测量不确定度评定培训讲演稿-2 CNAS&CMA政策的要求
测量不确定度评定培训课件
根据仪器的不确定度参数和测量结果，计 算单次测量的不确定度。
重复测量不确定度评定案例
01
02
03
测量过程描述
对某一长度进行多次重复 测量，并记录测量结果的 平均值和标准偏差。
不确定度来源
仪器的分辨率、读数误差 、环境温度、湿度等。
不确定度评定
根据测量结果的平均值和 标准偏差，计算重复测量 的不确定度。
的测量数据。
评定步骤
1. 对每个测量数据进行统计分析，得 到单次测量的标准偏差。
2. 使用贝塞尔公式计算平均值的标准 偏差。
3. 将平均值的标准偏差乘以√n，得到 扩展标准不确定度。
B类评定方法
数据要求：通常需要10个独 立的、具有代表性的测量数
据。
定义：B类评定是不使用统计 方法进行不确定度评定的方
与质量控制融合
将测量不确定度评定应用于质量控制领域，提高产品质量和生产效 率。
与决策科学融合
将测量不确定度评定应用于决策科学领域，为决策提供更加科学、可 靠的支持。
THANKS
电磁干扰
测量环境中应避免电磁干扰，以 免对测量结果产生影响。
采用先进的测Байду номын сангаас方法和技术
校准和检定
对测量仪器设备进行定期的校准和检定，确保其 准确性和可靠性。
重复测量
对同一被测量参数进行多次重复测量，取其平均 值作为最终结果。
数据分析
采用先进的统计方法对测量数据进行处理和分析 ，提高测量结果的准确性和可靠性。
稳定性。
测量不确定度的分类
A类不确定度
合成不确定度
基于观测列数据的统计分析得到的不 确定度。
由A类和B类不确定度合成得到的不确 定度。
CNAS环境检测领域测量不确定度评定培训讲义
TOP-DOWN方法的基本概念
证明实验室测量系统是受控，检测数据无偏移,而且长 期积累大量的实际样品和标准样品的精密度数据
精密度法
成功参加能力验证 PT 或协 同实验活动或引用标准方法
引用 PT,协同实验,标准方法或经验 给出的精密度和再现 性度数据来评定不确定度
TOP-DOWN方法的基本概念
控制图法：利用统计质量保证绘制质量控制 QC 图
来评定测量不确定度
AD检测
• 测量系统具有正态性 • 测量系统具有独立性 • 检查图形是否有偏移趋势 • 视察QC数据是否有超出控制限
• 期间室内移动精密度标准差的估计值为 标准不确定度 u
Hale Waihona Puke 建立控制图评定不确定 度
TOP-DOWN方法的基本概念
线性拟合法(假设常数/比例残余
s)
标准工作曲 线
• 利用不同浓度 RQV • 展开方差分析 ANOVA
前提是实验室的日常质量必须长期受控,质控数据没显著 偏移, 离群值排外.
