計(jì)量管理人員及校準(zhǔn)檢定檢測(cè)檢驗(yàn)人員綜合實(shí)用技能培訓(xùn)2012

1,二一二年三月,“計(jì)量管理人員及校準(zhǔn)/檢定/檢測(cè)/檢驗(yàn)人員綜合實(shí)用技能”培訓(xùn)班,第三章測(cè)量數(shù)據(jù)處理,第一節(jié)測(cè)量誤差的處理,4,一、系統(tǒng)誤差發(fā)現(xiàn)和減小系統(tǒng)誤差的方法,（一）系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)在規(guī)定的測(cè)量條件下多次測(cè)量同一個(gè)被測(cè)量，從所得的測(cè)量結(jié)果與計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)的量值之差可以發(fā)現(xiàn)并得到恒定的系統(tǒng)誤差估計(jì)值。在測(cè)量條件改變時(shí)，例如隨時(shí)間、溫度、頻率等條件改變時(shí)，測(cè)量結(jié)果按某一確定的規(guī)律變化，可能是線性或非線性地減小或增長(zhǎng)，就可能發(fā)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果中存在可變的系統(tǒng)誤差。,5,一、系統(tǒng)誤差發(fā)現(xiàn)和減小系統(tǒng)誤差的方法,（二）減小系統(tǒng)誤差的方法1、采用修正的方法當(dāng)已知系統(tǒng)誤差時(shí)，可以采用對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正的方法以減小系統(tǒng)誤差。2、在實(shí)驗(yàn)中盡可能減小產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的因素如盡量調(diào)整到水平、垂直、平行等理想位置；用數(shù)字儀表代替模擬儀表減小讀數(shù)誤差；采用先后加衰減器的方法減小失配等。,6,一、系統(tǒng)誤差發(fā)現(xiàn)和減小系統(tǒng)誤差的方法,3、選擇適當(dāng)測(cè)量方法使系統(tǒng)誤差相互抵消（2）減小可變系統(tǒng)誤差的方法合理地設(shè)計(jì)測(cè)量順序可以減小測(cè)量系統(tǒng)的線性漂移或周期性變化引入的系統(tǒng)誤差。用半周期偶數(shù)測(cè)量法減小周期性系統(tǒng)誤差周期性系統(tǒng)誤差通常表示為：=asin(2l/T)相隔半個(gè)周期的兩個(gè)測(cè)量結(jié)果中的誤差是大小相等方向相反的，所以凡是相隔半個(gè)周期的一對(duì)測(cè)量值的均值中不再含有此項(xiàng)誤差。此方法廣泛應(yīng)用于測(cè)角儀上。,7,一、系統(tǒng)誤差發(fā)現(xiàn)和減小系統(tǒng)誤差的方法,（三）修正系統(tǒng)誤差的方法1、在測(cè)量結(jié)果上加修正值已修正的測(cè)量結(jié)果=未修正測(cè)量結(jié)果+修正值2、對(duì)測(cè)量結(jié)果乘修正因子已修正的測(cè)量結(jié)果=未修正測(cè)量結(jié)果*修正因子3、畫修正曲線4、制定修正表,8,二、實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差的估值方法,實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差用有限次測(cè)量數(shù)據(jù)得到的標(biāo)準(zhǔn)偏差的估計(jì)值稱為實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差，用“s”表示。實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差的估值方法貝賽爾公式法最大殘差法極差法較差法（阿侖方差）,9,二、實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差的估值方法,(1)貝賽爾公式法（n10）若在重復(fù)條件下對(duì)被測(cè)量X作n次獨(dú)立重復(fù)測(cè)量，得到的測(cè)量結(jié)果為xi，則單次測(cè)量結(jié)果xi的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差：算術(shù)平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差：,=n-1為自由度；,為殘差；,由貝賽爾公式法估算的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差是被測(cè)量殘差的統(tǒng)計(jì)平均值；,10,二、實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差的估值方法,(2)最大殘差法從有限次獨(dú)立重復(fù)測(cè)量的一系列測(cè)量值中找到最大殘差，并根據(jù)測(cè)量次數(shù)查殘差系數(shù)cn值，按下式計(jì)算估計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)偏差：,11,二、實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差的估值方法,(3)極差法（測(cè)量次數(shù)49時(shí)）若在重復(fù)條件下對(duì)被測(cè)量X作n次獨(dú)立重復(fù)測(cè)量，n個(gè)測(cè)量結(jié)果中最大值和最小值之差為R，則單次測(cè)量結(jié)果xi的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為：A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度,12,二、實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差的估值方法,例：對(duì)某量測(cè)量9次，測(cè)得數(shù)據(jù)為：1225、1258、1258、1253、1252、1252、1256、1189、1240。貝賽爾公式法極差法,自由度為=8,自由度為=6.8,13,二、實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差的估值方法,(5)各種估值方法的比較貝賽爾公式法是一種最基本的方法，但是n很小時(shí)其估計(jì)值的不確定度較大，因此它適合于測(cè)量次數(shù)較多的情況；極差法和最大殘差法較簡(jiǎn)單，但當(dāng)測(cè)量數(shù)據(jù)的概率分布偏離正態(tài)分布較大時(shí)，應(yīng)當(dāng)用貝賽爾公式法；較差法更適合隨即過程的方差分析，如測(cè)量頻率穩(wěn)定度的阿倫方差就屬于該方法。,14,三、算術(shù)平均值及其實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算,（一）算術(shù)平均值的計(jì)算在相同條件下對(duì)被測(cè)量X進(jìn)行有限次獨(dú)立重復(fù)測(cè)量，測(cè)的一系列值x1，x2，xn，其算術(shù)平均值為：由大數(shù)定理可以證明，算術(shù)平均值是期望的最佳估計(jì)值。它是期望的無偏估值；算術(shù)平均值是有限次測(cè)量的均值，所以是由樣本構(gòu)成的統(tǒng)計(jì)量，它本身也是隨機(jī)變量；由于算術(shù)平均值是期望的最佳估計(jì)值，通常用算術(shù)平均值作為測(cè)量結(jié)果。,15,三、算術(shù)平均值及其實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算,（二）算術(shù)平均值實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算（三）實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差的標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算,16,四、異常值的判定和剔除,異常值（離群值）在對(duì)一個(gè)被測(cè)量重復(fù)觀測(cè)所獲得的若干觀測(cè)結(jié)果中，出現(xiàn)了與其它值偏離較遠(yuǎn)且不符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律的個(gè)別值。他們可能屬于來自不同的總體，或?qū)儆谝馔獾?、偶然的測(cè)量錯(cuò)誤。也稱為存在著“粗大誤差”。振動(dòng)、電源變化、電磁干擾等意外條件變化；讀數(shù)或記錄錯(cuò)誤等人為因素。,17,四、異常值的判定和剔除,物理判別法在測(cè)量過程中確實(shí)是因記錯(cuò)、讀錯(cuò)數(shù)據(jù)，儀器的突然故障，或外界條件的突變等異常情況引起的異常值，應(yīng)隨時(shí)發(fā)現(xiàn)隨時(shí)剔出。這種從技術(shù)上和物理上找出產(chǎn)生異常值的原因，是發(fā)現(xiàn)和剔出異常值的首要方法。統(tǒng)計(jì)判別法有時(shí)在測(cè)量完成后也不能確知可疑值是否為粗大誤差，就需要采用統(tǒng)計(jì)判別法。,18,四、異常值的判定和剔除,1、拉依達(dá)準(zhǔn)則（3準(zhǔn)則）對(duì)被測(cè)量X進(jìn)行n次獨(dú)立重復(fù)測(cè)量，得到一系列數(shù)據(jù)：x1,x2,xd，xn(1)計(jì)算平均值(2)計(jì)算實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差(3)找出可疑的測(cè)量值xd，求可疑值的殘差：(4)若vd3s(x)，則xd為異常值，予以剔除。