为1.01 V , 则其示值不确定度为+0.01 V 。 ( ) 8 误差可以有不确定度,不确定度也可以有误差。 ( ) 9 两个矩形分布的合成为梯形分布。 ( ) 10 在检测实验室认可工作中规定,对于某些条件不成熟的检测项目可以暂时不进行测量不确定度的评定。 ( ) 二 单项选择题(每题2分,共20分) 1 取包含因子k =2所得到的扩展不确定度U ,其置信概率为: 。 A :99% B :95% C :95.45% D :不能确定 2 随机变量x 服从正态分布,其出现在区间 [-σ,2σ ]内的概率为: 。 A :68.27% B :81.86% C :95.45% D :不能确定 3 两个不确定度分量分别为:u 1和u 2,则两者的合成标准不确定度为: 。 A :u 1+u 2 B :21u u - C :2221u u + D :不能确定 4 测量不确定度的A 类评定可以采用贝塞尔法和极差法,两种方法所得到的标准不确定度的自由度 。 A :相等 B :贝塞尔法得到的自由度大 C :极差法得到的自由度大 D :当测量次数较少时,极差法得到的自由度大 5 测得某物体的质量为m =12345 g ,其扩展不确定度为U 95=120 g ,则测量结果的最正确表示方法是 。 A :m =(12345 ±120) g B :m =(1235 ±12)?10 g C :m =(1234 ±12)?10 g
测量不确定度案例分析
标准不确定度A类评定的实例 【案例】对一等活塞压力计的活塞有效面积检定中,在各种压力下,测得10次活塞有效面积与标准活塞面积之比l(由l的测量结果乘标准活塞面积就得到被检活塞的有效面积)如下: 0.250670 0.250673 0.250670 0.250671 0.250675 0.250671 0.250675 0.250670
0.250673 0.250670 问l 的测量结果及其A 类标准不确定度。 【案例分析】由于n =10, l 的测量结果为l ,计算如下 ∑===n i i .l n l 1250672 01 由贝塞尔公式求单次测量值的实验标准差
()612 100521-=?=--=∑.n l l )l (s n i i 由于测量结果以10次测量值的平均值给出,由测量重 复性导致的测量结果l 的A 类标准不确定度为 6 10630-=?=.)l (u n )l (s A 【案例】对某一几何量进行连续4次测量,得到测量 值:0.250mm 0.236mm 0.213mm 0.220mm ,
求单次测量值的实验标准差。 【案例分析】由于测量次数较少,用极差法求实验标 准差。 )()(i i x u C R x s == 式中, R ——重复测量中最大值与最小值之差; 极差系数c 及自由度ν可查表3-2
表3-2极差系数c及自由度ν 查表得c n=2.06
mm ../mm )..()x (u C R )x (s i i 018006221302500=-=== 2)测量过程的A 类标准不确定度评定 对一个测量过程或计量标准,如果采用核查标准进行长期核查,使测量过程处于统计控制状态,则该测量过程的实验标准偏差为合并样本标准偏差S P 。 若每次核查时测量次数n 相同,每次核查时的样本标
测量不确定度评定报告(完整资料).doc
此文档下载后即可编辑 测量不确定度评定报告 1、评定目的 识别实验室定量项目检测结果不确定度的来源,明确评定方法,给临床检测结果提供不确定度依据。 2、评定依据 CNAS-GL05《测量不确定度要求的实施指南》 JJF 1059-1999《测量不确定度评定和表示》 CNAS— CL01《检测和校准实验室能力认可准则》 3 、测量不确定度评定流程 测量不确定度评定总流程见图一。
图一 测量不确定度评定总流程 4、测量不确定度评定方法 4.1建立数学模型 4.1.1 数学模型根据检验工作原理和程序建立,即确定被测量Y (输出量)与影响量(输入量)X 1,X 2,…,X N 间的函数关系f 来确定,即: Y=f (X 1,X 2,…,X N ) 建立数学模型时应说明数学模型中各个量的含义和计量单位。必须注意, 数学模型中不能进入带有正负号(±)的项。另外,数学模型不是唯一的,若采用不同测量方法和不同测量程序,就可能有不同的数学模型。 4.1.2计算灵敏系数 偏导数Y/x i =c i 称为灵敏系数。有时灵敏系数c i 可由 实验测定,即通过变化第i 个输入量x i ,而保持其余输入量不变,从而测定Y 的变化量。
