测量不确定度评定作业指导书.doc

测量不确定度评定作业指导书
一。目的:规定了测量不确定度的评定方法,保证实验室对测量结果进行不确定度评定和报告出具。
二.适用范围：适用于各检测项目的不确定度评定与表示。
三。依据的技术文件:JJF1059.1Y2012 测量不确定度的评定与表示.
四. 不确定度的评定方法:
测量不确定度评定依据JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》进行，应对由仪器设备、人员、试验环境、试验方法等各方面可能引入的不确定度分量进行全面分析，然后根据JJF 1059.1-2012的要求合成不确定度，作出正确的分析报告。不确定度愈小，分析测试结果与真值愈靠近，其质量愈高，数据愈可靠。因此，测量不确定度就是对测量结果质量和水平的定量表征。
五.测量不确定度评定的步骤：
（一）、一般评定不确定度的流程如下：
建立数学模型
分析不确定度来源
计算合成标准不确定度uc
评定标准不确定度分量ui

确定扩展不确定度U

图1 评定测量不确定度的流程图
（二）、建立测量的数学模型
测量的数学模型是指测量结果与其直接测量的量、引用的量以及影响量等有关量之间的数学函数关系.当被测量Y由N个其他量X1、X2、…、XN的函数关系确定时，被测量的数学模型为：
Y = f (X1、X2、…、XN）
(三）、测量不确定度的来源
一般应从被测量、样本离散性、环境、人员、仪器设备、方法、试剂、用于数据计算的常量及其他参量、测量方法及测量重复性等方面考虑不确定度来源。详细介绍如下：
1、对被测量的定义不完整或不完善
若在定义要求的温度和压力下测量，就可避免由此引起的不确定度。
2、实现被测量定义的方法不理想
如上例，被测量的定义虽然完整，但由于测量时温度和压力实际上达不到定义的要求(包括由于温度和压力的测量本身存在不确定度），使测量结果中引入了不确定度。
3、取样的代表性不够，即被测量的样本不能代表所定义的被测量
例如:测量某种介质材料在给定频率下的相对介质常数，由于测量方法和测量设备的限制,只能取这种材料的一部分作为样块进行测量.如果测量所用的样块在材料的成分或均匀性方面不能完全代表定义的被测量，则样块将引起不确定度。
4、对被测量过程受环境影响的认识不周全，或对环境条件的测量与控制不完善。同样以上述钢棒为例，不仅温度和压力影响其长度，实际上，湿度和钢棒的支撑方式都有明显影响。但由于认识不足,没有采取措施，就会引起不确定度。
5、对仪器的读数存在人为偏差
例如在化学分析滴定测试中，对滴定管的读数就存在着人为偏差引起的不确定度。
6、测量仪器的分辨力
数字式测量仪器的不确定度来源之一，是其指示装置的分辨力，如天平的分辨率对称量质量产生的不确定度。这是我们进行B类不确定度评定的一个重要因素.
7、赋予测量标准和标准物质的值不准
通常的测量是通过被测量与测量标准的给定值进行比较实现的，因此,该测量标准的不确定度将直接引入测量结果。例如:用天平测量时，测得质量的不确定度中包括了标准砝码的不确定度。
8、用于数据计算的常量和其他参量不准
例如:在校准玻璃仪器时,要用到水的密度随温度不同的校正系数.查有关数据手册可以找到所需的值，与此同时，也可从手册上查出或计算出该值的不确定度，它同样是测量结果不确定度的一个来源。
9、测量方法和测量程序的近似性和假定性
例如:被测量表达式的近似程度，自动测试程序的迭代程度，电测量中由于测量系统不完善引起的绝缘漏电、热电势、引线电阻上的压降等,均会引起不确定度。
10、实验过程引入的不确定度
例如化学分析测定中标准溶液配制、分取、稀释和测定所带来的不确定度。
11、在表面上看来完全相同的条件下,被测量重复观测值的变化
在实际工作中我们经常发现，无论怎样控制环境条件以及各类对测量结果可能产生影响的因素,而最终的测量结果总会存在一定的分散性，即多次测量的结果并不完全相同。这种现象是一种客观存在，是由一些随机效应造成的，这也是一种不确定来源.
上述不确定度的来源不一定是独立的，例如,第11项可能与前面各项都有关.
（四）、评定标准不确定度分量
对于每一项不确定度来源不必去区分其性质是随机的影响还是系统的影响，而是要考虑一下可以用什么方法估计其标准偏差.标准不确定度的评定分A类评定方法和B类评定方法，可以通过测量得到的数据用统计方法计算其试验标准偏差的为A类评定，也可称为A类不确定度；其余的都属于B类评定也可称为B类不确定度，它是由基于经验或其它信息的概率分布而估计的.
1.A类标准不确定度用uA（x）表示，计算公式如下：
2.B类标准不确定度用uB表示，计算公式如下：
式中,a为被测量可能值区间的半宽度，k为置信因子(或包含因子）。
（五）、计算合成标准不确定度
合成标准不确定度是由各种标准不确定度分量合成得到的，不论各标准不确定度分量是由A类评定还是B类评定得到的。
当被测量Y由N个其他量X1、X2、…、XN的函数关系确定时,被测量的测量结果为：
y = f（x1，x2,…，xN）
测量结果y的合成标准不确定度uc（y）按下式计算：
式中，y为输出量的估计值，即被测量的测量结果；xi为输入量的估计值；N为输入量的数量；为偏导数，称为灵敏系数；为输入量xi的标准不确定度。
（六)、确定扩展不确定度
扩展不确定度是测量不确定度评定报告中最终给出的结果，扩展不确定度U由合成标准不确定度乘包含因子得到：
U=kuc
（七)、测量不确定度的报告
测量结果可表示为：
Y= y±U
y是被测量Y的最佳估计值,被测量Y的可能值以较高的包含概率落在[y﹣U，y﹢U]区间内，即y﹣U ≤Y≥ y﹢U,扩展不确定度U是该统计包含区间的半宽度。