適合測(cè)量次數(shù)大于50的情況,19,四、異常值的判定和剔除,1、拉依達(dá)準(zhǔn)則（3準(zhǔn)則）由貝賽爾（Bessel）公式知：當(dāng)n10時(shí)，3準(zhǔn)則剔除粗大誤差注定失效！,20,四、異常值的判定和剔除,2、格拉布斯（Grubbs）準(zhǔn)則對(duì)被測(cè)量X進(jìn)行n次獨(dú)立重復(fù)測(cè)量，得到一系列數(shù)據(jù)：x1,x2,xd，xn(1)計(jì)算平均值(2)計(jì)算實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差(3)找出可疑的測(cè)量值xd，求可疑值的殘差：(4)若vdGs(x)，則xd為異常值，予以剔除，g值可查表得到。對(duì)樣本中只混入一個(gè)異常值的情況，用該準(zhǔn)則檢驗(yàn)功效最高。,1950年，Grubbs根據(jù)順序統(tǒng)計(jì)量的某種分布規(guī)律提出一種判別粗差的準(zhǔn)則。,21,四、異常值的判定和剔除,三種判別準(zhǔn)則比較大樣本情形（n50）用3準(zhǔn)則最簡(jiǎn)單方便；30n50時(shí)，用Grubbs準(zhǔn)則效果最好；3n30時(shí)，用Grubbs準(zhǔn)則適于剔除一個(gè)異常值，用Dixon準(zhǔn)則適于剔除一個(gè)以上異常值。實(shí)際工作中可選用多種判別方法如果結(jié)論一致，可以剔除；如果結(jié)論不一致，則應(yīng)慎重；當(dāng)無法判斷的情形時(shí)，一般以不是異常值處理為好。,22,五、測(cè)量重復(fù)性和測(cè)量復(fù)現(xiàn)性,（一）測(cè)量重復(fù)性評(píng)定1、測(cè)量?jī)x器的重復(fù)性（repeatability）在相同條件下，重復(fù)測(cè)量同一被測(cè)量，測(cè)量?jī)x器提供相近示值的能力。這些條件稱為重復(fù)條件；重復(fù)條件包括：相同的測(cè)量程序、觀測(cè)者、相同的測(cè)量?jī)x器、相同地點(diǎn)、在短時(shí)間內(nèi)重復(fù)測(cè)量。重復(fù)性可用測(cè)量結(jié)果/示值的分散性定量表示。,23,五、測(cè)量重復(fù)性和測(cè)量復(fù)現(xiàn)性,（一）測(cè)量重復(fù)性評(píng)定2、測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性評(píng)定在相同測(cè)量條件下，對(duì)同一被測(cè)量連續(xù)進(jìn)行多次測(cè)量所得結(jié)果之間的一致性。重復(fù)性可以用測(cè)量結(jié)果的分散性定量表示，用實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差表示；重復(fù)性條件包括：相同測(cè)量程序、相同觀測(cè)者、相同條件下使用相同測(cè)量器具、相同地點(diǎn)和在短期內(nèi)進(jìn)行重復(fù)測(cè)量。,24,五、測(cè)量重復(fù)性和測(cè)量復(fù)現(xiàn)性,（二）測(cè)量復(fù)現(xiàn)性的評(píng)定在變化的測(cè)量條件下，同一被測(cè)量的測(cè)量結(jié)果之間的一致性。在給出復(fù)現(xiàn)性時(shí)應(yīng)說明改變條件的詳細(xì)情況；變化的測(cè)量條件包括：測(cè)量原理、方法、觀測(cè)者、器具、參照標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)量地、使用條件和測(cè)量時(shí)間;復(fù)現(xiàn)性可以用測(cè)量結(jié)果的分散性定量表示；,25,七、計(jì)量器具誤差的表示與評(píng)定,（一）示值誤差和最大允許誤差1、示值誤差（errorofindication）定義：測(cè)量?jī)x器示值與對(duì)應(yīng)輸入量的真值之差測(cè)量?jī)x器的示值就是由測(cè)量?jī)x器提供的量值由于真值不能確定，實(shí)際上用的是約定真值示值誤差=示值-校準(zhǔn)值絕對(duì)示值誤差相對(duì)示值誤差,由顯示器讀出的值稱為直接示值，有時(shí)測(cè)量?jī)x器的示值是由直接示值乘以儀器常數(shù)得到。,對(duì)實(shí)物量具，其示值就是其標(biāo)稱值。,如：標(biāo)準(zhǔn)電壓源輸出電壓為1.000V，被檢數(shù)字電壓表指示為1.005V。則數(shù)字電壓表示值誤差=1.005V-1.000V=0.005V；相對(duì)示值誤差=0.005V/1.000V=0.05%。,如：標(biāo)稱值為100的標(biāo)準(zhǔn)電阻器，用高一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)后其值為100.003。則該標(biāo)準(zhǔn)電阻示值誤差為：100-100.003=-0.003。,26,七、計(jì)量器具誤差的表示與評(píng)定,1、示值誤差示值誤差可能是正值，也可能是負(fù)值；同一型號(hào)的不同儀器，其示值誤差一般不同；即使是同一臺(tái)儀器，其不同測(cè)量點(diǎn)的示值誤差也可能各不相同；示值誤差必須經(jīng)過校準(zhǔn)或檢定才能得到。,示值誤差的評(píng)定：比較法、分步法、組合法,27,七、計(jì)量器具誤差的表示與評(píng)定,2、最大允許誤差（maximumpermissibleerror）定義：技術(shù)規(guī)范、規(guī)程中規(guī)定的測(cè)量器具的允許誤差極限值；有時(shí)也稱測(cè)量?jī)x器的允許誤差限；它是由規(guī)范或儀器生產(chǎn)廠規(guī)定的不得超過的誤差限，一般有上限和下限，在大多數(shù)情況下，為對(duì)稱限。,28,七、計(jì)量器具誤差的表示與評(píng)定,2、最大允許誤差,29,七、計(jì)量器具誤差的表示與評(píng)定,最大允許誤差的表示形式(1)以絕對(duì)誤差形式表示:=a最大允許誤差限不隨示值而變；注意應(yīng)有數(shù)值和測(cè)量單位。例如：精密玻璃水銀溫度計(jì)，測(cè)量范圍為：0C50C，最大允許誤差為0.2C。如果測(cè)量30C,則允許范圍為29.8C30.2C。,30,七、計(jì)量器具誤差的表示與評(píng)定,最大允許誤差的表示形式(2)以相對(duì)誤差形式表示：=/x100%x為測(cè)量?jī)x器的示值或?qū)嵨锪烤叩臉?biāo)稱值。最大允許誤差限隨示值而變；沒有測(cè)量單位。例如：標(biāo)稱值為1M的電阻，注明允許誤差限為1%，則該電阻的允許誤差上限為10k，下限為-10k。,31,七、計(jì)量器具誤差的表示與評(píng)定,最大允許誤差的表示形式(3)以引用誤差形式表示:=/xN100%xN為引用值（特定值），通常是量程上限，或滿刻度值。引用誤差不隨示值而變，但與量程有關(guān)例如:0.25級(jí)彈簧式精密壓力表的最大允許誤差為“0.25%滿刻度值”，在儀器任意刻度值上允許誤差限不變。,32,七、計(jì)量器具誤差的表示與評(píng)定,最大允許誤差的表示形式(4)以絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差組合的形式表示例如:標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺為=(0.04mm+410-5L)脈沖寬度在(0.110)s的最大允許誤差為:=（10%+0.025s)(5)以相對(duì)誤差和引用誤差組合的形式表示例如:數(shù)字電壓表在測(cè)量電阻時(shí)的最大允許誤差為(1010-6讀數(shù)+0.510-6量程)注意：用最大允許誤差表示時(shí)，其數(shù)值前必須加“”號(hào)。,33,七、計(jì)量器具誤差的表示與評(píng)定,（二）測(cè)量?jī)x器特性的符合性評(píng)定測(cè)量?jī)x器的符合性評(píng)定（合格評(píng)定）就是評(píng)定測(cè)量?jī)x器的示值誤差是否在最大允許誤差范圍之內(nèi)，即測(cè)量?jī)x器是否符合其技術(shù)指標(biāo)要求；由于標(biāo)準(zhǔn)值具有不確定度，因此由計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)檢定儀器時(shí)會(huì)在合格評(píng)定中帶來誤判風(fēng)險(xiǎn)；誤判風(fēng)險(xiǎn)的大小與標(biāo)準(zhǔn)值的不確定度和被檢儀器示值的最大允許誤差之比有關(guān)。,34,七、計(jì)量器具誤差的表示與評(píng)定,例：對(duì)最大允許誤差為110-5，標(biāo)稱值為10的標(biāo)準(zhǔn)電阻器進(jìn)行校準(zhǔn)，其校準(zhǔn)值為9.9999851，校準(zhǔn)的擴(kuò)展不確定度為20，置信水平為95%，求該標(biāo)準(zhǔn)電阻的示值誤差，能否下合格結(jié)論?為什么?答：（1）標(biāo)準(zhǔn)電阻的最大允許誤差的絕對(duì)值為110-5，校準(zhǔn)的擴(kuò)展不確定度U95=20/10=210-6,它與被校標(biāo)準(zhǔn)電阻的最大允許誤差的絕對(duì)值之比1/5，滿足量值傳遞的要求。