4.2不确定度来源分析 测量过程中引起不确定度来源,可能来自于: a 、对被测量的定义不完整; b 、复现被测量定义的方法不理想; c 、取样的代表性不够,即被测量的样本不能完全代表所定义的被测量; d 、对测量过程受环境影响的认识不周全或对环境条件的测量和控制不完善; e 、对模拟式仪器的读数存在人为偏差(偏移); f 、测量仪器的计量性能(如灵敏度、鉴别力阈、分辨力、死区 及稳定性等)的局限性; g 、赋予计量标准的值或标准物质的值不准确; h 、引入的数据和其它参量的不确定度; i 、与测量方法和测量程序有关的近似性和假定性; j 、在表面上完全相同的条件下被测量在重复观测中的变化。 4.3标准不确定度分量评定 4.3.1 A 类评定--对观测列进行统计分析所作的评估 a 对输入量XI 进行n 次独立的等精度测量,得到的测量结果为: x 1,x 2,…x n 。算术平均值x 为 1 n x n = ∑x i
测量不确定度初学者指南如何表述测量答案举例说明不确定度的基本算法(六)
测量不确定度初学者指南如何表述测量答案举例说明不确定度的基本算法(六) 8.如何表述测量答案 表述测量答案是重要的,以便阅读者可以使用这个信息。要注意的主要事项有: ●测量结果要与不确定度值一起表述,例如"棍子长度为20cm±1cm"。 ●对包含因子和置信概率作说明。推荐的说法为:"报告的不确定度是根据标准不确定度乘以包含因子k=2,提供的置信概率约为95%"。 ●不确定度是如何估计的(你可以参考有阐述此法的出版物,如UKAS出版物M3003)。9.举例--不确定度的基本算法 以下举的是一个简单的不确定度分析例子。例子太详细并不显示,不过这意思是说简单有清晰的例子足以说明方法了。首先是阐述测量和不确定度分析。其次吧不确定度分析表示在一张表格上("填表模省?"或"不确定度汇总表") 9.1测量--一根绳子有多长? 假定你要仔细估计一根绳子的长度,按照6.2节所列步骤,过程如下。 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 例3计算一根绳子长度的不确定度 步骤一:确定你从你的测量中需要得到的是什么,为产生最终结果,要决定需要什么样 的实际测量和计算。你要测量长度而使卷尺。除了在卷尺上的实际长度读数外,你也许有必要考虑: ● 卷尺的可能误差 ◇卷尺是否需要修正或者是否有了表明其正确读数的校准 ◇那么校准的不确定度是多少?
◇卷尺易于拉长吗? ◇可能因弯曲而使其缩短吗?从它校准以来,它会改变多少? ◇分辨力是多少?即卷尺上得分度值是多少?(如mm) ● 由于被测对象的可能误差 ◇绳子伸直了吗?欠直还是过直? ◇通常的温度或湿度(或任何其它因素)会影响其实际长度吗? ◇绳的两端是界限清晰的,还是两端是破损的? ● 由于测量过程和测量人员的可能误差 ◇绳的起始端玉娟尺的起始端你能对的有多齐? ◇卷尺能放的与绳子完全平行吗? ◇测量如何能重复? ◇你还能想到其它问题吗? 步骤2:实施所需要的测量。你实施并纪录你的长度测量。为了格外充分,你进行重复测量总计10次,每一次都重新对准卷尺(实际上也许并不十分合理)。让我们假设你计算的平均值为5.017米,估计的标准不确定度为0.0021m(即2.1mm)。 对于仔细测量你还可以记录: ◇你在什么时间测量的 ◇你是如何测的,如沿着地面还是竖直的,卷尺反向测量与否,以及你如何使卷尺对准绳子的其它详细情况 ◇你使用的是哪一个卷尺 ◇环境条件(如果你认为会影响你测量结果的那些条件) ◇其它可能相关的事项
测量不确定度基础知识试卷word版本
测量不确定度基础知 识试卷
