試驗(yàn)誤差與數(shù)據(jù)出爐_第1頁
試驗(yàn)誤差與數(shù)據(jù)出爐_第2頁
試驗(yàn)誤差與數(shù)據(jù)出爐_第3頁
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文檔簡介

試驗(yàn)誤差與數(shù)據(jù)出爐1第1頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日4.1測量不確定度的基本概念4.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A類評定

4.6擴(kuò)展不確定度的評定

4.7不確定度的報告與表示

4.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類評定

4.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定

4.2數(shù)學(xué)模型的建立4.8測量不確定度應(yīng)用舉例

主要內(nèi)容2第2頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日由于測量誤差的存在,使得測量結(jié)果帶有不確定性。在報告測量結(jié)果時,必須對測量結(jié)果的質(zhì)量給出定量說明。

測量不確定度就是定量評定測量結(jié)果質(zhì)量的一個重要參數(shù)。用測量不確定度定量表示測量結(jié)果質(zhì)量是一個較新的概念。1963年,美國標(biāo)準(zhǔn)局(NBS)的埃森哈特(Eisenhart)在《儀器校準(zhǔn)系統(tǒng)的精密度與準(zhǔn)確度估計》一文中,提出合成不確定度的建議。1980年,國際計量局(BIPM)在征求各國意見的基礎(chǔ)上,提出了測量不確定表示建議書INC-1(1980)。1986年,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)等7個國際組織組成的國際不確定度工作組制定了《測量不確定度表示指南》,簡稱“指南GUM”,于1993年由ISO頒布實(shí)施。測量不確定度具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。3第3頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日4.1測量不確定度的基本概念4.1.1定義

測量不確定度:表征測量范圍的一個評定,也就是給出一個區(qū)間,真值以一定的概率落在這個區(qū)間中。不確定度越小,說明測量結(jié)果質(zhì)量越高,使用價值越大。4第4頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)不確定度u擴(kuò)展不確定度U即

(1)表示方法

(5)表示形式

(4)完整的測量結(jié)果

(2)不確定度分量組成標(biāo)準(zhǔn)差的倍數(shù)或說明置信水平的區(qū)間半寬度A類分量B類分量絕對不確定度相對不確定度測量不確定度測量結(jié)果的最佳值5第5頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日4.1.2不確定度與誤差的區(qū)別與聯(lián)系

(1)定義誤差:測量結(jié)果偏離真值的大小及方向,是一個確定值不確定度:可以定量計算誤差:客觀存在,不能定量計算。

誤差:隨機(jī)誤差與系統(tǒng)誤差不確定度:A類分量和B類分量

(3)可操作性

(4)分類

(2)數(shù)值符號誤差則可正可負(fù)測量不確定度恒為正不確定度:測量值的分散性

(5)結(jié)果修正已定系統(tǒng)誤差:可修正不確定度:不能修正總之,誤差與測量不確定度既有區(qū)別,又有聯(lián)系。誤差理論是估算不確定度的基礎(chǔ),不確定度是誤差理論的補(bǔ)充。6第6頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日4.1.3不確定度的來源

1、被測量的定義不完善或不完整。例如,定義一根標(biāo)稱值為1m的鋼棒的長度。(不完整)標(biāo)稱值為1m的鋼棒在25.0攝氏度和一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時的長度。(比較完整)2、復(fù)現(xiàn)被測量定義的方法不理想。

例如,當(dāng)上述條件達(dá)不到時,或壓力和溫度本身的測量存在不確定度,使測量結(jié)果引入不確定度。3、取樣代表性不夠所引起的測量不確定度

例如,測量一批鋼絲的直徑。4、對測量過程受環(huán)境的影響認(rèn)識不周全。例如,1中定義鋼棒的長度。不僅受溫度和壓力的影響,還有其它的因素被忽略,如濕度、支撐方式等。7第7頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日

5、測量儀器計量性能上的局限性。例如,數(shù)字儀器不確定度來源之一是其指示裝置的分辨力。一臺數(shù)字稱重儀其分辨力為1g,真值為(x-0.5g,x+0.5g),示值均為x,引起不確定度。

