计量测量的不确定度详解

传感器技术 2019-03-28 10:44


测量是科学技术、工农业生产 、国内外贸易以致日常生活各个领域中不可缺的一项工作。测量的目的是确定被测量的值并获取测量结果。测量结果的质量往 往会直接影响国家和企业的经济利益,测量结果的质量也是科学实验成败的重 要因素之一 。因此在报告测量结果时,必须对其质量给出定量的说明 。以确定 测量结果的可信程度 。


流量计的流量测量


测量不确定度,是近年来对测量结果的误差表述。大家知道,任何测量都不可能绝对准确,都必然有误差,而误差也不可能准确知道。因此测量不确定度是对被测量的真值所处范围的评定结果,所以在进行测量的说明和使用测量结果时,都必须考虑测量不确定度。


测量不确定度


根据国家计量技术规范:JJF1059-2012《测量不确定度评定与表示》中定义是:“表征合理地赋予被测量之值的分散性,与测量结果相联系的参数”。


此参数可以是诸如标准偏差,或其倍数,或说明了置信水平的区间的半宽度。


测量不确定度由多个分量组成。其中一些分量可用测量列结果的统计分析估算,并用实验标准偏差表征。另一些分量则可用基于经验或其它信息的假定概率分布估算,也可用标准偏差表征。


测量结果应理解为被测量之值的最佳估计,而所有的不确定度分量均贡献给了分散性,包括那些由系统效应引起的(如与修正值和参考标准有关的)分量。


这就是说,测量不确定度是一个估计值,用它来表征被测量真值所处的量值范围。换言之,它表示测量结果附近的一个范围或区间,而被测量真值以一定的概率落于其中。所以,它是对测量结果质量优劣的一种评定:测量结果愈接近真值,其质量愈高,则测量不确定度愈小,反之,测量结果愈远离真值,其质量愈低,则测量不确定度愈大。


从计量学的观点看,一切测量结果不但要附有计量单位,而且还必须附有测量不确定度,才算是完整的测量报告,没有单位的数据不能表征被测量的大小,没有不确定度的测量结果不能判定测量技术的水平和测量结果的质量,从而失去或减弱测量结果的可比性。


测量不确定度与测量误差的关系


“测量不确定度”是合理地表征被测量分散程度的一个参数。它与误差紧密相连但却有区别:


测量误差定义为测量结果与其真值之差,这是一个理想化的概念,因它的真值常常不能确切地知道,假如知道它的修正值(或更精确的近似值),则可修正该测量结果,使其更接近真值。


测量不确定度是对影响产生误差的分散性的估计,即它是用以表示测量结果分散区间的量值,也就是描述未定误差特征的量值,是可以用估计方法求出的。“不确定度”不是指具体的、确切的误差值,虽可估计出,但却不能用于修正量值。

 

测量误差与测量不确定度的主要区别

 


不确定度相关联词的定义


标准不确定度:

用标准偏差表示的测量结果的不确定度,称为标准不确定度。


按照估计方法的不同,它可分为两类:用统计方法计算者,称为A类标准不确定度,或称为标准不确定度的A类估算法;不同于A类的其它方法计算者,称为B类标准不确定度,或称为标准不确定度的B类估算法。


将标准不确定度区分为A类和B类的目的,只说明计算方法的不同,以便于研究,并非表明两种方法得到的分量在本质上存在差异,两种方法均基于概率分布。


合成标准不确定度:

根据其它一些量值的测量结果的标准不确定度求出被测结果的标准不确定度,它等于各项分量标准不确定度的平方和的正平方根,即通常所说的方和根。


扩展不确定度,又称总不确定度:

是指定义测量结果区间的有关量,即被测量的值以某一可能性(即置信水平)落入该区间中。扩展不确定度一般是该区间的半宽,我们过去常说误差界限与此类似。


覆盖因子:

为获得控制不确定度,作为合成标准不确定度乘数的数字因子。亦可以说,它是扩展不确定度与合成标准不确定度的比值,过去用3σ表示极限误差,其中的“3”有些类似于覆盖因子。


测量不确定度的分类


1、按测量不确定度的表示方法分为:


  • 标准不确定度;


  • 合成标准不确定度;


  • 扩展不确定度。


2、用统计方法评定的不确定度分量和用其它方法评定的不确定度分量,将不确定度分为:


A类不确定度;B类不确定度。


A类、B类不确定度计算方法都基于概率分布,用统计方法或用其它方法得到的不确定度分量都可用标准偏差或方差定量表示。


在实际应用中,不应将不确定分量分为“随机不确定度”和“系统不确定度”。不确定度的这种分类是含糊的,应尽量避免。在一次测量中不确定度的“随机分量”或“随机不确定度”在第一次测量结果中作为输入数据使用,而在另一次测量中可能成为不确定度的“系统”分量,得出“系统不确定度”。所以,一般只要求对不确定度的评定方法进行分类,而不是对不确定度本身进行划分,两类不确定度合成后乘以包含因子,得到扩展不确定度,也就是总的不确定度。


为了确保测量不确定度在允许的范围内,并与被测参数所要求的测量能力相一致,通过测量设备的测量不确定度的分析、评定,实施测量不确定度的有效控制,达到指导进行测量设备配备,实施检测能力的目的。


哪些方面需进行不确定度分析


1、公司计量标准的建立,复查审核,必须对标准的测量不确定度进行分析、评定,并写出建标或标准复查的技术报告。


2、新产品投产前,必须编制计量器具配备计划,对产品的关键参数的工艺、质量检测进行不确定度分析。


3、客户要求对所出具的检测数据给出不确定度分析时,需进行不确定度分析。


4、如果检测数据不作评定产品或服务质量的最终凭据,或测量精度要求不高,可根据实际需要进行不确定度分析。分析时,可参照《测量设备选用指南》提供的方法进行粗略分析。


5、能源、经营、安全环保和工业卫生有关参数的检测中测量设备计划编制工作时,一般不进行分析。如果所配的测量设备明显偏离有关技术标准的要求,或者要求进行不确定度分析时,应进行不确定度的分析。


6、当采用低值易耗,一次性检定的测量设备进行检测时,除非特殊要求可不进行不确定度分析。


影响测量不确定度的因素


测量中产生误差的因素很多,也就是说,影响测量不确定度的因素很多,这些因素有: 


  • 仪器的误差; 


  • 测量标准带来的误差; 


  • 被测对象本身造成的误差; 


  • 环境的误差; 


  • 测量方法带来的误差; 


  • 操作者带来的误差。


这些误差中,有些已明显的可以估计,有些尚不清楚,有的可以忽略不计。对于那些已被明显的确认了的误差因素,在估计测量不确定度时,必须予以充分考虑。


测量不确定度的来源

  1. 被测量的定义不完善;


  2. 被测量定义复现不理想; 


  3. 测量样本不能代表定义的被测量; 


  4. 没有充分了解环境条件对测量过程的影响,或环境条件测量不完善; 


  5. 模拟或仪表读数时有人为偏移; 


  6. 测量标准或标准物质的值不准确;


  7. 仪器分辨率或鉴别力阈有限; 


  8. 根据外部源得出并在数据简化计算中使用常数及其它参数不准确;


  9. 测量方法和测量过程中引入的近似值及假设; 


  10. 在同一条件下被测量重复测量值中的变化。


上述各不确定度来源之间可能互不相关,亦可相关。当总的不确定度明显危及在误差极限内进行测量的能力时,应采取下列措施: 