测量不确定度基础知识 考核试题 分数: 一判断题 1. 测量不确定度是表征被测量之值分散性的一个参数() 2. 标准不确定度就是计量标准器的不确定度() 3. 测量不确定度是一个定性的概念() 4. 单次测量的标准差是一次测量得到的标准差() 5. 正态分布是t分布的一种极端情况(即样本数无穷大的情况)()二填空题 1.计算标准偏差的贝塞尔公式是 2.不确定度传播律的公式是 3.对服从正态分布的随机变量x来说,在95%的置信区间内,对应的 包含因子k = 4.已知随机变量x的相对标准不确定度为)(x u rel ,其(绝对)标准不确定度为)(x u= 5.已知某测量值y = 253.6kg,其扩展不确定度为0.37kg,,请正确表 达测量结果y = 三选择题 1.用对观测列进行统计分析的方法评定标准不确定度称为() A B类评定 B 合成标准不确定度 C 相对标准不确定度 D A类评定 2.一个随机变量在其中心值附近出现的概率密度较大,该随机变量 通常估计为() A 三角分布 B均匀分布 C 正态分布 D 梯形分布 3.对一个量x进行多次独立重复测量,并用平均值表示测量结果, 则应用()式计算标准偏差 A 1) ( ) ( 2 - - =∑ n x x x s k B )1 () ( ) ( 2 - - =∑ n n x x x s k
C n x ∑-=2)(lim )(μμσ D )1()()(2 --=∑∑n m x x x s k p 4. 若已知随机变量x 的变化范围为mm 0.6±;估计其分布为正态分布, 则标准不确定度为( ) A 2mm B 6mm C 1.8mm D 0.3mm 5. 用砝码检定一台案秤,对此项工作进行不确定度评定,则应评定的 量是( ) A 砝码的不确定度 B 台秤的不确定度 C 台秤的示值误差 D 台秤的示值误差的不确定度 四 计算题 1. 对某一物体质量进行6次测量,得到6个测量值 m 1=158.2g, m 2=158.3g, m 3=158.0g m 4=158.6g, m 5=158.1g, m 6=158.3g 求平均值的标准不确定度)(m u 2. 说明书给出电子秤的示值误差的范围为g 2.0±,资料未给出其他信 息,求示值误差给称量带来的标准不确定度)(m u ?。 3. 将以上两个不确定度合成,则合成标准不确定度为c u =? 4. 如欲使上题中计算出的不确定度达到大约95%的置信概率,则扩展 不确定度U =?(简易评定) 5. 正确表达最终的测量结果
不确定度测定汇总 ()
测量不确定度评定与表示 测量的目的是确定被测量值或获取测量结果。有测量必然存在测量误差,在经典的误差理论中,由于被测量自身定义和测量手段的不完善,使得真值不可知,造成严格意义上的测量误差不可求。而测量不确定度的大小反映着测量水平的高低,评定测量不确定度就是评价测量结果的质量。 图1 1 识别测量不确定度的来源 测量不确定度来源的识别应从分析测量过程入手,即对测量方法、测量系统和测量程序作详细研究,为此必要时应尽可能画出测量系统原理或测量方法的方框图和测量流程图。 检测和校准结果不确定度可能来自: (1)对被测量的定义不完善; (2)实现被测量的定义的方法不理想; (3)取样的代表性不够,即被测量的样本不能代表所定义的被测量; (4)对测量过程受环境影响的认识不全,或对环境条件的测量与控制不完善; (5)对模拟仪器的读数存在人为偏移; (6)测量仪器的计量性能 (如最大允许误差、灵敏度、鉴别力、分辨力、死区及稳定性等)的局限性,即导致仪器的不确定度; (7)赋予计量标准的值或标准物质的值不准确; (8)引用于数据计算的常量和其它参量不准确; (9)测量方法和测量程序的近似性和假定性; (10)在表面上看来完全相同的条件下,被测量重复观测值的变化。 分析时,除了定义的不确定度外,可从测量仪器、测量环境、测量人员、测量方
法等方面全面考虑,特别要注意对测量结果影响较大的不确定度来源,应尽量做到不遗漏、不重复。 2 定义 2.1 测量误差简称误差,是指“测得的量值减去参考量值。” 2.2 系统测量误差简称系统误差,是指“在重复测量中保持恒定不变或按可预见的方式变化的测量误差的分量。” 系统测量误差的参考量值是真值,或是测量不确定度可忽略不计的测量标准的测量值, 或是约定量值。系统测量误差及其来源可以是已知的或未知的。对于已知的系统测量误差可 以采用修正来补偿。系统测量误差等于测量误差减随机测量误差。 2.3 随机测量误差简称随机误差,是指“在重复测量中按不可预见的方式变化的测量误差的分量。” 随机测量误差的参考量值是对同一个被测量由无穷多次重复测量得到的平均值。随机测量误差等于测量误差减系统测量误差。 图2 测量误差示意图 2.4 测量不确定度简称不确定度,是指“根据用到的信息,表征赋予被测量值分散性的非负参数。” 测量不确定度一般由若干分量组成。其中一些分量可根据一系列测量值的统计分布,按测量不确定度的A类评定(随机效应引起的)进行评定,并用标准偏差表征;而另一些分量则可根据基于经验或其它信息所获得的概率密度函数,按测量不确定度的B类评定(系统效应引起的)进行评定,也用标准偏差表征。 2.5 标准不确定度是“以标准偏差表示的测量不确定度。”
