JJF1059―1999《测量不确定度》课件.ppt

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1、JJF1059—1999《测量不确定度评定与表示》理解与应用1.测量不确定度的概念（是什么？）1.1影响测量结果正确性的因素测量设备测量方法测量结果测量环境操作人员被测对象所有影响因素发生的现象不外乎随机性的和系统性的两种。1.1测量的随机效应1.1.1随机事件的数字特征测量是一个随机事件。随机事件具有两个重要的数字特征，即试验结果的集中性和试验结果的分散性。集中性的含义是：随机事件的任一次试验，都是一个可能，只有进行无数次试验才能反映事件的规律。其规律即是，在所有的试验结果中中间的密度高，越往两端密度越低。最理想的测量结果即是无数次试验的数学期望（即反映随机事件试验结果的集中

2、性，称之为“总体平均值”），其定义是：即总体平均值：分散性的含义是：随机事件无数次试验的结果是一正态分布，其密度函数的曲线象似一个倒挂的钟，所有结果相对于总体平均值的分散性用方差的算术平均根表示（用字母表示）。随机事件方差的定义是：即总体标准偏差：1.1.2正态分布的概率在，范围的概率为68.27%；在，范围的概率为95.45%；在，范围的概率为99.73%。68.27%95.45%99.73%1.1.3统计技术随机事件进行无数次试验是做不到的，用有限次试验的结果来推断无数次试验的结果的技术即是统计技术。有限次试验的结果所具有的试验结果的集中性和试验结果的分散性，分别用样本平均

3、值和实验标准偏差表示，用有限次试验的结果的平均值来推断无数次试验结果的平均值是无偏估计，即：，用式①表示；而用有限次试验的结果的分散性来推断无数次试验结果的分散性则不是无偏估计，即因：，而是用来推断，这就是著名的贝赛尔公式：，用式②表示；贝赛尔公式表示了单次测量的结果相对于均值的分散性，鉴于均值接近总体均值的分散程度与随样本量有关，反映接近总体均值的分散程度用算术平均值标准差来表示（或用），即：，用式③表示。上述式①、②、③是用于随机效应影响测量结果的三个重要公式。1.2测量的系统效应被测量的真值是无法得到的，而是用约定真值，即计量标准值来替代。用计量标准值来替代真值进行量值传

4、递，之差对测量结果的影响即是测量的系统效应之一。类似于对测量结果产生一个或正或负的影响的效应统称为测量的系统效应。如测量环境的影响、操作者操作技能的影响、测量方法的影响、数字修约的影响、测量设备分辨力的影响、测量设备的漂移或滞后的影响等。1.3测量不确定度定义、分类与字母表示A类标准不确定度（用统计方法得到）标准不确定度B类标准不确定度（用其他方法得到）不确定度合成标准不确定度或确定度或扩展不确定度或（为包含因子）2测量不确定度评定与计算（怎么算？）2.1A类标准不确定度计算A类标准不确定度是指测量随机效应引入的标准不确定度,用A类评定。A类评定指用对样本观测值的统计分析进行不

5、确定度评定的方法。计算公式为：通常鉴于日常的检测重复性测量次数不会太多，仅在首次试验或偶作的试验才使重复性测量次数较大，此时采用1≤m≤n2.1.1贝赛尔公式法（1）求平均值=（2）计算单次测量的实验标准差S(x)S(x)=自由度υA=n-1（3）计算标准不确定度值或（注意合理地取定m值，一般地n≥6）2.1.2极差法（1）求极差RR=xmax-xmin（2）查极差系数表确定对应测量次数n的极差系数C，计算实验标准差S(x)S(x)=R/C（3）计算标准不确定度值（极差系数C查极差系数表，一般地2≤n≤5。注意：此种方法限测量结果接近正态分布时使用为宜）2.2B类标准不确定度计

6、算B类标准不确定度指采用标准不确定度B类评定,即用不同于统计分析的其他方法进行不确定度评定的方法。B类评定方法获得不确定度，不是依赖于对样本数据的统计，他必然要设法利用与被测量有关的其他先验信息来进行估计。因此，如何获取有用的先验信息十分重要，而且如何利用好这些先验信息也很重要。2.2.1B类标准不确定度计算公式：其中为（输入量）置信区间（或不正确区间）的半宽度；为置信水平的包含因子（即输入量根据在不正确区间内的概率分布确定）。2.2.2几种常见误差的分布情形及其标准不确定度估计（1）测量设备误差的影响①测量设备具有校准证书时，直接采用证书上提供的扩展不确定度和包含因子（当提供

7、的是和有效自由度时，应通过查分布表）。②测量设备具有检定证书时，在该类设备的检定规程上查得最大允许误差，当对包含因子无相关说明时，一般估计为均匀分布，取，③测量设备具有测试报告时，在该类设备的使用说明书或相关资料上查得最大允许误差，计算方法同上。④测量设备用引用误差表达时，测量上限为的级电表，其最大引用误差限为按均匀分布，标准不确定度为：（2）数字舍入误差的影响舍入误差的最大误差界限为0.5（末），按均匀分布考虑，故标准不确定度为：（或0.29（末））（3）仪器分辨力设仪器的分辨力为　，则其