检测方法具有可忽略的系统误差和统计受控 Top-down 也是评价实验室实施 ISO/IEC 17025 是否有 效的一种重要方法。
TOP-DOWN方法的基本概念和原则
x
真值 平均值
系统误差 (t 检验)-偏倚
CNAS环境检测领域测量不确定度 评定培训班
2012年10-12月*北京*上海*广州
通过案例介绍三种Top-down评定方法：
精密度法 控制图法 线性拟合法（常数残余标准差假定） 线性拟合法（比例残余标准差假定）
TOP-DOWN方法的基本概念和原则
Top-down的评定方法是与日常的实验室质控紧密相关， 并能对质控的有效性进行评价；
JJF1059.1测量不确定度评定培训讲演稿
不确定度的定义
• 测量不确定度
– 根据所用到的信息，表征赋予被测量值分散性的 非负参数——VIM3，JJF1059.1
• 不确定度
– 测量获得的参数，与测量结果一起表征被测量的 真值的值的范围——DIN 1319-1（德国计量基础 第1部分 基本术语）
√
√ √
√
√ √ √
√
√ √
√
√ √
√
√
文件
通 用
建 模
单实 验室
实验 室间
PT
ISO 5725测量方法与结果的准确度(正确度与精密度) ，6 部分 GBT 6379.1-2004 测量方法与结果的准确度(正确度与精 密度) 第1部分：总则与定义. 第2部分：确定标准测量方法重复性与再现性的基本方 法. 第4部分：确定标准测量方法正确度的基本方法 第5部分：确定标准测量方法精密度的可替代方法 第6部分：准确度值的实际应用
建模方法
单个实验室 确认方法
实验室间确 认方法 经验方法
PT方法
文件
通 用
建 模
单实 验室
实验 确定度表示指南(GUM), 2008 JJF1059.1-2012 测量不确定度评定与表示
ISO Guide 98-3 Suppl.1用蒙特卡洛法传播概率分布 JJF 1059.2 -2012用蒙特卡洛法评定测量不确定度 EURACHEM/CITAC,分析测量中的定量不确定度，第3 版，2012 CNAS—GL06化学分析中不确定度的评估指南，2006 EA4/16 定量检测中的不确定度评定指南，2004 EA 4/02校准中测量不确定度评定，1999 ISO/TS 21748 利用重复性、再现性和正确度的估计值评 估测量不确定度的指南 GB Z22553-2010 ISO 13528利用实验室间比对进行能力验证的统计方法 CNAS—GL02能力验证结果的统计处理和 能力评价指南 GBT 27043-2012 合格评定 能力验证的通用要求 ISO/IEC 17043:2010《合格评定 能力验证的通用要求》
测量不确定度讲稿新(考评员用)
测量不确定度的评定
3
计量基础知识
第一节 基本概念 第一节 基本概念 1 实验标准［偏］差 对同一被测量作ｎ次测量，表征测量结果分散性的量 ｓ可按下式计算 n (q k q) 2 （1.1） k 1
s(q k ) n 1
式中qk
— 第k次测量结果； q —ｎ次测量结果的算术平均值； （ q k q ）— 残差。 式（1.1）称为贝塞尔公式，用于计算单次测量标准差。
表征Ａ类评定所得不确定度分量的方差估计值记为u2，由 重复观测列算得。u2就是熟知的统计方差 2 的估计值s2， 而u2的正平方根即为估计标准差s，记为u。即u＝s称为Ａ 类标准不确定度。
28
计量基础知识
第三节 数学模型
Ｂ类评定所得的不确定度分量的估计方差u2依据有关 信息评定，估计标准差为u，称为Ｂ类标准不确定度。 因此，A类标准不确定度由以观测列频率分布导出的 概率密度函数得到；B类标准不确定度由一个认定的或假 定的概率密度函数得到，此函数基于事件发生的信任度。 两种方式都用已知的概率解释。
23
计量基础知识
第三节 数学模型
ｙ的不确定度将取决于xi的不确定度，为此首先应评 定xi的标准不确定度u（xi）。评定方法可归纳为Ａ、B两 类。
24
计量基础知识
第三节 数学模型
4 不确定度的传播律 由ｙ=ｆ（ｘ1，x2,„ xn）可得到输出量（被测量）Y 的估计值ｙ（测量结果）的不确定度为
f f u 2 ( y) u ( x1 ) u( x2 ) x1 x 2
4
计量基础知识
第一节 基本概念