测量不确定度评定的方法以及实例
第一节有关术语的定义 3.量值value of a quantity 一般由一个数乘以测量单位所表示的特定量的大小。 例:5.34m或534cm,15kg,10s,-40℃。 注:对于不能由一个乘以测量单位所表示的量,可以参照约定参考标尺,或参照测量程序,或两者参照的方式表示。 4.〔量的〕真值rtue value〔of a quantity〕 与给定的特定量定义一致的值。 注: (1) 量的真值只有通过完善的测量才有可能获得。 (2) 真值按其本性是不确定的。 (3) 与给定的特定量定义一致的值不一定只有一个。 5.〔量的〕约定真值conventional true value〔of a quantity〕 对于给定目的具有适当不确定度的、赋予特定量的值,有时该值是约定采用的。 例:a) 在给定地点,取由参考标准复现而赋予该量的值人作为给定真值。 b) 常数委员会(CODATA)1986年推荐的阿伏加得罗常数值6.0221367×1023mol-1。 注: (1) 约定真值有时称为指定值、最佳估计值、约定值或参考值。 (2) 常常用某量的多次测量结果来确定约定真值。 13.影响量influence quantity 不是被测量但对测量结果有影响的量。 例:a) 用来测量长度的千分尺的温度; b) 交流电位差幅值测量中的频率; c) 测量人体血液样品血红蛋浓度时的胆红素的浓度。 14.测量结果 result of a measurement 由测量所得到的赋予被测量的值。 注: (1) 在给出测量结果时,应说明它是示值、示修正测量结果或已修正测量结果,还应表明它是否为几个值的平均。 (2) 在测量结果的完整表述中应包括测量不确定度,必要时还应说明有关影响量的取值范围。 15.〔测量仪器的〕示值 indication〔of a measuring instrument〕 测量仪器所给出的量的值。 注: (1) 由显示器读出的值可称为直接示值,将它乘以仪器常数即为示值。 (2) 这个量可以是被测量、测量信号或用于计算被测量之值的其他量。 (3) 对于实物量具,示值就是它所标出的值。 18.测量准确度 accuracy of measurement 测量结果与被测量真值之间的一致程度。
不确定度考试题
不确定度考试题
不确定度评定理论知识 考试试题 部门/实验室:姓名: 考试时间:评卷人:成绩: 一、填空题:(共56分) 1、不确定度分量的评定方法分为二种,一种是用对观测列进行统计分析的方法,也称A类评定,另一种是用不同于对观测列进行统计分析的方法,也称B类评定。 2、不确定度是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。 3、测量结果的准确度是测量结果与被测量的真值之间的一致程度。一般用重复性和复现性来表示。 4、[测量结果的]重复性是在相同条件下,对同一被测量进行连续多次测量所得结果之间的一致性。相同条件(重复性条件)包括:相同的测量程序;相同的观测者;在相同的条件下使用相同的测量仪器;相同地点;在短时间内重复测量。重复性可以用测量结果的分散性定量地表示。 5、包含因子是为求得扩展不确定度,对合成标准不确定度所乘之数字因子。 6、误差是测量结果减去被测量的真值。 7、影响检测结果的不确定度因素主为:人、机、料、法、环、测、抽、样。 8、概述的内容主要是1,人员操作; 2,设备;3,标准方法;4,设备的溯源性;5,参考标准和标准物质。 9、A类评定方法是用对观测列进行统计分析的方法。 10、当测量结果取n次观测列值的平均值X时,A类评定为标准不确定度。 二、判断题:(每题2分,共计24分) 1、数字显示式测量仪器,若分辨力为ó,则:U(Xi)=0.29ó。 (√) 2、在改变了测量条件下,同一被测量的测量结果之间的一致性叫重复性。(×)
