測量不準(zhǔn)確度評估程序

1、測量不確定度的評估程序文件編號Document No.:Rzrr Aren ComnLuicc Ir A.sir. Estimating the Uncertainty of Measurement Procedure本 Version: 次 Page:測量不確定度的評估程序生效日期:2004年9月1日核準(zhǔn)文件修改記錄表版本修改日期修改摘要修訂核準(zhǔn)1目的為在進行測量以及在說明和使用測量結(jié)果時考慮測量過程中重要的已被識別的不確定度，并規(guī)范測量 不確定度的評定程序和表示格式。范圍適用本公司測量不確定度的評定與表示。職責(zé)3.1測試人員負(fù)責(zé)不確定度類作業(yè)指導(dǎo)書的編寫。3.2工程部經(jīng)理負(fù)責(zé)不確定度評定和

2、表示的審核。3.3技術(shù)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)不確定度評定和表示的批準(zhǔn)。3.4測試人員在必要時負(fù)責(zé)在檢測報告中給出不確定度。程序4.1術(shù)語和定義4.1.1測量不確定度(uncertainty of a measurement)：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)。4.1.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度(standard uncertainty)：以標(biāo)準(zhǔn)差表示的測量不確定度4.1.3不確定度的A類評定(type A evaluation of uncertainty )：用對觀察列進行統(tǒng)計分析的方法來 評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度，用實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差表征。4.1.4不確定度的B類評定(type B evaluatio

3、n of uncertainty ):用不同于對觀察列進行統(tǒng)計分析的 方法來評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度，用根據(jù)經(jīng)驗或資料及假設(shè)的概率估計的標(biāo)準(zhǔn)偏差表征。4.1.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度(combined standard uncertainty):當(dāng)測量結(jié)果是由若干個其他量的值求得 時，按其他各值的方差和協(xié)方差算得的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。4.1.6擴展不確定度(expanded uncertainty,)：確定測量結(jié)果區(qū)間的量，合理賦予被測量之值分布的 大部分可望含于此區(qū)間。4.1.7包含因子(coverage uncertainty)：為求得擴展不確定度，對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度所乘之?dāng)?shù)字因 子。4.2要求4.2.1給出

4、不確定度的若干情況當(dāng)不確定度與檢測結(jié)果的有效性或應(yīng)用有關(guān)，或客戶的指令中有要求，或當(dāng)在確定度影響到規(guī)范限度的符合性時，檢測報告中需包括有關(guān)不確定度信息。在認(rèn)可機構(gòu)的有要求和檢測方法有要求時，不確定度也必須以檢測報告或其它形式給出。4.2.2測量不確定度的原因分析理論上測量不確定度的原因可從以下10方面考慮：對被測量的定義不完整或不完善；實現(xiàn)被測量定義的方法不理想；取樣的代表性不夠，即被測量的樣本不能完全代表所定義的被測量；對測量過程受環(huán)境影響的認(rèn)識不周全，或?qū)Νh(huán)境條件的測量與控制不完善；對模擬式儀器的讀數(shù)存在人為偏差(偏移)；測量儀器計量性能上的局限性；賦予計量標(biāo)準(zhǔn)的值和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的值不準(zhǔn)確；引

5、用的數(shù)據(jù)或其他參量的不確定度；與測量方法和測量程序有關(guān)的近似性和假定性；在表面上看來完全相同的條件下，被測量重復(fù)觀測值的變化。QP026 1.0 4 of 6文件編號Document No.:版本 Version:頁次Page:實際工作中測量不確定度的來源可從以下幾方面考慮：所用的參考標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；所用方法和設(shè)備；環(huán)境條件；被檢測樣品的性能和狀態(tài)；操作人員。4.2.3測量不確定度的評定建立數(shù)學(xué)模型被測量7常取決于其他的n個測量值*2,.X，得Y = f (XX 廠.,X)數(shù)學(xué)模型的建立不能遺漏也不能重復(fù)計算可能對測量結(jié)果產(chǎn)生影響的不確定度分量。確定各輸入量的估計值輸入量也的估計值玉可以通過直