（2）標(biāo)準(zhǔn)電阻示值誤差=10-9.9999851=0.0000149相對(duì)示值誤差=0.0000149/9.9999851=1.510-6,，由于相對(duì)示值誤差的絕對(duì)值(1.510-6)小于最大允許誤差的絕對(duì)值(110-5),所以符合技術(shù)指標(biāo)要求，檢定結(jié)論為“合格”。,35,八、計(jì)量器具其他計(jì)量特性的評(píng)定,1、測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確度等級(jí)以最大允許誤差評(píng)定準(zhǔn)確度等級(jí)依據(jù)有關(guān)規(guī)程和技術(shù)規(guī)范，當(dāng)測(cè)量?jī)x器的示值誤差不超過某一檔次的最大允許誤差要求，且其它相關(guān)特性也符合規(guī)定的要求時(shí)，則可判定該測(cè)量?jī)x器在該準(zhǔn)確度級(jí)別合格；使用這種儀器時(shí)，可直接用示值，不需要加修正值。如：彈簧式精密壓力表，用引用誤差的最大允許誤差表示的準(zhǔn)確度等級(jí)分別為：0.05級(jí),0.1級(jí),0.16級(jí),0.25級(jí)等等。,36,八、計(jì)量器具其他計(jì)量特性的評(píng)定,1、測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確度等級(jí)以實(shí)際值的測(cè)量不確定度評(píng)定準(zhǔn)確度等級(jí)依據(jù)計(jì)量檢定規(guī)程對(duì)測(cè)量?jī)x器進(jìn)行檢定，得出測(cè)量?jī)x器實(shí)際值，其擴(kuò)展不確定度滿足某一檔次的要求，且其它相關(guān)特性也符合規(guī)定的要求時(shí)，則可判定該測(cè)量?jī)x器在該準(zhǔn)確度等別合格；這表明測(cè)量?jī)x器實(shí)際值的擴(kuò)展不確定度不超出某個(gè)給定的極限；用這種方法評(píng)定的儀器在使用時(shí)，必須加修正值，或使用校準(zhǔn)曲線。,37,八、計(jì)量器具其他計(jì)量特性的評(píng)定,38,八、計(jì)量器具其他計(jì)量特性的評(píng)定,2、測(cè)量?jī)x器的分辨力測(cè)量?jī)x器的顯示裝置能有效辨別的最小示值差對(duì)數(shù)字儀器而言,分辨力是變化一個(gè)最小有效數(shù)字時(shí)的示值變化.如:某五位半數(shù)字電壓表，其末位變化一個(gè)字表示示值變化1V，則分辨力為1V；頻率計(jì)數(shù)器最低數(shù)字顯示變化一個(gè)字的示值差為1Hz，則分辨力為1Hz；模擬儀表顯示裝置任意兩個(gè)相鄰標(biāo)記之間最小分度的一半為其分辨力某一尺子最小分度為1mm，則其分辨力為0.5mm。,39,八、計(jì)量器具其他計(jì)量特性的評(píng)定,3、測(cè)量?jī)x器的靈敏度在規(guī)定的某激勵(lì)值上通過一個(gè)小的激勵(lì)x，得到相應(yīng)變化為y,則S=y/x即為該激勵(lì)下的靈敏度;測(cè)量?jī)x器的響應(yīng)變化與響應(yīng)激勵(lì)變化之比值。如：某記錄儀的輸入電壓改變1V，走紙0.2cm，則其靈敏度為0.2cm/V；如：某熱敏電阻的溫度變化1C，其阻值變化0.1，則其靈敏度為0.1/C。,40,八、計(jì)量器具其他計(jì)量特性的評(píng)定,4、測(cè)量?jī)x器的鑒別力在一定激勵(lì)和輸出響應(yīng)下，通過緩慢單方向地逐步改變激勵(lì)輸入，觀察其輸出響應(yīng)，使測(cè)量?jī)x器產(chǎn)生恰能覺察有響應(yīng)變化時(shí)的激勵(lì)變化。使測(cè)量?jī)x器產(chǎn)生未察覺的響應(yīng)變化的最大激勵(lì)變化，這種激勵(lì)變化應(yīng)是較慢的和單向的。如：檢定活塞壓力真空計(jì)時(shí)，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)壓力計(jì)和被檢活塞壓力真空計(jì)在上限壓力下平衡后，在被檢活塞壓力真空計(jì)上加放的剛能破壞活塞平衡的最小砝碼的質(zhì)量即為被檢活塞壓力真空計(jì)的鑒別力。,41,八、計(jì)量器具其他計(jì)量特性的評(píng)定,6、測(cè)量?jī)x器的漂移測(cè)量器具計(jì)量特性的慢變化。由不受控的影響量的系統(tǒng)影響所引起的，一般用單位時(shí)間內(nèi)的變化或使用一定次數(shù)后的變化來表示。實(shí)質(zhì)上，漂移是一種隨時(shí)間和使用次數(shù)而改變的系統(tǒng)誤差。,42,八、計(jì)量器具其他計(jì)量特性的評(píng)定,7、測(cè)量?jī)x器的響應(yīng)特性在規(guī)定條件下，激勵(lì)與對(duì)應(yīng)響應(yīng)之間的關(guān)系。頻率響應(yīng)，溫度響應(yīng)等，如熱電偶的電動(dòng)勢(shì)是溫度的函數(shù)；可以用表格、曲線、數(shù)學(xué)方程式等形式表示；當(dāng)激勵(lì)按時(shí)間的函數(shù)變化時(shí)，傳遞函數(shù)（響應(yīng)的拉普拉斯變換除以激勵(lì)的拉普拉斯變換）是響應(yīng)特性的一種形式。,第二節(jié)測(cè)量不確定度的表示與評(píng)定,44,第二節(jié)測(cè)量不確定度的表示與評(píng)定,概率統(tǒng)計(jì)基本知識(shí)數(shù)學(xué)期望、方差、標(biāo)準(zhǔn)偏差常用概率分布函數(shù)相關(guān)系數(shù)、協(xié)方差不確定度的評(píng)定方法不確定度來源和數(shù)學(xué)模型標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評(píng)定不確定度的合成,45,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,(一)分析不確定度來源1、被測(cè)量的定義不完全2、復(fù)現(xiàn)被測(cè)量的測(cè)量方法不理想3、被測(cè)量的樣本可能不完全代表定義的被測(cè)量4、對(duì)環(huán)境條件的影響認(rèn)識(shí)不足5、人員的讀數(shù)偏差6、測(cè)量?jī)x器計(jì)量性能的局限性（如分辨力等）,46,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,(一)分析不確定度來源7、測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)或測(cè)量設(shè)備不完善8、數(shù)據(jù)處理時(shí)所引用的常數(shù)或其他參數(shù)不準(zhǔn)確9、測(cè)量方法、測(cè)量系統(tǒng)和測(cè)量程序不完善10、相同條件下，被測(cè)量重復(fù)觀測(cè)的隨機(jī)變化11、修正不完善,47,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,（二）建立測(cè)量的數(shù)學(xué)模型測(cè)量的數(shù)學(xué)模型是指測(cè)量結(jié)果與其直接測(cè)量的量、引用的量、影響量等有關(guān)量之間的函數(shù)關(guān)系。當(dāng)被測(cè)量Y由N個(gè)其它量X1，X2，XN的函數(shù)關(guān)系確定時(shí)，被測(cè)量Y的數(shù)學(xué)模型為：Y=f(X1，X2，XN)輸出量Y的估計(jì)值y與各輸入量Xi的估計(jì)值的函數(shù)關(guān)系為：y=f(x1,x2,xN),R=I/VI、V為輸入量，R為輸出量,48,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,數(shù)學(xué)模型的輸入量當(dāng)前直接測(cè)量的量；由以前測(cè)量獲得的量；由手冊(cè)或其它資料得來的量；對(duì)被測(cè)量有明顯影響的量。,如數(shù)學(xué)模型R=R01+(t-t0)中，溫度t是當(dāng)前直接測(cè)量的影響量，R0可以是以前測(cè)得的，溫度系數(shù)是從手冊(cè)中查得的。,49,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,（三）標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評(píng)定分為A類評(píng)定方法和B類評(píng)定方法標(biāo)準(zhǔn)不確定度A類評(píng)定：用對(duì)測(cè)量樣本統(tǒng)計(jì)分析進(jìn)行不確定度評(píng)定的方法稱為不確定度的A類評(píng)定，用A類評(píng)定方法得到的標(biāo)準(zhǔn)不確定度稱A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度。用實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差表征。標(biāo)準(zhǔn)不確定度B類評(píng)定：用不同于測(cè)量樣本統(tǒng)計(jì)分析的其他方法進(jìn)行不確定度評(píng)定的方法稱不確定度的B類評(píng)定。