3、误差是测量结果减去被测量的约定真值。 (×) 4、不确定度适用于需给出测量不确定度以及判断测量结果是否处于合理的不确定度范围内的情况。 (√) 5、检测结果处于某一窄限,需依不确定度做出满足某些规范的决定。 (×) 6、在化学分析中评定不确定度时,还应考虑到样品的均匀性、反应效率、分析空白、基体效应、干扰影响、回收率等不确定度分量对合成不确定度的作用。 (√) 7、B 类评定是用不同于对观测列进行统计分析的方法。 (√) 8、对于测量不确定度评定只涉及输入量的和或差的数学模型,采用相对标准不确定度的形式合成。 (×) 9、对于测量不确定度评定只涉及输入量的积或商的数学模型,采用标准不确定度的形式合成。 (×) 10、扩展不确定度U 由合成标准不确定度Uc 乘包含因子k 得到。 (√) 11、检测结果为100.02147g,扩展不确定度为0.70mg,k=2,报告可写为: 100.02147g,U=0.70mg ;k=2。 (√) 12、当测试样品在分析前要储存一段时间,则存储条件可能影响结果。存储时间以及存储条件因此也被认为是不确定度来源。 (√) 三、简答题:(注:每题10分,共20分。) 1、 在平行试验的条件下列出数学模型。 用贝塞尔公式计算出的实验标准差S 1 -n X -X s n 1i 2i ∑==)(—
测量不确定度的要求
CNAS-CL01-G003 测量不确定度的要求Requirements for Measurement Uncertainty 中国合格评定国家认可委员会
前言 中国合格评定国家认可委员会(CNAS)充分考虑目前国际上与合格评定相关的各方对测量不确定度的关注,以及测量不确定度对测量结果的可信性、可比性和可接受性的影响,特别是这种影响和关注可能会造成消费者、工业界、政府和市场对合格评定活动提出更高的要求。因此,为满足合格评定机构、消费者和其他各相关方的期望和需求,CNAS制定本文件,以确保相关认可活动遵循国际规范的相关要求,并与国际认可合作组织(ILAC)等相关国际组织的要求保持一致。 本文件代替CNAS-CL01-G003:2018《测量不确定度的要求》。 本次修订主要为与CNAS-CL01:2018《检测和校准实验室能力认可准则》在表述上相协调,对相关条款作了编辑性修改。
测量不确定度的要求 1适用范围 本文件适用于检测实验室、校准实验室(含医学参考测量实验室)、能力验证提供者(PTP)和标准物质/标准样品生产者(RMP)等(以下简称为实验室)的认可。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过引用而成为本文件的条款。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 CNAS-CL01 检测和校准实验室能力认可准则(idt ISO/IEC 17025) CNAS-CL04 标准物质/标准样品生产者能力认可准则(idt ISO 17034) CNAS-CL07 医学参考测量实验室认可准则(idt ISO 15195) CNAS-GL015 声明检测和校准结果及与规范符合性的指南 CNAS-GL017 标准物质/标准样品定值的一般原则和统计方法(idt ISO指南35) GB/T 27418 测量不确定度评定和表示(mod ISO/IEC指南98-3,GUM)GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 ISO/IEC指南98-4 测量不确定度在合格评定中的应用 ISO/IEC指南99 国际计量学词汇基础和通用概念及相关术语(VIM) ISO 80000-1 量和单位-第1部分:总则 ILAC-P14 ILAC对校准领域测量不确定度的政策 3术语和定义 ISO/IEC指南99(VIM)界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1校准和测量能力(Calibration and Measurement Capability,CMC) 按照国际计量委员会(CIPM)和ILAC的联合声明,对CMC采用以下定义:校准和测量能力(CMC)是校准实验室在常规条件下能够提供给客户的校准和测量的能力。 a) CMC公布在签署ILAC互认协议的认可机构认可的校准实验室的认可范围中; b) 签署CIPM互认协议的各国家计量院(NMIs)的CMC公布在国际计量