6、賦予計量標(biāo)準(zhǔn)的值和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的值不準(zhǔn)確。例如,天平稱質(zhì)量,結(jié)果的不確定度包含砝碼不準(zhǔn)確所引起的不確定度;卡尺測長度,結(jié)果包含該卡尺校準(zhǔn)時所用的標(biāo)準(zhǔn)儀器的不確定度。7、引用的數(shù)據(jù)或其他參量的不確定度。例如,測量黃銅棒的長度,若其長度隨溫度變化,其線脹系數(shù)可通過手冊查到,同時該值也具有一定的不確定度,對測量結(jié)果也有一定的影響。8第8頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日

8、在表面看來完全相同的條件下,被測量重復(fù)觀測值的變化。不管如何控制環(huán)境條件或者其它的影響因素,測量結(jié)果總有一定的分散性,是一種客觀存在。

9、測量人員的人為因素。對于非顯示儀表,讀數(shù)時要在最小刻度下估讀一位,由于人的分辨能力、個人習(xí)慣及所處的位置不同,得到不同的結(jié)果。分析不確定度的來源時,應(yīng)做到不重復(fù)、不遺漏、全面考慮,特別是應(yīng)考慮對結(jié)果影響大的不確定度來源。9第9頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日按評定方法,可以分為A類評定和B類評定。4.1.4測量不確定度評定方法分類

1、A類評定:對樣本觀測列用統(tǒng)計分析的方法進(jìn)行不確定度的評定,又稱不確定度A類分量。特點(diǎn):對被測量進(jìn)行多次測量。

2、B類評定:用非統(tǒng)計方法評定的不確定度,稱為不確定度B類分量。

說明:將不確定度分為A類和B類,僅僅是為了便于研究和計算,兩種方法并不存在本質(zhì)區(qū)別。10第10頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日測量不確定度的評定

不確定度的評定過程可用圖來表示。建模標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定A類評定B類評定合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度擴(kuò)展不確定度不確定度報告不確定度評定過程圖11第11頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日4.2數(shù)學(xué)模型的建立建模的目的:建立測量結(jié)果的模型,明確測量結(jié)果的不確定度來源。模型的要求:應(yīng)包含影響測量結(jié)果的全部量。既包含影響計算測量結(jié)果的量,又包含影響測量結(jié)果不確定度的量。1、對數(shù)學(xué)模型的要求12第12頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日好的數(shù)學(xué)模型滿足的條件:(1)包含影響計算測量結(jié)果的全部輸入量;(2)不遺漏影響測量結(jié)果的不確定度分量;(3)不重復(fù)計算任何對測量結(jié)果有影響的不確定度分量。(4)選取的輸入量不同,數(shù)學(xué)模型可以寫成不同的形式。不同的輸入量之間相關(guān)性不同,應(yīng)選擇合適的模型,避免相關(guān)性計算。13第13頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日

2、數(shù)學(xué)模型的建立測量原理初步的數(shù)學(xué)模型影響不確定度的輸入量完善的數(shù)學(xué)模型14第14頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日

(1)直接測量過程的數(shù)學(xué)模型輸出量被測量輸入量被測量例如,用卡尺測長度。注意:當(dāng)測量準(zhǔn)確度要求較高,必須考慮被測量之外的影響量時,數(shù)學(xué)模型應(yīng)變?yōu)殚g接測量過程的模型。(2)間接測量過程的數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型

由于模型可能不完善,相關(guān)量應(yīng)充分反映實(shí)際情況的變化,盡可能采用長期積累的經(jīng)驗(yàn)建立模型。15第15頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日數(shù)學(xué)模型的不唯一性。例如,測量電阻。伏安法內(nèi)接法外接法利用平衡電橋測電阻3、最佳估計值的確定16第16頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日確定方法有兩種:第一種:第二種:其中:當(dāng)f是輸入量的線性函數(shù)時,兩種結(jié)果相同;當(dāng)f