2 ［测量］不确定度 表征合理赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联 系的参数。在测量结果的完整表述中，应包括测量不确定 度。 不确定度可以是标准差或其倍数，或是说明了置信水 准区间的半宽。以标准差表示的不确定度称为标准不确定 度，以u表示。以标准差的倍数表示的不确定度称为扩展 不确定度，以Ｕ表示。扩展不确定度表明了具有较大置信 概率区间的半宽度。不确定度通常由多个分量组成，对每 一分量均要评定其标准不确定度。
4 第二篇 测量不确定度评定培训讲义
测量不确定度评定培训讲义第二篇：测量不确定度评定讲义目录章节名称页码第一章名词术语01一、量和单位 01二、测量 03三、测量设备及设备的特性 12四、测量标准 15五、基本统计学 19第二章数学模型和评定步骤 21 第一节测量过程数学模型的建立 21一、对数学模型的要求 21二、数学模型的建立 23第二节测量不确定度传播率 25第三节测量不确定度评定步骤 26第三章标准不确定度的A类评定 28 第一节数字集合的基本统计学 29第二节A类标准不确定度评定的基本方法 29一、用贝塞尔法求实验标准偏差 29二、标准不确定度的计算 30三、标准不确定度A类评定的独立性 31四、实际的标准不确定度A类评定 31五、单次测量的实验标准差与平均值的实验标准差的区别 32第三节A类标准不确定度评定的其他方法 33一、合并样本标准差 33二、极差法和最大残差法 34三、其他方法 35第四节A类标准不确定度评定的自由度 35第五节组合类似影响因素进行A类不确定度评定 36第六节A类标准不确定度评定流程图 36第四章标准不确定度的B类评定 38 第一节B类评定标准不确定度通用计算公式和信息来源 38第二节B类标准不确定度评定方法 38一、已知扩展不确定度U和包含因子k 38二、已知扩展不确定度U p和包含概率p的正态分布 39三、已知扩展不确定度U p和以及包含概率p与有效自由度νeff的t分布 39四、正态分布和t分布之外的其他常见分布 40五、误差界限不对称时的标准不确定度评定 43六、以“等”使用的仪器的标准不确定度评定 44七、以“级”使用的仪器的标准不确定度评定 44八、由重复性r限或复现性R限求重复性引起的标准不确定度 45第三节B类标准不确定度评定中如何使用检定证书和校准证书 46一、检定和校准的概念及主要区别 46二、如何使用校准证书 48三、如何使用检定证书 50第四节B类标准不确定度评定的自由度及评定流程 50一、B类标准不确定度评定的自由度及其意义 50章节名称页码二、B类标准不确定度评定的流程图 52第五章合成标准不确定度的评定 53 第一节输入量不相关时标准不确定度的合成 53一、测量结果y的合成标准不确定度u c(y)的表示式53二、灵敏系数和测量结果的不确定度分量u i(y) 54三、合成标准不确定度的简化表示方法一 55四、合成标准不确定度的简化表示方法二 56第二节输入量相关时标准不确定度的合成 58一、输入量相关时测量结果y的合成标准不确定度u c(y)的表示式 58二、相关性的处理 60第三节合成标准不确定度的自由度和评定流程 65一、合成标准不确定度的自由度 65二．合成标准不确定度评定流程图 66第六章扩展不确定度的评定 67 第一节输出量的分布特征 67 第二节扩展不确定度的含义 67第三节包含因子的选择 68一、不计算自由度时扩展不确定度的表示方法 68二、计算自由度时扩展不确定度的表示方法 68三、被测量估计值服从其他分布时扩展不确定度的表示方法 69第4节扩展不确定度分量评定流程 70第七章测量不确定度的报告与表示 71 第一节测量结果及其不确定度的报告 71第二节测量不确定度的报告方式 72一、使用扩展不确定度报告测量结果的不确定度 72二、使用标准不确定度报告测量结果的不确定度 73第三节测量结果及其测量不确定度的有效位 74第四节列表给出各不确定度分量评定的预估 75第五节测量不确定度评定总流程 77第八章直线回归分析及其测量不确定度评定 79 第一节一元线性回归分析 79第二节回归直线的方差分析及显著性检验 82一、回归直线的方差分析 82二、残余方差及残余标准差 84三、回归显著性检验 84第三节对X的直线回归的斜率b和截距a的不确定度评定 85第四节由标准曲线求得的分析结果的不确定度评定 86一、计算被测物含量x0的标准偏差估计值s(x0)86二、测量值x0的扩展不确定度U(x0)86第五节对Y的直线回归方程和不确定度评定 87第六节不确定度评定应用实例 89第一章 名词术语本书所用术语及其定义摘自ISO/IEC GUIDE 99:2007《International vocabulary of metrology —Basic and general concepts and associated terms(VIM)》(《国际计量学基本和通用术语(第3版）》)和ISO/IEC GUIDE 98:2008《测量不确定度》。