1、改变检测方法。比如,引进更为先进的测量方法。


2、引进能满足检测能力的测量设备或外来服务或外借测量设备进行检测。


3、缩短溯源链,提高标准器的等级。


4、缩短测量设备的确认间隔,满足测量设备的检测能力。


5、改善测量设备的检测环境条件及使用环境条件。


6、与客户协商,探讨让步的可能性,争取客户的让步。


测量不确定度,在施工、生产、经营、能源、安全环保、工业卫生的计量检测当中,都时时存在,通过对测量设备的配备,实施检测以及在说明和使用检测结果时对不确定度进行分析,是对测量设备的测量给出接近真值的响应能力能否满足施工、生产的需要的一种评定。


通过此种评定,我们就能在既满足施工、生产的技术要求,又节约资金,达到提高工程产品质量,降低能源消耗,提高测量设备的使用效率,减少因错配、错用测量设备而造成不必要的浪费,争创更好效益的目的。


本篇文章为传感器技术平台原创文章,转载需联系我们授权!未经允许转载我们将进行投诉!


传感器技术 制造业的未来是智能化,智能化的基础就是传感器; 互联网的方向是物联网,物联网的基石也是传感器; 关注传感器技术,获得技术资讯、产品应用、市场机会,掌握最黑科技,为中国工业导航。
评论 (0)
  • 文/Leon编辑/cc孙聪颖‍2023年,厨电行业在相对平稳的市场环境中迎来温和复苏,看似为行业增长积蓄势能。带着对市场向好的预期,2024 年初,老板电器副董事长兼总经理任富佳为企业定下双位数增长目标。然而现实与预期相悖,过去一年,这家老牌厨电企业不仅未能达成业绩目标,曾提出的“三年再造一个老板电器”愿景,也因市场下行压力面临落空风险。作为“企二代”管理者,任富佳在掌舵企业穿越市场周期的过程中,正面临着前所未有的挑战。4月29日,老板电器(002508.SZ)发布了2024年年度报告及2025
    华尔街科技眼 2025-04-30 12:40 152浏览
  • 文/郭楚妤编辑/cc孙聪颖‍越来越多的企业开始蚕食动力电池市场,行业“去宁王化”态势逐渐明显。随着这种趋势的加强,打开新的市场对于宁德时代而言至关重要。“我们不希望被定义为电池的制造者,而是希望把自己称作新能源产业的开拓者。”4月21日,在宁德时代举行的“超级科技日”发布会上,宁德时代掌门人曾毓群如是说。随着宁德时代核心新品骁遥双核电池的发布,其搭载的“电电增程”技术也走进业界视野。除此之外,经过近3年试水,宁德时代在换电业务上重资加码。曾毓群认为换电是一个重资产、高投入、长周期的产业,涉及的利
    华尔街科技眼 2025-04-28 21:55 121浏览
  •  探针台的维护直接影响其测试精度与使用寿命,需结合日常清洁、环境控制、定期校准等多维度操作,具体方法如下:一、日常清洁与保养1.‌表面清洁‌l 使用无尘布或软布擦拭探针台表面,避免残留清洁剂或硬物划伤精密部件。l 探针头清洁需用非腐蚀性溶剂(如异丙醇)擦拭,检查是否弯曲或损坏。2.‌光部件维护‌l 镜头、观察窗等光学部件用镜头纸蘸取wu水jiu精从中心向外轻擦,操作时远离火源并保持通风。3.‌内部防尘‌l 使用后及时吹扫灰尘,防止污染物进入机械滑
    锦正茂科技 2025-04-28 11:45 104浏览
  • 随着电子元器件的快速发展,导致各种常见的贴片电阻元器件也越来越小,给我们分辨也就变得越来越难,下面就由smt贴片加工厂_安徽英特丽就来告诉大家如何分辨的SMT贴片元器件。先来看看贴片电感和贴片电容的区分:(1)看颜色(黑色)——一般黑色都是贴片电感。贴片电容只有勇于精密设备中的贴片钽电容才是黑色的,其他普通贴片电容基本都不是黑色的。(2)看型号标码——贴片电感以L开头,贴片电容以C开头。从外形是圆形初步判断应为电感,测量两端电阻为零点几欧,则为电感。(3)检测——贴片电感一般阻值小,更没有“充放