一个简单的不确定度测量分析实例
一个简单的不确定度分析实例 摘自英国物理实验室出版的Measurement Good Practice Guide No.11《测量不确定度初学者指南》。 例3计算一根绳子长度的不确定度 步骤1.确定你从你的测量中需要得到的是什么,为产生最终结果,要决定需要什么样的实际测量和计算。你要测量长度而使卷尺。除了在卷尺上的实际长度读数外,你也许有必要考虑: λ卷尺的可能误差 卷尺是否需要修正或者是否有了表明其正确读数的校准? ?那么校准的不确定度是多少? 卷尺易于拉长吗?? 可能因弯曲而使其缩短吗?从它校准以来,它会改变多少?? ?分辩力是多少,即卷尺上的分度值是多少(如mm)? 由于被测对象的可能误差λ ?绳子伸直了吗?欠直还是过直? 通常的温度或湿度(或任何其它因素)会影响其实际长度吗?? ?绳的两端是界限清晰的,还是两端是破损的? 由于测量过程和测量人员的可能误差λ ?绳的起始端与卷尺的起始端你能对得有多齐? 卷尺能放得与绳子完全平行吗?? 测量如何能重复?? ?你还能想到其它问题吗? 步骤2.实施所需要的测量。你实施并记录你的长度测量。为了格外充分,你进行重复测量总计10次,每一次都重新对准卷尺(实际上也许并不十分合理!)。让我们假设你计算的平均值为5.017米(m),估计的标准不确定度为0.0021m(即2.1mm)。 对于仔细测量你还可以记录: ?你在什么时间测量的 你是如何测的,如沿着地面还是竖直的,卷尺反向测量与否,以及你如何使卷尺对准绳子的其它详细情况? ?你用的是哪一个卷尺 环境条件(如果你认为会影响你测量结果的那些条件)? ?其它可能相关的事项 步骤3.估计供给最终结果的各输入量的不确定度。以同类项(标准不确定度)表述所有的不确定度。你要检查所有的不确定度可能来源,并估计其每一项大小。假定是这样的情况:λ卷尺已校准过。虽然它没有修正必要,但校准不确定度是读数的0.1%,包含因子k=2(对正态分布)。在此情况下,5.017m的0.1%接近5mm。再除以2就给出标准不确定
测量不确定度评定报告
测量不确定度评定报告 1、评定目的 识别实验室定量项目检测结果不确定度的来源,明确评定方法,给临床检测结果提供不确定度依据。 2、评定依据 CNAS-GL05《测量不确定度要求的实施指南》 JJF 1059-1999《测量不确定度评定和表示》 CNAS— CL01《检测和校准实验室能力认可准则》 3 、测量不确定度评定流程 测量不确定度评定总流程见图一。 图一测量不确定度评定总流程 4、测量不确定度评定方法 4.1建立数学模型 4.1.1 数学模型根据检验工作原理和程序建立,即确定被测量Y(输出量)与影
响量(输入量)X 1,X 2 ,…,X N 间的函数关系f来确定,即: Y=f(X 1,X 2 ,…,X N ) 建立数学模型时应说明数学模型中各个量的含义和计量单位。必须注意, 数学模型中不能进入带有正负号(±)的项。另外,数学模型不是唯一的,若采用不同测量方法和不同测量程序,就可能有不同的数学模型。 4.1.2计算灵敏系数 偏导数Y/x i =c i 称为灵敏系数。有时灵敏系数c i 可由实验测定,即通 过变化第i个输入量x i ,而保持其余输入量不变,从而测定Y的变化量。 4.2不确定度来源分析 测量过程中引起不确定度来源,可能来自于: a、对被测量的定义不完整; b、复现被测量定义的方法不理想; c、取样的代表性不够,即被测量的样本不能完全代表所定义的被测量; d、对测量过程受环境影响的认识不周全或对环境条件的测量和控制不完善; e、对模拟式仪器的读数存在人为偏差(偏移); f、测量仪器的计量性能(如灵敏度、鉴别力阈、分辨力、死区及稳定性等)的 局限性; g、赋予计量标准的值或标准物质的值不准确; h、引入的数据和其它参量的不确定度; i、与测量方法和测量程序有关的近似性和假定性; j、在表面上完全相同的条件下被测量在重复观测中的变化。 4.3标准不确定度分量评定 4.3.1 A 类评定--对观测列进行统计分析所作的评估 a对输入量X I 进行n次独立的等精度测量,得到的测量结果为: x 1,x 2 , (x) n 。 算术平均值x为 1 n x n= ∑x i n i=1 单次测量的实验标准差s(x i )由贝塞尔公式计算: 1 n S(x i )= ∑ ( x i — x )2 n-1 i=1