是輸入量的非線性函數(shù)時,兩種結(jié)果不同;第一種較優(yōu)越。17第17頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日例:測量面積,假設(shè)長寬分別進(jìn)行了兩次測量,其結(jié)果分別為則:通常所以,以第一種計算結(jié)果為優(yōu)。18第18頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日在數(shù)學(xué)模型中,輸入量可以是:(1)由當(dāng)前直接測定的量。它們的值與不確定度可得自單一觀測、重復(fù)觀測、依據(jù)經(jīng)驗(yàn)對信息的估計,并可包含測量儀器讀數(shù)修正值,及對溫度、濕度及大氣壓的修正值。(2)由外部來源引入的量。例如,已校準(zhǔn)的測量標(biāo)準(zhǔn)、有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),由手冊所得的參考數(shù)據(jù)等4、測量不確定度傳播律測量不確定度數(shù)學(xué)模型傳播律19第19頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日不確定度傳播律:A類不確定度基于觀測列的概率分布,B類不確定度基于經(jīng)驗(yàn)和有用信息的先驗(yàn)分布。為靈敏系數(shù)為靈敏系數(shù)是輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度,可以是A類分量,也可以是B類分量。兩輸入量估計值的協(xié)方差的平方根。20第20頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日1.單次測量結(jié)果實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差與平均值實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差

4.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A類評定typeAevaluationofuncertainty

用標(biāo)準(zhǔn)差表征的不確定度,稱為標(biāo)準(zhǔn)不確定度,用符號u表示。采用統(tǒng)計分析的方法對測量結(jié)果進(jìn)行的評定稱為標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A類評定。對某量x在重復(fù)條件下所得測量數(shù)據(jù)列xi(i=1~n)為基本測量列。算術(shù)平均值單次測量的標(biāo)準(zhǔn)差(貝塞爾公式)21第21頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差通常以樣本的算術(shù)平均值作為被測量值的估計,以平均值的標(biāo)準(zhǔn)差作為測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。即A類不確定度。因此,當(dāng)測量結(jié)果取測量列任意一個xi時,對應(yīng)的A類不確定度當(dāng)測量結(jié)果取算術(shù)平均值時,所對應(yīng)的A類不確定度22第22頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日2.A類不確定度評定的自由度各種情況下的自由度為:(1)用貝塞爾公式計算實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差時,如測量的次數(shù)為n,則自由度為。(2)當(dāng)同時測量t個被測量時,自由度為。

自由度是計算不確定度時所用總的項(xiàng)數(shù)與總的限制條件數(shù)之差,一般用符號ν表示。(degreeoffreedom,df)在數(shù)學(xué)中能夠自由取值的變量個數(shù),如有3個變量x、y、z,但x+y+z=18,因此其自由度等于2。在統(tǒng)計學(xué)中,自由度指的是計算某一統(tǒng)計量時,取值不受限制的變量個數(shù)。通常df=n-k。其中n為樣本含量,k為被限制的條件數(shù)或變量個數(shù),或計算某一統(tǒng)計量時用到其它獨(dú)立統(tǒng)計量的個數(shù)23第23頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日1234567891015200.91.82.73.64.55.36.06.87.510.513.10.91.92.63.33.94.65.25.86.46.98.39.5nν計算方法極差法最大誤差法不同計算方法的標(biāo)準(zhǔn)差的自由度對應(yīng)表24第24頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日例:用游標(biāo)卡尺對某一試樣的尺寸重復(fù)測量了10次,得到的測量值如下(單位:mm)75.01,75.04,75.07,75.00,75.03,75.09,75.06,75.02,75.05,75.08.求該重復(fù)測量中隨機(jī)變化引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量及其自由度。25第25頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日26第26頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日4.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類評定typeAevaluationofuncertainty