,50,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,1、標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的A類評(píng)定方法貝賽爾公式法極差法較差法（阿侖方差）最小二乘法預(yù)期值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差合并樣本實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差（組間標(biāo)準(zhǔn)偏差）,51,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,(1)基本評(píng)定流程對(duì)被測(cè)量X作n次獨(dú)立重復(fù)測(cè)量，得到的測(cè)量數(shù)據(jù)x1，x2，xn；計(jì)算算術(shù)平均值；計(jì)算單次測(cè)量結(jié)果xi的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差；計(jì)算A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度（自由度為n-1）：,52,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,(1)基本評(píng)定流程單次測(cè)量值作為測(cè)量結(jié)果n次測(cè)量的算術(shù)平均值作為測(cè)量結(jié)果m次測(cè)量算術(shù)平均值作為測(cè)量結(jié)果,若測(cè)量?jī)x器比較穩(wěn)定，通過過去測(cè)量所得的單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差可以保持相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間不變，則在今后一段時(shí)間內(nèi)可以使用該數(shù)據(jù)。,53,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,(2)測(cè)量過程的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定對(duì)于一個(gè)測(cè)量過程，如果采用核查標(biāo)準(zhǔn)的方法使其處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，則該測(cè)量過程的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為合并樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差。自由度為k(n-1)。若每次測(cè)量時(shí)核查次數(shù)n相同，每次核查的樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差為si，共核查k此，則合并樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差為：在此測(cè)量過程中，測(cè)量結(jié)果的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度,54,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,2、標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的B類評(píng)定方法用非統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行評(píng)定，用估計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)偏差表征。(1)基本評(píng)定流程根據(jù)有關(guān)信息和經(jīng)驗(yàn)，判斷被測(cè)量的可能區(qū)間(-a,a)；假設(shè)被測(cè)量的概率分布；根據(jù)被測(cè)量的概率分布和要求的置信水平P估計(jì)置信因子k,則B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：ub=/k。a為被測(cè)量可能值的區(qū)間半寬度，k為置信因子。,55,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,B類評(píng)定時(shí)可能的信息來源以前的觀測(cè)數(shù)據(jù)；對(duì)有關(guān)技術(shù)資料和測(cè)量?jī)x器特性的了解和經(jīng)驗(yàn)；制造廠（生產(chǎn)部門）提供的技術(shù)說明書；校準(zhǔn)證書、檢定證書、測(cè)試報(bào)告或其他文件提供的數(shù)據(jù)、準(zhǔn)確度等別和級(jí)別；手冊(cè)和某些資料給出的參考數(shù)據(jù)及其不確定度；同行共識(shí)的經(jīng)驗(yàn)。,56,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,B類評(píng)定時(shí)概率分布的假設(shè)和k值的確定信息來源于檢定證書或校準(zhǔn)證書證書給出U(x)和k：u(x)=U(x)/k；證書僅給出Up(x)：根據(jù)規(guī)定的置信概率p和被測(cè)量x的估計(jì)分布求出k值；若證書已給出被測(cè)量x的分布，則取該分布對(duì)應(yīng)的k值。若證書未給出分布，則JJF-1059規(guī)定可以按正態(tài)分布處理。,57,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,B類評(píng)定時(shí)概率分布的假設(shè)和k值的確定信息來源于其他各種資料或手冊(cè)等通常得到的信息是被測(cè)量可能分布的極限范圍，即輸入量x可能分布的半寬a。此時(shí)輸入量x的標(biāo)準(zhǔn)不確定度可以表示為：u(x)=a/k；包含因子k的取值與輸入量x的分布有關(guān)。,因此不確定度的B類評(píng)定最關(guān)鍵：如何確定輸入量x的分布。,58,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,B類評(píng)定時(shí)概率分布的假設(shè)和k值的確定輸入量分布的估計(jì)不同情況下輸入量分布的估計(jì)可以由文件JJF1059的附錄B中得到。對(duì)于附錄中沒有提到的情況，或沒有任何關(guān)于分布情況的信息，通常可以按矩形分布處理。不確定度評(píng)定的原則之一是只能高估而不能低估每一個(gè)不確定度分量。因此對(duì)于比較重要的測(cè)量，或比較主要的不確定度分量，應(yīng)該采用比較保守的分布，即k值比較小的分布。,59,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度的自由度u(x)/u(x)為所估計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度（即標(biāo)準(zhǔn)差的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差），它可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按信息來源判斷。,60,標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類評(píng)定舉例,例1：校準(zhǔn)證書上指出標(biāo)稱值為1kg的砝碼質(zhì)量m=1000.00032g，并說明按包含因子k=3給出的擴(kuò)展不確定度U=0.24mg。則該砝碼的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u(m)=0.24mg/3=80g例2：校準(zhǔn)證書上指出標(biāo)稱值為10的標(biāo)準(zhǔn)電阻器的電阻RS在23C時(shí)為：RS=(10.000470.00013)，同時(shí)說明置信概率p=99%。由于U0.99=0.13m，查表得kp=2.58，所以其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u(RS)=0.13m/2.58=50,61,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,（四）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算1、測(cè)量不確定度傳播率當(dāng)被測(cè)量Y的測(cè)量結(jié)果y的數(shù)學(xué)模型為線性模型時(shí)，合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可按下式計(jì)算：,62,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,（四）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算2、在各輸入量之間的相關(guān)性可以忽略的情況下（相關(guān)系數(shù)為0時(shí)）3、在所有輸入量之間都相關(guān)，且相關(guān)系數(shù)為1時(shí),63,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,（四）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算4、常用的兩種線性模型當(dāng)y=A1x1+A2x2+Anxn，且各輸入量之間不相關(guān)時(shí)：當(dāng)，且各輸入量之間不相關(guān)時(shí)：,64,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法）,（四）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算5、輸入量間相關(guān)時(shí)的處理方法(1)如果測(cè)量不確定度評(píng)定中所采用的輸入量可以選擇，盡量采用不相關(guān)的輸入量。