测量不确定度基础知识试卷资料
测量不确定度基础知识 考核试题 分数: 一判断题 1. 测量不确定度是表征被测量之值分散性的一个参数() 2. 标准不确定度就是计量标准器的不确定度() 3. 测量不确定度是一个定性的概念() 4. 单次测量的标准差是一次测量得到的标准差() 5. 正态分布是t分布的一种极端情况(即样本数无穷大的情况)() 二填空题 1.计算标准偏差的贝塞尔公式是 2.不确定度传播律的公式是 3.对服从正态分布的随机变量x来说,在95%的置信区间内,对应的包 含因子k = 4.已知随机变量x的相对标准不确定度为)(x u rel ,其(绝对)标准不确定度为) (x u= 5.已知某测量值y = 253.6kg,其扩展不确定度为0.37kg,,请正确表达 测量结果y = 三选择题 1.用对观测列进行统计分析的方法评定标准不确定度称为() A B类评定 B 合成标准不确定度 C 相对标准不确定度 D A类评定 2.一个随机变量在其中心值附近出现的概率密度较大,该随机变量 通常估计为() A 三角分布B均匀分布 C 正态分布 D 梯形分布 3.对一个量x进行多次独立重复测量,并用平均值表示测量结果, 则应用()式计算标准偏差 A 1) ( ) ( 2 - - =∑ n x x x s k B )1 () ( ) ( 2 - - =∑ n n x x x s k
C n x ∑-=2)(lim )(μμσ D )1()()(2 --=∑∑n m x x x s k p 4. 若已知随机变量x 的变化范围为mm 0.6±;估计其分布为正态分布, 则标准不确定度为( ) A 2mm B 6mm C 1.8mm D 0.3mm 5. 用砝码检定一台案秤,对此项工作进行不确定度评定,则应评定的 量是( ) A 砝码的不确定度 B 台秤的不确定度 C 台秤的示值误差 D 台秤的示值误差的不确定度 四 计算题 1. 对某一物体质量进行6次测量,得到6个测量值 m 1=158.2g, m 2=158.3g, m 3=158.0g m 4=158.6g, m 5=158.1g, m 6=158.3g 求平均值的标准不确定度)(m u 2. 说明书给出电子秤的示值误差的范围为g 2.0±,资料未给出其他信息,求示值误差给称量带来的标准不确定度)(m u ?。 3. 将以上两个不确定度合成,则合成标准不确定度为c u =? 4. 如欲使上题中计算出的不确定度达到大约95%的置信概率,则扩展不确定度U =?(简易评定) 5. 正确表达最终的测量结果
测量不确定度的来源
测量不确定度的来源有哪些 从影响测量结果的因素考虑,测量结果的不确定度一般来源于:被测对象、测量设备、测量环境、测量人员和测量方法。 1 被测对象 a 被测量的定义不完善 被测量即受到测量的特定量,深刻全面理解被测量定义是正确测量的前提。如果定义本 身不明确或不完善,则按照这样的定义所得出的测量值必然和真实之间存在一定偏差。 b 实现被测量定义的方法不完善 被测量本身明确定义,但由于技术的困难或其它原因,在实际测量中,对被测量定义的 实现存在一定误差或采用与定义近似的方法去测量。 例如:器具的输入功率是器具在额定电压,正常负载和正常工作温度下工作时的功率。 但在实际测量中,电压是由稳压源提供的,由于稳压源自身的精度影响,使得器具的工 作电压不可能精确为额定值,故测量结果中应考虑此项不确定因素。故只有对被测量的 定义和特点,仔细研究、深刻理解,才能尽可能减小采用近似测量方法所带来的误差或
将其控制在一个确定范围内。 c 测量样本不能完全代表定义的被测量 被测量对象的某些特征如:表面光洁度,形状、温度膨胀系数、导电性、磁性、老化、 表面粗糙度、重量等在测量中有特定要求,但所抽取样本未能完全满足这些要求,自身 具 有缺陷,则测量结果具有一定的不确定度。 d 被测量不稳定误差 被测量的某些相关特征受环境或时间因素影响,在整个测量过程中保持动态变化,导致 结果的不确定度。 2 测量设备 计量标准器、测量仪器和附件以及它们所处的状态引入的误差。计量标准器和测量仪器 校准不确定度,或测量仪器的最大允差或测量器具的准确度等级均是测量不确定度评 定 必须考虑的因素。 3 测量环境 a 在一定变化范围或不完善的环境条件下测量 ·温度·振动噪声·供给电源的变化