所有不確定度分量都可以用A類評定得到。但并不經(jīng)濟(jì)可行或無法做到,很多不確定度分量實(shí)際上還必須用非統(tǒng)計方法來評定,稱為不確定度的B類評定。1、B類評定的信息來源:(1)校準(zhǔn)證書、檢定證書、測試報告及其他證書文件。(2)生產(chǎn)廠家的技術(shù)說明書。(3)引用的手冊、技術(shù)文件、研究論文和實(shí)驗(yàn)報告中給出的參考數(shù)據(jù)及不確定度值等。(4)測量儀器的特性及其他相關(guān)資料等。(5)測量者的經(jīng)驗(yàn)與知識。27第27頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日物理實(shí)驗(yàn)常用測量儀器的極限誤差:(1)米尺(分度值1mm)規(guī)格極限誤差0—300mm0.1mm300—500mm0.15mm500—1000mm0.2mm(2)游標(biāo)卡尺最小分度值0.02mm、0.05mm、0.1mm,極限誤差分別為0.02mm、0.05mm、0.1mm。(3)千分尺物理實(shí)驗(yàn)中使用的千分尺通常為一級千分尺,儀器誤差與量程有關(guān),通常約定極限誤差為0.005mm。(4)機(jī)械停表和數(shù)字毫秒計機(jī)械停表一般分度值為0.1S,極限誤差亦為0.1S。數(shù)字毫秒計的時基分別為0.1ms、1ms、10ms,其極限誤差也是0.1ms、1ms、10ms。28第28頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日(5)水銀—玻璃溫度計實(shí)驗(yàn)室中使用的水銀—玻璃溫度計,儀器極限誤差為0.5℃。(6)旋轉(zhuǎn)式電阻箱、電磁測量指示儀表、電橋、電位差計參見儀器使用說明書。29第29頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日2、B類不確定度評定方法(1)已知置信區(qū)間和包含因子被測量值的區(qū)間區(qū)間內(nèi)被測量值的概率分布置信區(qū)間半寬a(極限誤差)由分布和置信水平p確定包含因子30第30頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日標(biāo)準(zhǔn)不確定度

相對不確定度

(2)已知給出的不確定度為標(biāo)準(zhǔn)差的k倍,則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為例:校準(zhǔn)書上給出標(biāo)稱值10Ω的標(biāo)準(zhǔn)電阻阻值為10.000742Ω±129μΩ,若測量值服從正態(tài)分布,且置信水平為p=99%。則31第31頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日例:標(biāo)稱值為1kg的砝碼的實(shí)際質(zhì)量,該值的測量不確定度按三倍的標(biāo)準(zhǔn)差計算為0.24mg。

求:該砝碼的標(biāo)準(zhǔn)不確定度及相對不確定度。32第32頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日解:(3)已知擴(kuò)展不確定度和置信水平與有效自由度的t分布。

常出現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)儀器的校準(zhǔn)證書上。例:校準(zhǔn)證書上給出標(biāo)稱值為5kg的砝碼的實(shí)際質(zhì)量

并給出了m的測量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為有效自由度為查t分布表可知33第33頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日B類不確定度為(4)若已知被測量之值的分散區(qū)間的半寬為a,且落在內(nèi)的概率為100%,服從均勻分布,則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為例:

某手冊給出銅在20℃的溫度膨脹系數(shù),此值的變化范圍。α值在區(qū)間[16.12×10-6℃-1,16.92×10-6℃-1]上的變化可認(rèn)為服從均勻分布,求標(biāo)準(zhǔn)不確定度。標(biāo)準(zhǔn)不確定度34第34頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日常見分布的包含因子及置信水平表(4)其他幾種常見的分布35第35頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日(5)幾種常見誤差的分布情形及其標(biāo)準(zhǔn)不確定度的估計:

(1)舍入誤差。舍入誤差的最大誤差界限為0.5(末位),按均勻分布考慮,標(biāo)準(zhǔn)差不確定度為(2)引用誤差。測量上限為的級電表,最大引用誤差(最大允許不確定度)為,按均勻分布考慮,標(biāo)準(zhǔn)不確定度為(3)示值誤差。某些測量儀器是按符合最大允許誤差要求制造的,經(jīng)檢驗(yàn)合格,其最大允許誤差為,按均勻分布考慮,標(biāo)準(zhǔn)不確定度為36第36頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日(4)儀器基本誤差。設(shè)某一儀器在指定條件下對某一被測量進(jìn)行測量時,可能達(dá)到的最大誤差限為,假設(shè)按均勻分布考慮,標(biāo)準(zhǔn)不確定度為(5)儀器分辨力。設(shè)儀器的分辨力為,其半?yún)^(qū)間寬度為,按均勻分布考慮,其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為37第37頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日3.B類評定不確定度的自由度