    贴片加工小安 2025-04-29 14:59 168浏览
  • 在CAN总线分析软件领域,当CANoe不再是唯一选择时,虹科PCAN-Explorer 6软件成为了一个有竞争力的解决方案。在现代工业控制和汽车领域,CAN总线分析软件的重要性不言而喻。随着技术的进步和市场需求的多样化,单一的解决方案已无法满足所有用户的需求。正是在这样的背景下,虹科PCAN-Explorer 6软件以其独特的模块化设计和灵活的功能扩展,为CAN总线分析领域带来了新的选择和可能性。本文将深入探讨虹科PCAN-Explorer 6软件如何以其创新的模块化插件策略,提供定制化的功能选
    虹科汽车智能互联 2025-04-28 16:00 158浏览
  • 贞光科技代理品牌紫光国芯的车规级LPDDR4内存正成为智能驾驶舱的核心选择。在汽车电子国产化浪潮中,其产品以宽温域稳定工作能力、优异电磁兼容性和超长使用寿命赢得市场认可。紫光国芯不仅确保供应链安全可控,还提供专业本地技术支持。面向未来,紫光国芯正研发LPDDR5车规级产品,将以更高带宽、更低功耗支持汽车智能化发展。随着智能网联汽车的迅猛发展,智能驾驶舱作为人机交互的核心载体,对处理器和存储器的性能与可靠性提出了更高要求。在汽车电子国产化浪潮中,贞光科技代理品牌紫光国芯的车规级LPDDR4内存凭借
    贞光科技 2025-04-28 16:52 205浏览
  • 浪潮之上:智能时代的觉醒    近日参加了一场课题的答辩,这是医疗人工智能揭榜挂帅的国家项目的地区考场,参与者众多,围绕着医疗健康的主题,八仙过海各显神通,百花齐放。   中国大地正在发生着激动人心的场景:深圳前海深港人工智能算力中心高速运转的液冷服务器,武汉马路上自动驾驶出租车穿行的智慧道路,机器人参与北京的马拉松竞赛。从中央到地方,人工智能相关政策和消息如雨后春笋般不断出台,数字中国的建设图景正在智能浪潮中徐徐展开,战略布局如同围棋
    广州铁金刚 2025-04-30 15:24 141浏览
  • 晶振在使用过程中可能会受到污染,导致性能下降。可是污染物是怎么进入晶振内部的?如何检测晶振内部污染物?我可不可以使用超声波清洗?今天KOAN凯擎小妹将逐一解答。1. 污染物来源a. 制造过程:生产环境不洁净或封装密封不严,可能导致灰尘和杂质进入晶振。b. 使用环境:高湿度、温度变化、化学物质和机械应力可能导致污染物渗入。c. 储存不当:不良的储存环境和不合适的包装材料可能引发化学物质迁移。建议储存湿度维持相对湿度在30%至75%的范围内,有助于避免湿度对晶振的不利影响。避免雨淋或阳光直射。d.
    koan-xtal 2025-04-28 06:11 139浏览
  • 网约车,真的“饱和”了?近日,网约车市场的 “饱和” 话题再度引发热议。多地陆续发布网约车风险预警,提醒从业者谨慎入局,这背后究竟隐藏着怎样的市场现状呢?从数据来看,网约车市场的“过剩”现象已愈发明显。以东莞为例,截至2024年12月底,全市网约车数量超过5.77万辆,考取网约车驾驶员证的人数更是超过13.48万人。随着司机数量的不断攀升,订单量却未能同步增长,导致单车日均接单量和营收双双下降。2024年下半年,东莞网约出租车单车日均订单量约10.5单,而单车日均营收也不容乐
    用户1742991715177 2025-04-29 18:28 171浏览
