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      測量不確定度的來源有哪些?

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      • 發布時間:2019/2/28 16:07:53
      • 作者:hb_yinhe

        測量不確定度是指根據所用到的信息,表征賦予被測量量值分散性的非負參數。測量結果的不確定度一般來源于:被測對象、測量設備、測量環境、測量人員和測量方法。

      被測對象對不確定度的影響

      01被測量的定義不完善

        被測量即受到測量的特定量,深刻全面理解被測量定義是正確測量的前提。如果定義本身不明確或不完善,則按照這樣的定義所得出的測量值必然和真實之間存在一定偏差。

      02實現被測量定義的方法不完善

        被測量本身明確定義,但由于技術的困難或其它原因,在實際測量中,對被測量定義的的實現存在一定誤差或采用與定義近似的方法去測量。

        例如:器具的輸入功率是器具在額定電壓,正常負載和正常工作溫度下工作時的功率。但在實際測量中,電壓是由穩壓源提供的,由于穩壓源自身的精度影響,使得器具的工作電壓不可能精確為額定值,故測量結果中應考慮此項不確定因素。故只有對被測量的定義和特點,仔細研究、深刻理解,才能盡可能減小采用近似測量方法所帶來的誤差或將其控制在一個確定范圍內。

      03測量樣本不能完全代表定義的被測量

        被測量對象的某些特征如:表面光潔度、形狀、溫度膨脹系數、導電性、磁性、老化、表面粗糙度、重量等在測量中有特定要求,但所抽取樣本未能完全滿足這些要求,自身具有缺陷,則測量結果具有一定的不確定度。

      04被測量不穩定誤差

        被測量的某些相關特征受環境或時間因素影響,在整個測量過程中保持動態變化,導致結果的不確定度。

      測量設備對不確定度的影響

        計量標準器、測量儀器和附件以及它們所處的狀態引入的誤差。計量標準器和測量儀器校準不確定度,或測量儀器的最大允差或測量器具的準確度等級均是測量不確定度評定必須考慮的因素。

      測量環境對不確定度的影響

      01在一定變化范圍或不完善的環境條件下測量

        溫度、振動噪聲、供給電源的變化

        溫度、空氣組成、污染、熱輻射

        大氣壓、空氣流動

      02對影響測量結果的環境條件認識不足

        由于對相關環境條件認識不足,致使測量中或分析中忽視了對某些環境條件的設定和調整,造成不確定度。

      測量人員對不確定度的影響

        1、模擬式儀器的人員讀數誤差即估讀誤差,讀取帶指針儀表或帶標線儀器的示值,即讀取非整數刻度值時,由于估讀不準而引起的誤差。

        2、人員瞄準誤差

        采用顯微鏡或等光學儀器通過使視場中的兩個幾何圖形重合來對線進行測量,對線準確度與操作者經驗和對線形狀有關。

        3、人員操作誤差

        如測量時間的控制、測點的布置。該項取決于人員的經驗、能力、知識及工作態度、身體素質等。

      測量方法對不確定度的影響

      01測量原理誤差

        測量方法本身就存在一定的原理誤差,對被測量定義實現不完善。

        例如在產品的電氣強度試驗中,由于耐壓試驗臺自身內阻影響,使得加于樣品兩端的電壓低于實際設定值。這樣必然造成試驗結果存在一定的不確定度。

      02測量過程

        測量順序

        應嚴格按照測量規范規定的進行。遺漏或顛倒某一操作過程都有可能造成測量結果的誤差,甚至使測量失去意義。

        測量次數

        一般來說測量次數不同,測量精度也不同,增加測量次數,可以提高測量精度。但n>10 以后, 已減少得非常緩慢。此外,由于測量次數愈大,也愈難保證測量條件的恒定,從而帶來新的誤差,因此一般情況下取n=10以內較為適應。

        測量所需時間

        有的測量規定必須在一定條件下,一定時間內完成超出則結果不準確。如器具潮態試驗后的泄漏電流測試必須在5s內完成。

        測量點數

        操作規范規定測量若干點,但實際檢測中,為節省時間或出于其它考慮減少或增加了測量點數,也對最終結果有影響。如在噪聲測試中。

        瞄準方式

        測量方法不同,采用的測量儀器不同,對應的瞄準方式也不同,如采取目測或用光學瞄準,其瞄準精度必然不同。

        方向性

        測量結果須在一定穩態下獲得,實驗中以不同方向趨于穩態,對于有些測量設備,如具有滯后或磁滯性的儀器讀數是不同的。

      03數據處理

        測量標準和標準物質的賦值不準

        標準器具本身不可避免存在著制造偏差,它是由更高一級的標準來檢定的,這些高一級的標準本身也存在著誤差。

        物理常數或從外部資料得到的數據不準外部資料中提供的數據很多,是由以前的測量為基礎或單純憑經驗得出的,不可避免地存在著誤差。

        算法及算法實現

        采用不同的算法處理數據,如計算標準差 ,分別運用貝塞爾法和極差法,所得結果必然不同。

        有效位數

        數據有效位數不同,精度不同,應根據測量要求或所采用的測量設備而定。

        舍入

        由于數字運算位數有限,數值舍入或截尾造成不確定度。

        修正

        有些系統誤差是可以修正的,但由于對誤差因素本身的認識不充分,修正值也必然存在著不確定度。

        須正確評定測量結果的不確定度,既不能過大,也不能過小,以保證產品質量,又不會造成誤判。首先應充分考慮測量設備、測量人員、測量環境、測量方法等方面眾多來源帶來的不確定度分量,作到不遺漏、不重復、不增加,并正確評定其數值。其中設備來源不確定度可經過量值溯源,由上一級計量基標準的不確定度取得;也可利用所得到的檢定校準證書,測試證書或有關規范所給的數據;方法不確定度經過研究和評定,其不確定度影響可能很小。評定不確定度的原則和框架,不能代替人的思維、理智和專業技巧。它取決于對測量和被測量的本質的深入了解和認識。因此,測量結果的不確定度評定的質量和實用性,主要取決于對不確定度影響量的認識程度和細致而中肯的分析。


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