(2)采用合適的測(cè)量方法和測(cè)量程序，盡可能避免輸入量估計(jì)值之間的相關(guān)性。(3)如果已知兩輸入量之間存在相關(guān)性，但相關(guān)性很弱，即相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值較小，忽略其相關(guān)性。,65,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,（四）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算5、輸入量間相關(guān)時(shí)的處理方法(4)如果相關(guān)的兩個(gè)輸入量本身在合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度中不起主要作用，則忽略其相關(guān)性。(5)如果相關(guān)性不可忽略，則假定相關(guān)系數(shù)為1。(6)如果兩影響量之間為反相關(guān),則也可以利用相關(guān)性來減小合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。,66,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,（四）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算5、輸入量間相關(guān)時(shí)的處理方法根據(jù)方差合成定理或當(dāng)x1、x2之間存在相關(guān)性時(shí)當(dāng)x1、x2、x3之間存在相關(guān)性時(shí),67,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,（四）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算7、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的有效自由度韋爾奇-薩特斯韋特公式uc(y)：合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度；u(xi)：各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ui(y)：各輸出量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；i：u(xi)的自由度,eff越大表明評(píng)定的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc(y)越可靠,68,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,（五）擴(kuò)展不確定度的確定擴(kuò)展不確定度U=kuc，因此得到擴(kuò)展不確定度U的關(guān)鍵是求出包含因子k；得到包含因子k的前提是能估計(jì)出被測(cè)量y的分布，從而由規(guī)定的置信概率p=95%并根據(jù)估計(jì)得到的分布求出包含因子k；由于被測(cè)量受許多因素的影響，被測(cè)量的分布與各分量的大小和分布有關(guān)。,69,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,（五）擴(kuò)展不確定度的確定無論用何種方法對(duì)被測(cè)量分布的進(jìn)行估計(jì)，估計(jì)的結(jié)論只有三種情況無法判斷被測(cè)量的分布被測(cè)量接近于某種非正態(tài)分布被測(cè)量接近于正態(tài)分布確定包含因子k的方法將與估計(jì)得到的被測(cè)量分布結(jié)論有關(guān),70,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,1、無法判斷被測(cè)量的分布由于無法根據(jù)分布求出包含因子k的數(shù)值，因此只能假定一個(gè)k值。通常取k=2，于是最后給出的結(jié)果是：U=2uc，k=2；由于包含因子不是由被測(cè)量y的分布確定的，故此時(shí)的擴(kuò)展不確定度只能用U表示。最后給出的關(guān)于測(cè)量不確定度的信息為：U和k=2,71,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,2、被測(cè)量接近于某種非正態(tài)分布當(dāng)被測(cè)量接近矩形分布時(shí)，得到k95=1.65,k99=1.71當(dāng)被測(cè)量接近三角分布時(shí)，得到k95=1.90,k99=2.20當(dāng)被測(cè)量接近梯形矩形分布時(shí)，包含因子k的數(shù)值與梯形的角參數(shù)b有關(guān)最后給出的關(guān)于測(cè)量不確定度的信息為Up，kp，以及被測(cè)量y的分布類型,72,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,3、被測(cè)量接近于正態(tài)分布當(dāng)有效自由度eff比較大，例如不小于15時(shí)，包含因子的數(shù)值與2相差不大。在此情況下可以不必考慮自由度而直接取包含因子k=2，此時(shí)U=2uc。最后給出的關(guān)于擴(kuò)展不確定度的信息為：U，k同時(shí)還可以進(jìn)一步說明，由于被測(cè)量接近正態(tài)分布，且有效自由度足夠大，故置信概率約為95%。,73,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,3、被測(cè)量接近于正態(tài)分布當(dāng)有效自由度eff不夠大時(shí)，應(yīng)該由t分布得到包含因子k的數(shù)值。此時(shí)kp=tp(eff)，Up=kpuc。最后給出的關(guān)于擴(kuò)展不確定度的信息為：Up，kp，eff（或指出被測(cè)量接近正態(tài)分布）。,74,三、測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,當(dāng)國際上相關(guān)組織對(duì)某一領(lǐng)域的不確定度評(píng)定有規(guī)定時(shí)，也可以按相關(guān)組織的規(guī)定取包含因子之值。例如，在化學(xué)分析領(lǐng)域，可以直接規(guī)定取k=2，而不必再對(duì)被測(cè)量的分布進(jìn)行判定。對(duì)于檢測(cè)結(jié)果的不確定度評(píng)定，一般直接取包含因子k=2。,75,第三節(jié)測(cè)量結(jié)果的處理和報(bào)告,數(shù)字修約有效位數(shù)通用的數(shù)值修約規(guī)則測(cè)量結(jié)果的報(bào)告和表示報(bào)告最終測(cè)量結(jié)果時(shí)的有效位數(shù)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度的選用測(cè)量結(jié)果的不確定度應(yīng)報(bào)告或說明的內(nèi)容,76,一、數(shù)字修約（測(cè)量數(shù)據(jù)的位數(shù)）,測(cè)量和運(yùn)算時(shí)涉及的數(shù)值有兩種：準(zhǔn)確數(shù)值與有效數(shù)值準(zhǔn)確數(shù)值有效數(shù)字位數(shù)無限多，即需要幾位就是幾位；有效數(shù)值與測(cè)量時(shí)的具體情況相關(guān)：其最后一位是欠準(zhǔn)確數(shù)字；在測(cè)量記錄時(shí)只應(yīng)保留一位是欠準(zhǔn)確數(shù)字如某物體質(zhì)量為1.345g，說明該物體的準(zhǔn)確度為千分之一，與1.3450g的意義不同,77,一、數(shù)字修約（有效數(shù)字）,除了在數(shù)字前面起定位作用的“0”之外，含有多少個(gè)數(shù)字，就是幾位有效數(shù)字；小數(shù)點(diǎn)的位置不影響有效數(shù)字的位數(shù)；如20.0987和200.987及0.00200987有效位數(shù)相同以“0”結(jié)尾的正整數(shù)，其有效數(shù)字位數(shù)不同，則測(cè)量準(zhǔn)確度不同；如“345000m”，如測(cè)量準(zhǔn)確度百分之一，則為3.45105m，有效數(shù)字為3位；如測(cè)量準(zhǔn)確度千分之一，則為3.450105m，有效數(shù)字為4位。,78,一、數(shù)字修約（數(shù)據(jù)修約規(guī)則）,修約區(qū)間、整數(shù)倍、修約數(shù)已知數(shù)為13.342，修約區(qū)間為0.1，則修約數(shù)為13.3；修約區(qū)間為0.01，則修約數(shù)為13.34；修約區(qū)間為0.1時(shí)，整數(shù)倍為12.1、12.2、12.3、12.4等；修約區(qū)間為0.02時(shí)，整數(shù)倍為12.12、12.14、12.16、12.18等；原則：四舍六入，逢五取偶0.3580.36，0.3610.36，5.3255.32；5.3755.38，5.325015.33，11.510-51210-5；5.373495.37355.374（不能連續(xù)修約），5.373495.373。,79,一、數(shù)字修約（測(cè)量結(jié)果的位數(shù)）,測(cè)量結(jié)果的末位應(yīng)修約到與其不確定度的末位相對(duì)應(yīng)x=100.003675，uc=0.0032測(cè)量結(jié)果應(yīng)修約為：x=100.0037x=6.3250g，uc=0.25g。