测量不确定度宣讲资料
测量不确定度1．测量不确定度的定义和理解1.1[测量]不确定度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。
解释:“合理”是指应考虑到各种因素对测量的影响所做的修正，特别是测量应处于统计控制状态下，即处于随机控制过程中。
1.2 理解a测量不确定度从词义上理解，意味着对测量结果可信性、有效性的怀疑程度或不肯定程度，是定量说明测量结果的质量的一个参数。
实际上被测量值具有分散性，每次测得的结果不是同一值，是以一定的概率分散在某个区域内的许多个值。
虽然客观存在的系统误差是一个不变值，但由于我们不能完全认知或掌握，只能认为它是以某种概率分布存在于某个区域内，而这种概率分布本身也具有分散性。
b测量不确定度就是说明被测量之值分散性的参数，它不说明测量结果是否接近真值。
c为了表征这种分散性，测量不确定度用标准〔偏〕差表示。
在实际使用中，往往希望知道测量结果的置信区间，因此，规定测量不确定度也可用标准〔偏〕差的倍数或说明了置信水准的区间的半宽度表示。
为了区分这两种不同的表示方法，分别称它们为标准不确定度和扩展不确定度。
1.3相关的术语和定义标准不确定度:以标准偏差表示的测量不确定度。
用符号“u”表示。
合成标准不确定度:当测量结果是由若干个其他分量求得时，按其他各量的方差或（和）协方差算得的标准不确定度。
扩展不确定度:确定测量结果区间的量，合理赋予被测量之值分布的大部分可望含于此区间。
用符号“U”表示。
2．测量不确定度来源在实践中，测量不确定度可能来源于以下10个方面：1）对被测量的定义不完整或不完善；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）对被测量过程受环境影响的认识不周全，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差（偏移）；6）测量仪器的分辩力或鉴别力不够；7）赋予测量标准和标准物质的值不准；8）用于数据计算的常量和其他参量不准；9）测量方法和测量程序的近似和假定性；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。
测量不确定度培训PPT课件
的标准不确定度为：
u( x) s( x) 0.074mA 0.04mA
m
3
12
2）测量不确定度的B类评定
B类不确定度评定是根据经验和资料及假设的概率分布估计的标准 （偏）差表征，也就是说其原始数据并非来自观测列的数据处理，而 是基于实验或其他信息来估计，含有主观鉴别的成分。 评定基于以下信息：
估计方差为
u2(m) (80μg)2 6.4 109 g2
相应的相对标准不确定度urel(m)为
urel (m)
u(m) m
80 109
16
表2.2 正态分布情况下包含概率(置信概率)
与包含因子之间的关系
p(%) 50 68.27 90 95 95.45 99 99.73
这k种p情况0.在67以“1等”使1.用64的5 仪1.器96中0 出现2最多2。.576 3
26
4） 确定扩展不确定度U或Up
扩展不确定度： expanded uncertainty
合成标准不确定度与一个大于1的因子的乘积。
U=k uc(y) 或Up＝ kp uc(y)
包含因子
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3 .测量结果和不确定度报告
测量结果是“一组量值”，也就是说，测量结果y 是一个“区间”，可表示为：
yysU 式中，ys是测得的量值，U是测量不确定度。
——权威机构发布的量值； ——有证标准物质的量值； ——生产企业提供的技术说明文件； ——校准证书（检定证书）或其他文件提供的数据、准确度的等级或级别，包括目前 仍在使用的极限误差、最大允许误差等；