  • 你是不是也有在公共场合被偷看手机或笔电的经验呢?科技时代下,不少现代人的各式机密数据都在手机、平板或是笔电等可携式的3C产品上处理,若是经常性地需要在公共场合使用,不管是工作上的机密文件,或是重要的个人信息等,民众都有防窃防盗意识,为了避免他人窥探内容,都会选择使用「防窥保护贴片」,以防止数据外泄。现今市面上「防窥保护贴」、「防窥片」、「屏幕防窥膜」等产品就是这种目的下产物 (以下简称防窥片)!防窥片功能与常见问题解析首先,防窥片最主要的功能就是用来防止他人窥视屏幕上的隐私信息,它是利用百叶窗的
    百佳泰测试实验室 2025-04-30 13:28 186浏览
  • 4月22日下午,备受瞩目的飞凌嵌入式「2025嵌入式及边缘AI技术论坛」在深圳深铁皇冠假日酒店盛大举行,此次活动邀请到了200余位嵌入式技术领域的技术专家、企业代表和工程师用户,共享嵌入式及边缘AI技术的盛宴!1、精彩纷呈的展区产品及方案展区是本场活动的第一场重头戏,从硬件产品到软件系统,从企业级应用到高校教学应用,都吸引了现场来宾的驻足观看和交流讨论。全产品矩阵展区展示了飞凌嵌入式丰富的产品线,从嵌入式板卡到工控机,从进口芯片平台到全国产平台,无不体现出飞凌嵌入式在嵌入式主控设备研发设计方面的
    飞凌嵌入式 2025-04-28 14:43 130浏览
  • 一、gao效冷却与控温机制‌1、‌冷媒流动设计‌采用低压液氮(或液氦)通过毛细管路导入蒸发器,蒸汽喷射至样品腔实现快速冷却,冷却效率高(室温至80K约20分钟,至4.2K约30分钟)。通过控温仪动态调节蒸发器加热功率,结合温度传感器(如PT100铂电阻或Cernox磁场不敏感传感器),实现±0.01K的高精度温度稳定性。2、‌宽温区覆盖与扩展性‌标准温区为80K-325K,通过降压选件可将下限延伸至65K(液氮模式)或4K(液氦模式)。可选配475K高温模块,满足材料在ji端温度下的性能测试需求
    锦正茂科技 2025-04-30 13:08 149浏览
  • 在智能硬件设备趋向微型化的背景下,语音芯片方案厂商针对小体积设备开发了多款超小型语音芯片方案,其中WTV系列和WT2003H系列凭借其QFN封装设计、高性能与高集成度,成为微型设备语音方案的理想选择。以下从封装特性、功能优势及典型应用场景三个方面进行详细介绍。一、超小体积封装:QFN技术的核心优势WTV系列与WT2003H系列均提供QFN封装(如QFN32,尺寸为4×4mm),这种封装形式具有以下特点:体积紧凑:QFN封装通过减少引脚间距和优化内部结构,显著缩小芯片体积,适用于智能门铃、穿戴设备
    广州唯创电子 2025-04-30 09:02 185浏览
  • 一、智能家居的痛点与创新机遇随着城市化进程加速,现代家庭正面临两大核心挑战:情感陪伴缺失:超60%的双职工家庭存在“亲子陪伴真空期”,儿童独自居家场景增加;操作复杂度攀升:智能设备功能迭代导致用户学习成本陡增,超40%用户因操作困难放弃高阶功能。而WTR096-16S录音语音芯片方案,通过“语音交互+智能录音”双核驱动,不仅解决设备易用性问题,更构建起家庭成员间的全天候情感纽带。二、WTR096-16S方案的核心技术突破1. 高保真语音交互系统动态情绪语音库:支持8种语气模板(温柔提醒/紧急告警
    广州唯创电子 2025-04-28 09:24 185浏览
我要评论
0
1
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