測(cè)量結(jié)果應(yīng)修約為：x=6.32g,80,一、數(shù)字修約（測(cè)量結(jié)果的位數(shù)）,測(cè)量不確定度的有效位數(shù)一般為12位；當(dāng)保留兩位有效數(shù)字時(shí)，按不為零即進(jìn)位；當(dāng)保留一位有效數(shù)字時(shí)，按三分之一原則修約。0.001001：保留兩位有效數(shù)字0.0011，保留一位有效數(shù)字0.001;0.001335：保留兩位有效數(shù)字0.0014，保留一位有效數(shù)字0.002。,81,一、數(shù)字修約（計(jì)算過程中的有效位數(shù)）,加減運(yùn)算以小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的那一項(xiàng)為參考10.2838+15.01+8.69572=33.9918.3+1.4546+0.876=20.6乘除運(yùn)算乘除運(yùn)算時(shí)以有效位數(shù)最少的那一項(xiàng)為參考1.1m0.3268m0.10300m=0.037m3517.430.279/4.08=35.4,82,一、數(shù)字修約（計(jì)算過程中的有效位數(shù)）,乘方及開方運(yùn)算乘方及開方運(yùn)算結(jié)果的有效數(shù)字與原數(shù)字有效數(shù)字位數(shù)相同。1.3692=1.874;(45.67)1/2=6.758;1.12=1.2。對(duì)數(shù)運(yùn)算對(duì)數(shù)運(yùn)算結(jié)果的小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)與原數(shù)據(jù)有效數(shù)字相同。lg(1234)=3.0913;lg(902.4)=2.9548,83,二、測(cè)量結(jié)果及其不確定度的表示,完整的測(cè)量結(jié)果的報(bào)告內(nèi)容被測(cè)量的最佳估計(jì)值通常由多次測(cè)量的算術(shù)平均值給出或由函數(shù)式計(jì)算得出。描述測(cè)量結(jié)果分散性的值測(cè)量不確定度在報(bào)告測(cè)量結(jié)果時(shí)，應(yīng)對(duì)測(cè)量不確定度有充分詳細(xì)的說明，以便正確利用該結(jié)果；測(cè)量不確定度可用合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度，或者它們的相對(duì)形式表示。,84,二、測(cè)量結(jié)果及其不確定度的表示,合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的使用情況基礎(chǔ)計(jì)量學(xué)研究基本物理常量測(cè)量復(fù)現(xiàn)國際單位制單位的國際比對(duì)。擴(kuò)展不確定度的使用情況除上述情況外，尤其是工業(yè)、商業(yè)，以及涉及安全和健康等方面的測(cè)量時(shí)，均使用擴(kuò)展不確定度；擴(kuò)展不確定度可以表明測(cè)量結(jié)果所在的一個(gè)區(qū)間，以及在該區(qū)間的可信程度，它比較符合人們的習(xí)慣。,85,二、測(cè)量結(jié)果及其不確定度的表示,當(dāng)用合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度報(bào)告測(cè)量結(jié)果的不確定度時(shí)，應(yīng)注意：明確說明被測(cè)量的定義；給出被測(cè)量的估計(jì)值及其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，必要時(shí)給出有效自由度；必要時(shí)可給出相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。,86,二、測(cè)量結(jié)果及其不確定度的表示,測(cè)量結(jié)果及其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定的報(bào)告形式1、ms=100.02147g，uc(ms)=0.35mg；2、ms=100.02147(35)g，括號(hào)中的數(shù)為合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc的值，其末位與測(cè)量結(jié)果的末位相對(duì)應(yīng)；3、ms=100.02147(0.00035)g，括號(hào)中的數(shù)為合成不確定度uc的值，與說明的測(cè)量結(jié)果有相同的測(cè)量單位；,87,二、測(cè)量結(jié)果及其不確定度的表示,當(dāng)用擴(kuò)展不確定度報(bào)告測(cè)量結(jié)果的不確定度時(shí)，應(yīng)注意：明確說明被測(cè)量的定義；給出被測(cè)量的估計(jì)值及其擴(kuò)展不確定度；必要時(shí)可給出相對(duì)擴(kuò)展不確定度；對(duì)于U要給出飽含因子k值，必要時(shí)說明擴(kuò)展不確定度的自由度（即合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的有效自由度）；對(duì)于Up要詳細(xì)說明獲得Up的P值、kp值、eff值。,88,二、測(cè)量結(jié)果及其不確定度的表示,當(dāng)用U給出時(shí)，表述方式為1、ms=100.02147g，U=0.70mg，k=2;2、ms=(100.021470.00070)g，k=2。當(dāng)用Up給出時(shí)，表述方式為1、ms=100.02147g，U0.95=0.79mg，veff=9;2、ms=(100.021470.00079)g，veff=9，括號(hào)內(nèi)第二項(xiàng)為U0.95之值；3、ms=100.02147(79)g，veff=9，括號(hào)內(nèi)為U0.95之值，其末位與測(cè)量結(jié)果的末位相對(duì)齊；4、ms=100.02147(0.00079)g，veff=9，括號(hào)內(nèi)為U0.95之值，與前面測(cè)量結(jié)果有相同測(cè)量單位。,89,二、測(cè)量結(jié)果及其不確定度的表示,相對(duì)擴(kuò)展不確定度表述方式舉例1、ms=100.02147g，U=0.7910-6，k=2;2、ms=100.02147g，U95rel=0.7910-6，veff=9；3、ms=100.02147(10.7910-6)g，P=95%,veff=9，括號(hào)內(nèi)第二項(xiàng)為相對(duì)擴(kuò)展不確定度Urel。,90,二、測(cè)量結(jié)果及其不確定度的表示,給出測(cè)量不確定度時(shí)，應(yīng)按下列術(shù)語和符號(hào)a.標(biāo)準(zhǔn)不確定度，用符號(hào)“u”表示；b.合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，用符號(hào)“uc”表示；c.擴(kuò)展不確定度，用符號(hào)“U”表示；d.包含因子，用“k”表示；e.置信水平，用“P”表示。,91,二、測(cè)量結(jié)果及其不確定度的表示,最終報(bào)告測(cè)量結(jié)果時(shí)，應(yīng)按以下規(guī)定a.單獨(dú)表示測(cè)量不確定度時(shí)，不能帶有“”號(hào);例如，U=25mV；U=2.6%都是錯(cuò)誤的。b.測(cè)量不確定度取12位有效數(shù)字;例如，U=25.6mV是錯(cuò)誤的，應(yīng)為U=26mV。c.不確定度的數(shù)字可采用規(guī)定的修約規(guī)則，必要時(shí)也可將后面的數(shù)字舍去，末位進(jìn)1;例如，測(cè)量不確定度為26.2m，取二位有效數(shù)字時(shí)，U=26m；必要時(shí)，末位進(jìn)1，取U=27m.,92,二、測(cè)量結(jié)果及其不確定度的表示,2.最終報(bào)告測(cè)量結(jié)果時(shí)，應(yīng)按以下規(guī)定d.測(cè)量不確定度的末位應(yīng)與其測(cè)量結(jié)果的末位對(duì)齊；M=100.021g，U=0.0226g，是錯(cuò)誤的，應(yīng)為U=0.023g；D=2.63%，U=0.5%，應(yīng)將測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修約為D=2.6%。e.測(cè)量不確定度的計(jì)量單位一般應(yīng)與其測(cè)量結(jié)果的計(jì)量單位一致；可采用百分?jǐn)?shù)或10的負(fù)冪次方表示相對(duì)測(cè)量不確定度(沒有計(jì)量單位)，符號(hào)Ur或Urel；M=100.021g，U=0.023g；f=10.0000006MHz，Ur=510-8；f=398kHz，Ur=1.5%。,93,例1：電流的測(cè)量,例1：測(cè)電流I=U/R，間接測(cè)量。測(cè)得U=20V，R=5且u(R)/R=0.3%，要求測(cè)量電流的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc(I)0.02A。問所選電壓表相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度應(yīng)不大于多少？如果視為均勻分布，選最大允許誤差不大于多少的電壓表？