——手册或某些资料给出的参考数据及其不确定度； ——规定试验方法的国家标准或类似技术文件中给出的重复性或复现性。 ——根据人员经验推断的极限值等。
测量不确定度评定PPT课件
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-uncertainty
JJF1059-2019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
例:用卡尺測一工件尺寸,工件尺寸就等于卡尺的示 值.則其數學模型可簡單為: y=x+u(ξ)
其中: y ---房間長度的估計值 x ---卡尺的觀測值 u(ξ) ---卡尺示值誤差影響
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
重復性-repeatability 在相同測量條件下，對同一被測
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；
地點；
測量方法；
使用條件；
觀測者；
時間。
測量儀器；
參考測量標準；
三、測量不確定度的評定
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。
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。
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CNAS-CL07:2011 测量不确定度的要求
对检测实验室的要求 • 8.9 检测实验室测量不确定度评估所需的严密 程度取决于：
– a） 检测方法的要求； – b） 用户的要求； – c） 用来确定是否符合某规范所依据的误差限的 宽窄。
CNAS-CL07:2011 测量不确定度的要求
5 对校准实验室的要求 • 应在校准证书中注明不确定度的包含因子和包含概率，可 以使用以下文字描述： “本报告中给出的扩展不确定度 是由标准不确定度乘以包含概率约为95％时的包含因子k 。”
– 注：对于不对称分布的不确定度，以及使用蒙特卡洛（分布传 递）法确定的不确定度或使用对数单位表示的不确定度，可能 需要使用 y±U 之外的方法表述。
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）和标准物质/标准样品 生产者（以下简称为实验室）。 术语和定义 • 3.1 校准和测量能力（Calibration and Measurement Capability，CMC） 按照CIPM（国际计量委员会）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。
CNAS-CL07:2011 测量不确定度的要求
5 对校准实验室的要求 • 5.1 校准实验室应对其开展的全部校准项目（参 数）评估测量不确定度。 • 5.2 校准实验室应该在校准证书中报告测量不确 定度和（或）给出对其计量规范或相应条款的符 合性声明。 • 5.3 一般情况下，校准结果应包括测量结果的数 值 y 和其扩展不确定度 U 。在校准证书中，校准 结果应使用“‘ｙ±U’+ y和U 的单位”或类似 的表述方式；测量结果也可以使用列表，需要时 ，扩展不确定度也可以用相对扩展不确定度U / |y|的方式给出。
CNAS-CL07:2011 测量不确定度的要求
对检测实验室的要求 • 8.7 由于某些检测方法的性质，决定了无法从计 量学和统计学角度对测量不确定度进行有效而严 格的评估，这时至少应通过分析方法，列出各主 要的不确定度分量，并做出合理的评估。同时应 确保测量结果的报告形式不会使客户造成对所给 测量不确定度的误解。 • 8.8 如果检测结果不是用数值表示或者不是建立 在数值基础上（如合格/不合格，阴性/阳性，或 基于视觉和触觉等的定性检测），则不要求对不 确定度进行评估，但鼓励实验室在可能的情况下 了解结果的可变性。
CNAS-CL07:2011 测量不确定度的要求
• • • • • • • • • 前 言 1 适用范围 2 引用文件 3 术语和定义 4 通用要求 5 对校准实验室的要求 6 对标准物质/标准样品生产者的要求 7 对校准和测量能力（CMC）的要求 8 对检测实验室的要求
