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测量不确定度评定中常见的问题

发布时间:2015-07-13 00:00 作者:中国计量网 阅读量:265

测量结果不确定度评定是检测机构常规工作的一部分,一般依据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》进行,JJF1059-1999已经实施10年,本单位也多次组织了宣贯学习,但是在日常的不确定度评定中,还是发现存在较多问题,主要涉及以下几个方面:

一、不确定度来源分析方面

JJF1059-1999列出了测量中可能导致引入不确定度的一般来源,有10个方面。一般的测量过程都可以据此并结合测量的实际情况进行来源分析,对测量结果有显著影响的分量要求,不能遗漏,也不要重复计算。但某单位化学室在评定酸度计电计示值误差测量结果的不确定度时,却没有考虑温度输入量的影响;又如,工作用玻璃液体温度计示值误差测量结果的不确定度评定中,在被测温度计示值重复性引入的不确定度u(t1)=0.045℃,远远大于被测温度计分辨力引入的不确定度u(t2)=0.006℃时,仍考虑了分辨力的影响。

二、评定模型建立方面

测量不确定度通常由测量过程的数学模型和不确定度的传播律来评定,建立数学模型是评定测量不确定度的一个重要环节。所建立的数学模型应包含全部对测量结果有显著影响的输入量,包括修正值或修正因子。笔者经常碰到的情况是把用来计算测量结果的公式直接作为评定测量不确定度的数学模型,但是用来计算测量结果的公式只是一个近似式,当某些输入量对测量结果影响很小可忽略不计时,这些输入量不出现在测量结果的计算公式中,但它们对测量结果不确定度的影响却是必须考虑的,如果直接用计算测量结果的公式进行不确定度评定,那么这些输入量的影响就可能被遗漏,从而导致不确定度评定中所考虑的分量与数学模型中的输入量不一一对应。笔者所在电学室编写的机械秒表示值测量结果的不确定度评定报告中,评定的数学模型中仅有两个输入量,即测量标准(秒表检定仪)标称值x1和被测秒表偏移量(走时偏差)x2,然而其不确定度来源分析却指出,除了测量标准引入的分量和偏移量测量重复性引入的分量外,还有工作环境条件变化引入的分量。

三、包含因子取值方面

测量不确定度评定中经常要用到包含因子,通常情况下,包含因子的取值与输入量和输出量的分布估计有关,如果分布估计不合理,会导致包含因子取值不适当。
在计算扩展不确定度时,有时会采用Up=kpuc(y)的公式来计算。kp与输出量y的估计值的分布有关,当输出量y的估计值可以按中心极限定理估计接近正态分布时,kp可以通过计算有效自由度νeff查t分布表来获得,若可以确定输出量y的估计值不是正态分布而是接近于其他某种分布时,不能用此方法计算。如直流检流计电流分度值测量结果的不确定度评定中,仅有4个分量:重复测量引入的分量u1=1.49×10-11A/分度(正态分布),标准电阻引入的分量u2=1.63×10-13A/分度(均匀分布),检流计内阻和外临界电阻引入的分量u3=5.38×10-11A/分度(均匀分布)以及估读引入的分量u4=1.78×10-12A/分度(三角分布)。这4个分量中u3是明显占优势的分量,因此,输出量y的估计值应该是接近于均匀分布,此时k95应为1.65,应按JJF1059-1999第7.3节处理。

四、评定报告表述方面

方面的问题主要表现在表述内容不全,如未对测量方法和过程作简要的说明,不确定度分量一览表中未注明各分量的分布情况等。还有就是表达不规范的问题,如扩展不确定度未用U(大写斜体)来表示,包含因子k表示成大写或正体,输入量不确定度u(xi)的表示方式与分量ui(y)的表示方式相混淆等。需要特别引起重视的是,检定员常常在合成不确定度uc(y)的计算公式中省略了灵敏系数ci,当灵敏系数ci的绝对值不为1时,这将导致计算错误。

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