不确定度基本教程
测量不确定度基础知识 中国电子产品可靠性与环境试验研究所 二零零零年 中国广州
目录 目录------------------------------------------------------------------------------ 1 第一章引言-------------------------------------------------------------------------- 1 一 的由来----------------------------------------------------------------- 1 第二章测量不确定度的基本概念----------------------------------------------- 2 一 测量不确定度的基本概念----------------------------------------------------- 5 三 测量不确定度的分类----------------------------------------------------------- 8 第三章测量不确定度的评定方法------------------------------------------------9一 合成标准不确定度的确定-------------------------------------- ------------11 三 何时用合成标准不确定度-------------------------------------- ------------14 二 结果的表达方法-------------------------------------------------------------- 14 四
测量不确定度评估
晶体硅光伏组件I-V 特性测量的测量不确定度分析及评估 1. 前言 本文仅针对cetisPV Photovoltaic IV Curve Measuring System (ID:A-090813 VDE Shanghai )晶体硅光伏组件I-V 特性测量系统对被测对象的标准测试条件(STC )*的短路电流、开路电压、最大功率、最大功率点的电流和电压的测量不确定度进行分析及评估,由于光伏组件I-V 特性测量原理及方法的多样性,本文的相关内容不具有普遍适用性。 本文分析及评估的对象是其光伏特性及其它相关特性为目前已知的晶体硅光伏组件,且STC 的短路电流不大于直流10A 、开路电压不大于直流118V ;组件面积不大于2000?1580mm (水平?垂直)。 根据系统的测量原理及方法,且对多次测量的观测列进行了统计及分析,认定测量系统具有足够的稳定性(重复性较好),因此相对于系统的其它测量不确定度来源,观测列平均值即估计值的测量不确定度被忽略。测量不确定度的评估采用B 类评估方法,其数值采用被测量值的相对百分数表示。 *标准测试条件(STC ): 组件温度25oC 、满足IEC 60904-3的标准太阳光谱分布,且其综合辐照度为1000W/m 2 。 2. 测量原理及数学模型 测量原理通过以下数学表达式描述。 被测电流的数学表达式: cor i cor i cor i G I I ,1,,0.1000?= (1) () 250.11,-?+=M M i cor i T I I α (2) cor r i r cor i I K G ,,,?= (3) ()250.1,,,-?+=r r r i cor r i T I I α (4) cor i I , :被测组件I-V 特性曲线上的第i 个工作点的组件电流测量值; i I :对应于被测组件I-V 特性曲线上的第i 个工作点的组件电流通道采样值; 1 ,cor i I :对应于被测组件I-V 特性曲线上的第i 个工作点的组件电流通道采样值的温度修正值; M α :被测组件的电流温度系数; M T :被测组件的温度测量值;