1、测量不确定度评定的简化应用摘要：测量不确定度评定是计量专业实验数据处理中的一项重要内容，但由于应用频率低，要求高，因此一直是基层计量人员业务能力薄弱所在。由于测量不确定度评定方法复杂流程繁琐，不易掌握，因此在评定工作中常出现原理性的错误。本文对如何正确评定测量不确定以及评定方法提出了自己的观点，同时指出了评定中的难点及其处理方法，同时用图表的方式表示了评定的流程，对测量不确定度的应用进行了简化。通过文章的介绍，希望能使更多的计量人员提升对测量不确定的认识，并在实际工作中正确熟练地使用不确定度评定的方法。 关键词：建标、不确定度，测量评定 中图分类号： P207+.2 文献标识码： A 1 引言
2、： 由于混淆了不确定度和误差的关系，使评定出来的不确定度结果与真实值相差过大， 不能正确的对测量仪器做符合性判定。评定的过程中引入过多的影响较小的不确定度分量，评定流程不明确让整个评定过程变得复杂。 概述： 我国 JJF-1999 规范测量不确定度评定和表示和国际规范测量不确定度表示指南中，对“测量不确定度”做出如下定义：表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相关系的参数。是在统计状态下进行的测量，确定由随机误差引起的测量结果可能出现的区间。 测量不确定度评定应用的范围很广，对于不同的领域，测量不确定度评定的原理和步骤是相同的。图 1 是用流程图的方式表示测量不确定度评定步骤。 文章通过
3、对数字多用表误差的不确定进行评定，以实例的方式对不确定度评定中的难点进行了分析和解释。 图 1 测量不确定度来源分析 在对不确定度分析与评定时，明确不确定度来源，才能有效减少测量不确定度的分量，简化不确定度测量的工作程序，提高不确定度测量的工作效率。在数字多用表不确定度评定中，不确定来源主要考虑几个方面： 被测装置测量重复性引入的标准不确定度； 标准表的示值最大允许误差引入的标准不确定度； 标准表的校准引入的标准不确定度； 被测直流电压表（装置）分辨力引入的标准不确定度； 2.1 建立数学模型 为了提高不确定度测量的准确性，要建立相适应的评定模型，利用模型公式计算来减少测量不确定度的分量，提高
4、合成标准不确定度的科学性和准确性。 通常建标技术报告中的数学模型就是检定规程中的误差计算公式，根据所评定内容将各种不确定度分量带入公式中。评定数字多用表不确定度,采用的数学模型为: V=Vx-VN 式中：Vx -被测装置的示值； VN -直流标准电压表的示值； V-数表误差。 2.2 各输入量的标准不确定度的评定 不确定度通常由多个分量组成，对每一分量都要求评定标准不确定度。评定方法分为 A、B 两大类。A 类标准不确定度评定是用对观测列进行统计分析的方法，实现标准偏差表征。B 类标准不确定度评定则用不同于 A 类的其他方法求的，以估计的标准偏差表示。各标准不确定度分量的合成称为合成标准不确定
5、度。 2.4 不确定度的 A 类评定： 标准不确定度的 A 类评定是对一个被测量在重复性条件下重复测量了 n 次（n10） ，得到 n 个观测结果 ,根据贝塞尔公式 s(x)=，求的标准偏差。如果观测列数据出现一些明显偏离正常值的数据时，可依据拉依达准则剔除。 在重复性条件下对数字多用表 150V 测点重复测量十次， 根据贝塞尔公式求的标准偏差， s(x)=8.6010-4 自由度 x=18 2.5 不确定度 B 类评定： B 类不确定度是根据经验和资料及假设的概率分布估计的标准偏差表征，含有主观鉴别的成分。一般情况下取均匀分布，其标准偏差估算公式： (x)=/3公式 1 通过说明书等资料查的
6、数表的固有指标，根据公式 1 求的数表各不确定度分量 3 合成标准不确定度的计算 合成标准不确定 UC 用标准偏差给出，按JJF1001定义：当测量结果是由若干个其他量的值求得时，按其他各量的方差和协方差算得标准不确定度。当测量结果的标准不确定度由若干标准不确定度分量构成时，按方和根得到的标准不确定度。 得到各个标准不确定分量 Ui 后，需要将各个分量合成得到被测量的合成标准不确定度 UC。 各不确定度分量汇总及相对扩展不确定度计算电子表格 合成前必须确保所有的不确定度分量均用标准不确定度表示，如果存在其他形式表示的分量，则必须将其换算成标准不确定度。 在进行测量不确定度评定时应尽可能避免各分
7、量之间的相关性或者减弱相关性产生的作用。 合成标准不确定度 uc 的计算 检定装置检定/校准直流电压表的合成标准不确定度各输入量估计值彼此不相关，合成标准不确定度0.00105V 4 自由度的确定 各输入分量合成后的自由度称为有效自由度 eff，可按韦尔其一萨特思韦特公式计算: 公式 2 前面我们已经求出每一个输人分量的自由度 i，根据公式 2 求的eff =33.00 5 扩展不确定度的合成 扩展不确定度是确定测量结果区间的量，合理赋予被测量之值分布的大部分可望含于此区间。扩展不确定度是由合成标准不确定度的倍数表示的测量不确定度。通常用符号 U 表示： U = k(95)UC, -（6） 是
8、合成标准不确定 k 是包含因子, 这里 k 值一般为 2，有时为 3。取决于被测量的重要性、效益和风险。扩展不确定度是测量结果的取值区间的半宽度，可期望该区间包含了被测量之值分布的大部分。而测量结果的取值区间在被测量值概率分布中所包含的百分数，被称为该区间的置信概率、置信水准或置信水平，用 表示。这时扩展不确定度用符号表示，它给出了区间能包含被测量的可能值的大部分（比如 95%或 99%） 。 扩展不确定度的评定 检定装置检定/校准交流电压表的扩展不确定度的评定 取置信概率 p=95%，由=33，查JJF1059 一 1999附录 A 即可得到对应于扩展不确定度的包含因子 k(95)=2.03
9、 U95=k95uc=0.0021（V） 不确定度报告 检定 0.05 级直流电压表(装置)150V 点示值误差测量结果的扩展不确定度为：U95=0.0021V , eff=33。相对扩展不确定度为：U95rel =0.0014%，eff=33。 6 结论： 本文以实例的方式解决了基层计量人员计量不确定度评定时出现的原理性错误。通过本文能正确掌握 A、B 类评定的区别，能快速熟悉整个不确定度评定流程以及注意事项，在实际工作中准确地运用测量不确定度来促进计量检定工作的分析与评定。 参考文献： 1 葛琳，数字多用表不确定度评定方法探析青海电力 2006.9 2 刘天怀，自由度估算若干问题探讨中国计量 2001.9 3 李维明，测量不确定度自由度的评定方法及一般取值范围的探讨Industrial Measurement2007 4沈渭奎、余建平、杨华，测量不确定度在计量检定中的简化应用中国计量2012.3 5 江继延、郭海生、孙朝斌，数字电感测量仪现场测量不确度来源分析 2012.2