解：已知V=20V，R=5，故I=U/R=4A所以u(píng)(I)/I=0.02A/4A=0.005=0.5%,94,例2：電壓的測(cè)量的B類分量評(píng)定,例2：某測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)裝置測(cè)量電壓范圍為：10mV1100V，技術(shù)指標(biāo)為：(510-5量程+2V)，計(jì)算引入的相對(duì)B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度。解：B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度應(yīng)是一個(gè)范圍。10mV時(shí)：a=510-51010-3V+2V=0.05V+2V=2.05V；uB=a/k=2.05V/1.73=1.2VuBrel=1.2V/10mV=1.210-41100V時(shí)：a=510-51100V+2V=0.055V+2V=55mVuB=a/kj=55/1.73=32mV，uBrel=32mV/1100V=2.910-5,95,第四章計(jì)量專業(yè)實(shí)務(wù),第一節(jié)計(jì)量檢定、校準(zhǔn)和檢測(cè)的實(shí)施第二節(jié)計(jì)量檢定證書和校準(zhǔn)證書、檢測(cè)報(bào)告第三節(jié)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的建立、考核及使用第四節(jié)計(jì)量檢定規(guī)程和校準(zhǔn)規(guī)范的編寫和使用第五節(jié)比對(duì)和測(cè)量審核的實(shí)施第六節(jié)期間核查的實(shí)施第七節(jié)型式評(píng)價(jià)的實(shí)施第八節(jié)計(jì)量科學(xué)技術(shù)研究aa,96,第一節(jié)計(jì)量檢定、校準(zhǔn)和檢測(cè)的實(shí)施,97,本節(jié)講解內(nèi)容,1、檢定、校準(zhǔn)和檢測(cè)概述2、檢定、校準(zhǔn)和檢測(cè)過程3、校準(zhǔn)測(cè)量能力的評(píng)定4、檢定周期和校準(zhǔn)間隔的確定5、周期檢定（校準(zhǔn)）計(jì)劃的編制6、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具和配套的測(cè)量?jī)x器的管理7、仲裁檢定的實(shí)施,98,一、檢定、校準(zhǔn)和檢測(cè)概述,量值傳遞和量值溯源,檢定,校準(zhǔn),型式評(píng)價(jià),定量包裝商品,99,一、檢定、校準(zhǔn)和檢測(cè)概述,（一）檢定1、定義檢定是指“查明和確認(rèn)計(jì)量器具是否符合法定要求的程序，它包括檢查、加標(biāo)記和（或）出具檢定證書”。2、檢定對(duì)象、目的、依據(jù)和工作內(nèi)容3、特點(diǎn)（1）檢定對(duì)象是計(jì)量器具；（2）檢定目的是確保量值的統(tǒng)一和準(zhǔn)確可靠；（3）檢定結(jié)論是確定計(jì)量器具是否合格；（4）檢定具有計(jì)量監(jiān)督管理的性質(zhì)，即具有法制性。,100,一、檢定、校準(zhǔn)和檢測(cè)概述,（二）校準(zhǔn)1、定義校準(zhǔn)是“在規(guī)定的條件下，為確定測(cè)量?jī)x器或測(cè)量系統(tǒng)所指示的量值，或?qū)嵨锪烤呋騾⒖嘉镔|(zhì)所代表的量值，與對(duì)應(yīng)的由計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的量值之間關(guān)系的一組操作”。2、校準(zhǔn)的對(duì)象、目的、依據(jù)和工作內(nèi)容,101,一、檢定、校準(zhǔn)和檢測(cè)概述,（三）檢測(cè)1、定義對(duì)給定的產(chǎn)品,按照規(guī)定的程序確定某一種或多種特性、進(jìn)行處理或提供服務(wù)所組成的技術(shù)操作。注1：檢測(cè)結(jié)果和與檢測(cè)有關(guān)的其他信息通常被記錄在稱之為檢測(cè)報(bào)告的文件中.注2：本教材中所指的檢測(cè),主要是指測(cè)量?jī)x器(計(jì)量器具)的型式評(píng)價(jià)和定量包裝商品。2、檢測(cè)的對(duì)象、目的、依據(jù)和工作內(nèi)容,102,一、檢定、校準(zhǔn)和檢測(cè)概述,（四）檢定與校準(zhǔn)的區(qū)別與聯(lián)系（1）從檢定與校準(zhǔn)的對(duì)象來看（2）從檢定與校準(zhǔn)目的來看（3）從檢定與校準(zhǔn)操作的程序來看（4）從檢定與校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)文件來看（5）從檢定與校準(zhǔn)的結(jié)果處理來看,103,二、計(jì)量器具的檢定,1、檢定的適用范圍檢定的適用范圍就是中華人民共和國依法管理的計(jì)量器具目錄中所列的計(jì)量器具。2、檢定工作的原則中華人民共和國計(jì)量法11條規(guī)定：計(jì)量檢定工作應(yīng)當(dāng)符合經(jīng)濟(jì)合理，就地就近的原則，不受行政區(qū)劃和部門管轄的限制。,104,二、計(jì)量器具的檢定,3、計(jì)量檢定的分類（1）按照管理環(huán)節(jié)分類首次檢定后續(xù)檢定:周期檢定/修理后檢定/周期檢定有效期內(nèi)的檢定進(jìn)口檢定仲裁檢定,105,二、計(jì)量器具的檢定,（2）按照管理性質(zhì)分類強(qiáng)制檢定:定點(diǎn)定期的檢定。強(qiáng)制檢定的對(duì)象包括兩類:一類是計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具,另一類是強(qiáng)制工作計(jì)量器具.定點(diǎn)定期的檢定非強(qiáng)制檢定,106,（一）檢定、校準(zhǔn)、檢測(cè)依據(jù)的文件依據(jù)的方法要符合顧客的需求，弄清顧客的需求，并記錄下來形成文件。檢定、校準(zhǔn)、檢測(cè)應(yīng)分別依據(jù)什么技術(shù)文件。什么是非標(biāo)準(zhǔn)方法，對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)方法文件怎樣確認(rèn)。對(duì)依據(jù)的文件怎樣進(jìn)行受控管理。如何編制作業(yè)指導(dǎo)書。,三、檢定、校準(zhǔn)和檢測(cè)過程,107,三、檢定、校準(zhǔn)和檢測(cè)過程,1、顧客的需求以顧客為關(guān)注焦點(diǎn)顧客會(huì)通過合同、標(biāo)書、協(xié)議書、委托書、口頭等形式將他們的要求提出來。計(jì)量技術(shù)人員要仔細(xì)了解顧客所提出的要求，通過對(duì)要求、標(biāo)書、合同的評(píng)審，弄清具體的檢測(cè)對(duì)象、計(jì)量性能要求、采用的方法、是否需要調(diào)修等，記錄下這些要求以作為下一步工作的依據(jù)。檢定/校準(zhǔn)/檢測(cè)的需求,108,三、檢定、校準(zhǔn)和檢測(cè)過程,2、檢定、校準(zhǔn)和檢測(cè)方法文件檢定應(yīng)依據(jù)國家計(jì)量檢定系統(tǒng)表和國家計(jì)量檢定規(guī)程校準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)顧客的要求選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)文件計(jì)量器具新產(chǎn)品型式評(píng)價(jià)應(yīng)使用國家統(tǒng)一型式評(píng)價(jià)大綱定量包裝商品凈含量的檢驗(yàn)應(yīng)依據(jù)JJF1070定量包裝商品凈含量計(jì)量檢驗(yàn)規(guī)則舉例,109,三、檢定、校準(zhǔn)和檢測(cè)過程,3、方法的確認(rèn)所謂確認(rèn)，就是通過驗(yàn)證并提供客觀證據(jù)，以證實(shí)某一特定預(yù)期用途的特殊要求得到滿足。方法的確認(rèn)的對(duì)象：非標(biāo)準(zhǔn)方法。非標(biāo)準(zhǔn)方法的范圍：標(biāo)準(zhǔn)方法之外的都是非標(biāo)準(zhǔn)方法，如自編的校準(zhǔn)規(guī)范、自編的型式評(píng)價(jià)大綱、知名的技術(shù)組織或有關(guān)科學(xué)書籍和期刊最新公布的方法、設(shè)備制造商指定的方法等；對(duì)一些標(biāo)準(zhǔn)方法的使用如果超出了原標(biāo)準(zhǔn)方法規(guī)定的使用范圍，或?qū)?biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行了擴(kuò)充或修改，都與非標(biāo)準(zhǔn)方法一樣需經(jīng)過確認(rèn)。,110,三、檢定、校準(zhǔn)和檢測(cè)過程,3、方法的確認(rèn)方法的確認(rèn)需實(shí)施驗(yàn)證，提供客觀證據(jù)，所采用的技術(shù)方法包括：（1）使用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行校準(zhǔn)；（2）與其他方法所得到的結(jié)果進(jìn)行比較；（3）實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)；（4）對(duì)影響結(jié)果的因素作系統(tǒng)性評(píng)審；（5）根據(jù)對(duì)方法的理論原理和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的科學(xué)理解，對(duì)所得結(jié)果不確定度進(jìn)行的評(píng)定。