6、接觀察得到，也可由其它來源得到，如校準(zhǔn)證書、通 用數(shù)據(jù)表、各種手冊和以前觀察測到的數(shù)據(jù)等。輸入量中還應(yīng)包括對測量結(jié)果有明顯影 響的修正量。3)計算測量結(jié)果由XX2,.Xn的估計值氣,得到的Y的最佳估計值j：y=f (rx 2f 七)對上式各輸入量求偏導(dǎo)數(shù)，建立合成不確定度 (j)與各輸入量不確定度u(x,)的關(guān)系 式(不確定度傳播率)：u ( j) = (J )2 u 2( x ) + 2習(xí) -r (x , x )u( x )u (x )2cdxidx dxi j i j，=1 ii=1 j=i+1 ia.當(dāng)輸入量之間不相關(guān)時，即心廣七)=0，af一1u (j)=才(+)2U 2( x )2

7、；當(dāng)輸入量 cdxii=1i之間不相關(guān)且靈敏系數(shù)絕對值|c. I = fdxi=1 時，u (y) =u2(x,)2。1 i=1當(dāng)輸入量之間強相關(guān)時，取r(x ,x ) = 】，u ( j)=云c u(x )。i jci ii=1當(dāng)輸入量之間一般相關(guān)時，即0 |r(x,xj)| 1，一般情況下不予考慮。評定各估計值x,的標(biāo)準(zhǔn)不確定度及相關(guān)靈敏系數(shù)a.不確定度的A類評定Pub h對被測量重復(fù)條件下進行n次獨立測量，則u(x) = s (x) = s (x)/ Jn對被測量Xj重復(fù)條件下進行m組，每組n次測量，則U(X) = S (X) = ：和蹬”(、Xj)2j=1 i=1不確定度的B類評定B類

8、不確定度來源一般從以下幾方面考慮：以前的觀測數(shù)據(jù)；對有關(guān)技術(shù)資料和測量儀器性能的了解和經(jīng)驗；生產(chǎn)部門提供的技術(shù)說明文件；校準(zhǔn)證書，檢定證書或其它文件提供的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確度等級，包括目前暫在使用 的極限誤差、最大允許誤差等；手冊某些資料給出參考數(shù)據(jù)及其不確定度；規(guī)定實驗方法的國家或類似技術(shù)文件中給出的重復(fù)性限r(nóng)或復(fù)現(xiàn)性限R。由觀測人員根據(jù)上述信息，憑主觀意識設(shè)計一個概率分布，判斷被測量所處區(qū) 間(-。,。)，由要求的置信區(qū)水準(zhǔn)(包含概率)估計包含因子k,則測量不確定度 u(x) = a/k，a為區(qū)間半寬度。靈敏系數(shù)的評定靈敏系數(shù)c通過對X,求偏導(dǎo)數(shù)堂得出，在線性模型是一常數(shù)，在非線性模型則取 i其實

9、際測量值或數(shù)學(xué)期望值。合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度(七)的評定在得到各輸入量X,的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u ( X,)及其靈敏系數(shù)c后，由公式U (y) = |ci|u( Xi)求 得各輸入量的不確定度分量，再由步驟5.3.4不確定度傳播率式求得合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 七(y) o擴展不確定度(U)的評定設(shè)k為包含因子，則U = ku (y)，k 一般取2或3，當(dāng)未說明時取k=2o給出不確定度分量一覽表，該表須包括不確定度來源、類型、不確定度值、概率分布、 標(biāo)準(zhǔn)合成不確定度和擴展不確定度等項目。4.2.4不確定度報告設(shè)被測量ms的測量結(jié)果為100.02147g，合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度um)為0.35mg。1)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的

10、表示可參照以下形式：m?=100.02147g；合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 wc(m?)=0.35mgom：=100.02147(35)g；括號內(nèi)的數(shù)按標(biāo)準(zhǔn)差給出，其末位與前面結(jié)果內(nèi)末位數(shù)對齊。m：=100.02147(0.00035)g；括號內(nèi)按標(biāo)準(zhǔn)差給出，與前面結(jié)果有相同的計量單位。m：=(100.021470.00035)g；正負(fù)號后之值按標(biāo)準(zhǔn)差給出，它并非置信區(qū)間。2)擴展不確定度的表示可參照以下形式：m尸100.02147g, U=0.70mg； k=2。ms=(100.021470.00070)g； k=2。4.2.5不確定評定的簡化當(dāng)A類評定分量占主導(dǎo)地位時，可以忽略B類評定分量；當(dāng)樣品經(jīng)不起或不可能進行多次重復(fù)檢測時，可以不重復(fù)測量；可以不給出自由度；不考慮分量間的相關(guān)性；靈敏系數(shù)一般情況下取對于某些公認(rèn)的檢測方法，該方法規(guī)定了測量不確定度主要來 源的極限和計算結(jié)果的表示方式，此時，在實驗室遵守該檢測