CNAS-CL07:2011 测量不确定度的要求
CNAS-CL07:2011 测量不确定度的要求
对检测实验室的要求 • 8.1 检测实验室应制定与检测工作特点相适应的 测量不确定度评估程序，并将其用于不同类型的 检测工作。 • 8.2 检测实验室应有能力对每一项有数值要求的 测量结果进行测量不确定度评估。当不确定度与 检测结果的有效性或应用有关、或在用户有要求 时、或当不确定度影响到对规范限度的符合性时 、当测试方法中有规定时和 CNAS 有要求时（ 如认可准则在特殊领域的应用说明中有规定）， 检测报告必须提供测量结果的不确定度。 • 8.3 检测实验室对于不同的检测项目和检测对象 ，可以采用不同的评估方法。
• 5.4 扩展不确定度的数值应不超过两位有效数字，并且应满 足以下要求：
– a） 最终报告的测量结果的末位，应与扩展不确定度的末位对 齐； – b） 应根据通用的规则进行数值修约，并符合GUM 第7章的规 定。
• 注：数值修约的详细规定参见ISO 80000-1《量和单位-第1 部分：总则》，或GB/T 8170《数值修约规则与极限数值的 表示和判定》。
JJF1059.1测量不确定度评定与表示
北京理工大学 周桃庚 bitzhtg@
主要内容
一．第一部分 测量不确定度概念的产生和发展 二．第二部分 实验室认可和资质认定政策对测 量不确定度评估的要求 三．第三部分 统计学的基本知识
四．第四部分 名词术语
五．第五部分 测量不确定度评定
CNAS-CL07:2011 测量不确定度的要求
5 对校准实验室的要求 • 5.5 在校准证书中报告测量不确定度的来源时，应包 含校准期间短期的不确定度分量和可以合理的归为来 源于客户的被校设备的不确定度分量。一般情况下， 不确定度应包含评估CMC时相同的分量，除非评估的 “现有的最佳仪器”的不确定度分量被客户仪器的不 确定度分量取代，因此，报告的不确定度往往比CMC 大。随机的不确定度分量实验室往往无法获得，比如 运输产生的不确定度，通常可以不包括在不确定度报 告中，但是，假如实验室预计到这些不确定度分量将 对客户产生重要影响，实验室应根据ISO/IEC 17025中 有关合同评审的要求通知客户。 • 5.6 获认可的校准实验室在证书中报告的测量不确定 度，不得小于（优于）认可的CMC。
第二部分 实验室认可和资质认定政策对 测量不确定度评估的要求
CNAS测量不确定度政策
• 为适应有关国际标准和认可要求的变化，指 导认可评审和认可评价活动，中国合格评定 国家认可委员会（CNAS）组织修订了CNASCL07：2006《测量不确定度评估和报告通用 要求》。 • 2011年 2 月 15日发布，2011 年 5 月 1 日实施 ，发布了CNAS-CL07：2011《测量不确定度 的要求》 • 2011年，再次进行了修订，11 月 1 日发布， 2011 年 11 月 1 日实施CNAS-CL07：2011《 测量不确定度的要求》
CNAS-CL07:2011 测量不确定度的要求
对检测实验室的要求 • 8.4 检测实验室在采用新的检测方法时，应按照 新方法重新评估测量不确定度。 • 8.5 检测实验室对所采用的非标准方法、实验室 自己设计和研制的方法、超出预定使用范围的标 准方法以及经过扩展和修改的标准方法重新进行 确认，其中应包括对测量不确定度的评估 • 8.6 对于某些广泛公认的检测方法，如果该方法 规定了测量不确定度主要来源的极限值和计算结 果的表示形式时，实验室只要按照该检测方法的 要求操作，并出具测量结果报告，即被认为符合 本要求。
CNAS-CL07:2011 测量不确定度的要求
• 通用要求
– 4.1 实验室应制定实施测量不确定度要求的程序并将 其应用于相应的工作。 – 4.2 CNAS在认可实验室时应要求实验室组织校准或检 测系统的设计人员或熟练操作人员评估相关项目的测 量不确定度，要求具体实施校准或检测人员正确应用 和报告测量不确定度。还应要求实验室建立维护评估 测量不确定度有效性的机制。 – 4.3 测量不确定度的评估程序和方法应符合GUM及其 补充文件的规定。 – 4.4 当校准证书或检测报告中给出了符合性声明时， 在证书和报告中可以不报告测量不确定度。此时，校 准或检测结果的测量不确定度在实验室内部应是可获 得的。实验室应确保在进行符合性判定时，已经充分 考虑了测量不确定度对校准或检测结果符合性判定的 影响。