,111,三、檢定、校準(zhǔn)和檢測(cè)過程,3、方法的確認(rèn)方法確認(rèn)程序一般是由相關(guān)領(lǐng)域的專家對(duì)某一非標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行技術(shù)評(píng)價(jià)、科學(xué)論證，確定其是否科學(xué)合理，是否滿足對(duì)某種計(jì)量器具校準(zhǔn)或型式評(píng)價(jià)，或某種定量包裝商品凈含量檢驗(yàn)的要求。經(jīng)過使用上述方法或其組合，確認(rèn)符合要求的方法文件需經(jīng)過正式的審批手續(xù)，由對(duì)技術(shù)問題負(fù)責(zé)人員簽名批準(zhǔn)后方可使用。檢定不能采用非標(biāo)準(zhǔn)方法.,112,三、檢定、校準(zhǔn)和檢測(cè)過程,4、方法文件有效版本的控制使用現(xiàn)行有效的版本。因?yàn)楦黝惣夹g(shù)文件經(jīng)常會(huì)發(fā)生修訂的情況，經(jīng)過修訂作廢的，被替代的，或未經(jīng)確認(rèn)的非標(biāo)準(zhǔn)的或自編的文件都不允許使用?，F(xiàn)行有效的文件上都有明顯的受控文件標(biāo)識(shí)。,113,三、檢定、校準(zhǔn)和檢測(cè)過程,5、編制作業(yè)指導(dǎo)書為了正確地執(zhí)行所依據(jù)的規(guī)程、規(guī)范、大綱、規(guī)則等，一般都需要編寫作業(yè)指導(dǎo)書，除非規(guī)程、規(guī)范等已足夠詳細(xì)具體。作業(yè)指導(dǎo)書也是一種受控管理的技術(shù)文件，需要經(jīng)過審核、批準(zhǔn)、加受控文件標(biāo)識(shí)等。,114,三、檢定、校準(zhǔn)和檢測(cè)過程,（二）人員1資質(zhì)要求每個(gè)檢定、校準(zhǔn)、檢測(cè)項(xiàng)目至少應(yīng)有2名符合資質(zhì)要求的計(jì)量技術(shù)人員。2008年新的計(jì)量檢定人員管理辦法規(guī)定，應(yīng)當(dāng)取得計(jì)量檢定員證或者取得注冊(cè)計(jì)量師資格證書和質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門頒發(fā)的相應(yīng)項(xiàng)目的注冊(cè)計(jì)量師注冊(cè)證。,115,三、檢定、校準(zhǔn)和檢測(cè)過程,2人員管理從事檢定、校準(zhǔn)、檢測(cè)的人員必須經(jīng)過培訓(xùn)。培訓(xùn)內(nèi)容包括計(jì)量法律法規(guī)、計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)、相關(guān)專業(yè)知識(shí)、相關(guān)檢定、校準(zhǔn)的規(guī)程、規(guī)范，和檢定、校準(zhǔn)實(shí)際操作能力。人員培訓(xùn)后應(yīng)按規(guī)定經(jīng)過考核合格，取得相應(yīng)資格后持證上崗。繼續(xù)教育監(jiān)督人員各單位應(yīng)建立人員技術(shù)檔案,116,三、檢定、校準(zhǔn)和檢測(cè)過程,（三）計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的選擇和儀器設(shè)備的配備1、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的選擇原則在國家計(jì)量檢定規(guī)程和國家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范中都明確規(guī)定了應(yīng)使用的計(jì)量基準(zhǔn)或計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)按規(guī)定執(zhí)行。如果依據(jù)的是其他文件，應(yīng)根據(jù)被檢或被校計(jì)量器具的量值、測(cè)量范圍、最大允許誤差或準(zhǔn)確度等級(jí)或量值的不確定度等技術(shù)指標(biāo)，在相關(guān)量值的國家計(jì)量檢定系統(tǒng)表中找到相應(yīng)的部分，系統(tǒng)表中顯示的上一級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)或基準(zhǔn)，就是所要選擇的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)或基準(zhǔn)。使用社會(huì)公用、部門和企事業(yè)最高計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)開行檢定或校準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)使用經(jīng)過計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核并取得有效的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核證書的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。,117,三、檢定、校準(zhǔn)和檢測(cè)過程,2、儀器設(shè)備的配置要求檢定時(shí)要按照檢定規(guī)程中檢定條件對(duì)計(jì)量基準(zhǔn)、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)和配套設(shè)備的規(guī)定；校準(zhǔn)時(shí)要按照校準(zhǔn)規(guī)范中校準(zhǔn)條件對(duì)計(jì)量基準(zhǔn)、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)和配套設(shè)備的規(guī)定；型式評(píng)價(jià)時(shí)要按照型式評(píng)價(jià)大綱對(duì)儀器設(shè)備的規(guī)定；定量包裝商品凈含量檢驗(yàn)時(shí)要按照檢驗(yàn)規(guī)則中不同種類商品凈含量檢驗(yàn)設(shè)備的規(guī)定，配備儀器設(shè)備。所配備的儀器設(shè)備應(yīng)滿足規(guī)程、規(guī)范、大綱、檢驗(yàn)規(guī)則的準(zhǔn)確度要求和其他功能要求，并經(jīng)過檢定、校準(zhǔn)，有有效期內(nèi)的檢定、校準(zhǔn)證書，貼有表明檢定、校準(zhǔn)狀態(tài)的標(biāo)識(shí)。,118,三、檢定、校準(zhǔn)和檢測(cè)過程,（四）檢定、校準(zhǔn)、檢測(cè)環(huán)境條件的控制實(shí)驗(yàn)室的照明、電源、溫度、濕度、氣壓、灰塵、電磁干擾、噪聲、振動(dòng)等環(huán)境條件為了達(dá)到環(huán)境條件要求，就要配備監(jiān)視和控制環(huán)境的設(shè)備。互不相容的項(xiàng)目不能在一起工作，必須采取措施使之有效隔離。特別環(huán)境要采用特別措施。,119,三、檢定、校準(zhǔn)和檢測(cè)過程,（五）原始記錄一是真實(shí)性要求。原始記錄必須是當(dāng)時(shí)記錄的，不能事后追記或補(bǔ)記，也不能以重新抄過的記錄代替原始記錄。必須記錄客觀事實(shí)，直接觀察到的現(xiàn)象，讀取的數(shù)據(jù)，不得虛構(gòu)記錄，偽造數(shù)據(jù)。二是信息量要求。,120,三、檢定、校準(zhǔn)和檢測(cè)過程,（六）檢定、校準(zhǔn)或檢測(cè)數(shù)據(jù)和結(jié)果1、數(shù)據(jù)處理在檢定、校準(zhǔn)或檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中所獲得的數(shù)據(jù)，應(yīng)遵循所依據(jù)的規(guī)程、規(guī)范、大綱或規(guī)則等方法文件中的要求和方法進(jìn)行處理，包括數(shù)值的計(jì)算、換算和計(jì)算結(jié)果的修約等。具體做法詳見“測(cè)量數(shù)據(jù)處理”。,121,三、檢定、校準(zhǔn)和檢測(cè)過程,2、檢定結(jié)果的評(píng)定按照所依據(jù)的檢定規(guī)程的程序經(jīng)過對(duì)各項(xiàng)法定要求的檢查，包括對(duì)示值誤差的檢查和其他計(jì)量性能的檢查，判斷所得到的結(jié)果與法定要求是否符合，全部符合要求的結(jié)論為：“合格”，且根據(jù)其達(dá)到的準(zhǔn)確度水平給以符合等或級(jí)的結(jié)論。判斷合格與否的原則見JJF1094-2002測(cè)量?jī)x器特性評(píng)定。,122,三、檢定、校準(zhǔn)和檢測(cè)過程,3、校準(zhǔn)結(jié)果的評(píng)定校準(zhǔn)得到的結(jié)果是測(cè)量?jī)x器或測(cè)量系統(tǒng)的的修正值或校準(zhǔn)值，以及這些數(shù)據(jù)的不確定度信息。校準(zhǔn)結(jié)果也可以是反映其他計(jì)量特性的數(shù)據(jù)，如影響量的作用及其不確定度信息。對(duì)于計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具的溯源性校準(zhǔn)，可根據(jù)國家計(jì)量檢定系統(tǒng)表的規(guī)定作出符合其中哪一級(jí)別計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)論。對(duì)一般校準(zhǔn)服務(wù)，只要提供結(jié)果數(shù)據(jù)及其