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1、测量准确度评估讲座(5)中国计量科学研究院 钱钟泰 童光球哈尔滨理工大学 王学伟 马怀俭中国计量学院 宋明顺 顾龙方 4-4误差项的独立性 按产生原因分项的误差项的相关性,可简要概括如下: a)两独立误差原因所引起的两误差项相互独立。 b)同一误差原因所引起误差项线性相关。 如果一个误差原因DQk同时引起一系列误差项DYkj(j=1~nk),建议用系数代数相加的方法归并成一项误差项DYk,即有: DYkj＝CkjDQk (j=1~nk) DYk＝CkDQk＝DYkj Ck＝Ckj
2、 (4-8) 经过这样归并后,使得每项误差都有自己独立的误差原因。所有误差项将相互独立。 所谓独立的误差原因可理解为测量人员可以独立控制的误差原因,在使用过程中它们之间可能有着某种相关关系,例如在密闭空间温度上升会导致相对湿度下降,气压升高。但由于温度、湿度和气压是可以分别控制的,它们应作为独立误差原因处理,而按4-3节分解的误差项的误差原因都是相互独立的。因此所得的误差项都是独立的,因此不再讨论误差项间交义矩的计算,它们都将为零。唯一的例外是影响量br(t)=brN,[r=(p'+1)~p)]的情况,这时在误差原因Dxq(0)[
3、q=1~(v-u')]中将有和Dtbr(t)相同的项。相应的测量装置附加误差项DxqY(0)和被测量不稳定附加误差项DbrY0(t)应用式(4-8)的方法归并成一项。 4-5主要误差项,次要误差项及微小误差准则 在各误差项确定其极限值后,可按其大小重新排列,即有: U0(DY1)≥U0(DY2)≥……≥U0(DYn')＞0.5U0(DY1)≥ U0(DYn'+1)³U0(DYn'+2)≥……³U0(DYn")>0.25U0(DY1)≥ U0(DYn"+1)≥U0(DYn"+2)≥……≥U0(DYn) (4-9) 这样按误
4、差大小可将误差大小分为三类:5 a)k=(n"+1)~n的小于0.25U0(DY1)各误差项在综合U0(DY)中的贡献是可忽略的,在误差评估中可忽略这些误差项,这一准则被称为微小误差准则,在误差项评估时可认为: DY＝DYk (4-10) b)k=(n’+1)~n’’不大于0.5U0(DY1)的误差项在综合U0(DY)中的贡献不大,而其估计值的可靠程度对U0(DY)估计值可靠程度的影响可以忽略,这类误差称为次要误差项,对它们的评估到确定到得出估计值U0(DYk)为至,其复盖因子可取约定值为2,而其等效自由度可取
5、约定值为10。 c)k=1~n’的＞0.5U0(DY1)的各误差项将是误差DY的主要误差项,U0(DY)的值主要由这些误差项DYk的U0(DYk)综合得出。U0(DY)的可靠程度主要由主要误差项的U0(DYk)值的可靠性决定,因此这类误差项是评估过程的研究重点。在可能的条件下对主要误差项的实际概率分布,合理的覆盖因子值及等效自由度作必要的研究,对提高误差评估结果的可靠性是有益的。 采用这样的分类,可以误差评估计的研究工作量压缩至最小。 4-6本文误差分项方法的总结。 误差分项是目前误差评估中最薄弱的环节,同时也是最关键的环节。如果误差评估方法中
6、没有正确易行及规范化的误差分项方法,误差评估的规范化不过是空话一句。但长期已来,一直未能确立满足上述要求的误差分项方法,原因是误差分项密切与测量原理相联系,测量原理是如此千差万别,使人感到茫无头绪,无从着手。要求所有的测量或误差评估人员都对他们所从事测量的原理有足够深入的研究,是一种不切合实际的要求。结合测量准确度的实际控制方法对测量误差的产生过程作全面的分析,可归纳成表4-1的规范化的误差分项方法,并测量准确度控制的层次相结合,分为a),b)和c)三个层次。其中仅对c)层次的执行人员提出对测量原理全面深入的研究要求,由于这些人员是测量设备研制、设计
7、人员,他们是有可能也必须对测量原理作全面深入的研究的。表4-1对c)层次的分项作了规范性的指导,留给执行者需要确定的两个问题: (1)分项时需要考虑那些误差因素? (2)这些误差因素与测量结果之间存在什么样的函数关系?5 4-3)条指出,“误差因素”就是“影响量”,只有与“测量装置”和“被测对象”有关的因素才能成为“误差因素”,并确定了它四大类七小类的实际内容,使得“误差因素”的研究有章可循,不再是茫无头绪的了。 表4-1误差分项方法形式规范,概念清楚,对执行人员的要求恰当,并且。使得它的正确的执行和广泛的推广成为可能。 4-4)条指出,按
8、误差原因的误差分项使误差项间的相关性简化为独立和线性相关两种情况。其同一误差原因引起的各误差项归并成一项的建