對B類評定的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uj,其自由度可由不確定度uj的相對標(biāo)準(zhǔn)差來確定,即

例如:當(dāng),則A類B類自由度標(biāo)準(zhǔn)不確定度相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度自由度結(jié)論:無論是A類評定,還是B類評定,自由度越大,不確定度的可靠程度越高。不確定度用來衡量測量結(jié)果的可靠性,自由度則用來衡量不確定度的可靠性。

不確定度估大或估小都會降低自由度,只有估準(zhǔn)了才能提高自由度。

當(dāng),無法估計時,38第38頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日4.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

若被測量Y的估計值y是由N個輸入量的估計值xi(i=1,2,…,N)求得,即有函數(shù)關(guān)系y=f(x1,x2,…,xN),那么,估計值y的標(biāo)準(zhǔn)不確定度是由相應(yīng)的輸入量xi(i=1,2,…,N)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度合成而得,y的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度用符號uC表示。一、輸入量不相關(guān)時不確定度的合成

若各輸入量xi

無關(guān)或獨(dú)立,合成不確定度式中uxi為xi的標(biāo)準(zhǔn)不確定度,既可以由A類評定得來,也可以由B類評定得來。是xi

變化單位量時引起y的變化值,稱為靈敏系數(shù),用符號Ci表示,即Ci=。39第39頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日(1)當(dāng)完全線性時,二階以上偏導(dǎo)為零,因此不必考慮泰勒級數(shù)展開的高階項(xiàng),此時合成不確定度公式為泰勒級數(shù)的一階近似。(3)當(dāng)函數(shù)關(guān)系未知時,Ci也可由實(shí)驗(yàn)確定。即將其他輸入量保持不變,測量xi變化單位量時,y產(chǎn)生的變化。若令由xi引起的y的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

則注意:(2)當(dāng)非線性顯著時,需考慮泰勒級數(shù)展開的高階項(xiàng)。40第40頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日(4)彼此獨(dú)立,如果函數(shù)的形式表現(xiàn)為則相對合成不確定度為

例:長方體體積V的測量通過輸入長a、寬b和高h(yuǎn),函數(shù)關(guān)系為。求合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。41第41頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日二、輸入量相關(guān)時不確定度的合成

考慮相關(guān)性后,不確定度合成公式

也可表示為

其中

相關(guān)系數(shù)的求法:

1.直觀判斷法;2.測量數(shù)據(jù)估計法;①觀察法;②簡單計算法;③統(tǒng)計計算法;

3.實(shí)驗(yàn)估計法42第42頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日例:測量環(huán)路正弦交變電位差幅值V,電流I,各重復(fù)測量5次,已知相關(guān)系數(shù)為-0.36,求阻抗R的最佳值及其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。解:根據(jù)算術(shù)平均值和標(biāo)準(zhǔn)差的計算公式得43第43頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的自由度一般稱為有效自由度,用符號表示??捎身f爾奇-薩特斯韋特(Weloh-Sattert-Swaite)公式計算,即:

式中為每個不確定度分量的自由度,為不確定度分量。

三、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的自由度44第44頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日

例:被測電壓的已修正結(jié)果為,其中重復(fù)測量6次的算術(shù)平均值,其不確定度由A類標(biāo)準(zhǔn)不確評定,修正值,修正值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度由B類方法評定得到,,估計其相對誤差為25%,查表得。

求:V的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度、相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度及其自由度。

45第45頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日例:設(shè)估計值分別為次獨(dú)立觀測的算術(shù)平均值,其相對不確定度為:

求:相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度、有效自由度。解:46第46頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日例題解:47第47頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日48第48頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日4.6合成擴(kuò)展不確定度評定

擴(kuò)展不確定度:對應(yīng)較大置信概率的不確定度,以符號U表示。擴(kuò)展不確定度的兩種表示方法:一、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度乘以包含因子k,即標(biāo)準(zhǔn)差的倍數(shù)。

二、根據(jù)給定的置信概率和分布狀況來確定擴(kuò)展不確定度。即49第49頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日一般有效自由度較小時,k一般取t分布的臨界值有效自由度比較大時,可近似認(rèn)為或1、自由度法2、簡易法當(dāng)缺乏標(biāo)準(zhǔn)不確定度的自由度和有關(guān)合成分布信息時,指南建議包含因子的確定:50第50頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日例:設(shè)估計值分別為次獨(dú)立觀測的算術(shù)平均值,其相對不確定度為:

求:相對擴(kuò)展不確定度根據(jù)

解:51第51頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日4.7不確定度的報告與表示

完整的測量結(jié)果含有兩個基本量,一是被測量Y的最佳估計值,可由數(shù)據(jù)測量列的算術(shù)平均值給出;另一個就是描述該測量結(jié)果的分散性的量,即測量不確定度。報告遵循的原則:

①按規(guī)定的形式報告,使其具有國際通用性,便于各技術(shù)機(jī)構(gòu)相互交流、比對。

②按規(guī)定的形式報告時應(yīng)提供足夠多的信息量,便于使用者分析引用。

對如何獲得測量結(jié)果的細(xì)節(jié)所做的說明及表示,稱為測量不確定度的報告。52第52頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日4.7.1報告的基本內(nèi)容

一、測量不確定度的表示形式有兩種1、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度對于要求精度較高,如基礎(chǔ)計量學(xué)研究、基本物理常量測量、復(fù)現(xiàn)國際單位制的國際比對等多采用合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度來表示。報告內(nèi)容:明確被測量的定義;給出被測量的最佳估計值;合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度及其單位、必要時還要給出其自由度和相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

2、擴(kuò)展不確定度除了上述所談到的三種情況,一般我們采用擴(kuò)展不確定度。53第53頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日

報告主要內(nèi)容:明確說明被測量的定義,給出被測量的最佳估計值、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度、有效自由度、擴(kuò)展不確定度及單位,必要時也可給出相對擴(kuò)展不確定度。如果擴(kuò)展不確定度用標(biāo)準(zhǔn)不確定度的倍數(shù)來表示,應(yīng)給出包含因子;如果根據(jù)置信概率和置信水平來確定擴(kuò)展不確定度,應(yīng)給出置信水平和相應(yīng)的包含因子。二、測量結(jié)果的三種表示形式1、用合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度表示或(1)例,報告的量是標(biāo)稱值為100g的標(biāo)準(zhǔn)砝碼的質(zhì)量,測量的估計值為100.02147g,合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.35mg,自由度

則報告有四種形式:54第54頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日(2)(3)(4)給出,它并非置信區(qū)間。

如測量結(jié)果為,若表示成,將帶來虛假的有效數(shù)字。2.用擴(kuò)展不確定度U表示(1)已知:括號內(nèi)按標(biāo)準(zhǔn)差給出,其末位與前面數(shù)字的末位對齊。一般用于公布常數(shù)和常量。括號內(nèi)按標(biāo)準(zhǔn)差給出,與前面結(jié)果具有相同的計量單位。括號內(nèi)按標(biāo)準(zhǔn)差55第55頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日(2)3.用相對不確定度表示56第56頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日總結(jié):

按分布及確定標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定A類評定B類評定已知置信區(qū)間和包含因子已知擴(kuò)展不確定度和包含因子已知擴(kuò)展不確定度和置信水平57第57頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定列出的表達(dá)式求靈敏系數(shù)實(shí)驗(yàn)測定分量是否相關(guān)相關(guān)無關(guān)58第58頁,共65頁,2023年,2月20日,星期日接近正態(tài)分布,可按給出擴(kuò)展不確

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