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            北京普天同創(chuàng)生物科技有限公司

            知識分享丨測量不確定度的來源有哪些?

            時間:2022-7-22 閱讀:1639
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            從影響測量結(jié)果的因素考慮, 測量結(jié)果的不確定度一般來源于:被測對象、測量設(shè)備、測量環(huán)境、測量人員及測量方法







            被測對象

            a.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。


            b.實現(xiàn)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(shù)的困難或其它原因,在實際測量中,對被測量定義的實現(xiàn)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(wěn)壓源提供的,由于穩(wěn)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(jié)果中應(yīng)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?qū)⑵淇刂圃谝粋€確定范圍內(nèi)。


            c.測量樣本不能*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(shù)、導(dǎo)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*這些要求,自身具有缺陷,則測量結(jié)果具有一定的不確定度。


            d.被測量不穩(wěn)定誤差


            被測量的某些相關(guān)特征受環(huán)境或時間因素影響,在整個測量過程中保持動態(tài)變化,導(dǎo)致結(jié)果的不確定度。



            測量設(shè)備

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


            測量環(huán)境

            a.在一定變化范圍或不完善的環(huán)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


            b.對影響測量結(jié)果的環(huán)境條件認識不足


            由于對相關(guān)環(huán)境條件認識不足, 致使測量中或分析中忽視了對某些環(huán)境條件的設(shè)定和調(diào)整,造成不確定度。


            測量人員

            a.模擬式儀器的人員讀數(shù)誤差:


            即,估讀誤差,讀取帶指針儀表或帶標(biāo)線儀器的示值,即,讀取非整數(shù)刻度值時,由于估讀不準(zhǔn)而引起的誤差。


            b.人員瞄準(zhǔn)誤差:


            采用顯微鏡或等光學(xué)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(zhǔn)確度與操作者經(jīng)驗和對線形狀有關(guān)。


            c.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(jīng)驗、能力、知識及工作態(tài)度、身體素質(zhì)等。


            測量方法

            a.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(xiàn)不完善;


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


            b.測量過程


            測量順序


            應(yīng)嚴(yán)格按照測量規(guī)范規(guī)定進行。遺漏或顛倒某一操作過程都有可能造成測量結(jié)果的誤差,甚至使測量失去意義。


            測量次數(shù)


            一般來說測量次數(shù)不同,測量精度也不同,增加測量次數(shù),可以提高測量精度。但 n>10 以后,σ已減少得非常緩慢。此外,由于測量次數(shù)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(nèi)較為適應(yīng)。


            測量所需時間


            有的測量規(guī)定必須在一定條件下,一定時間內(nèi)完成超出則結(jié)果不準(zhǔn)確。如器具潮態(tài)試驗后的泄漏電流測試必須在 5s 內(nèi)完成。


            測量點數(shù)


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


            瞄準(zhǔn)方式


            測量方法不同,采用的測量儀器不同,對應(yīng)的瞄準(zhǔn)方式也不同,如采取目測或用光學(xué)瞄準(zhǔn),其瞄準(zhǔn)精度必然不同。


            方向性


            測量結(jié)果須在一定穩(wěn)態(tài)下獲得,實驗中以不同方向趨于穩(wěn)態(tài),對于有些測量設(shè)備,如具有滯后或磁滯性的儀器讀數(shù)是不同的。


            C.數(shù)據(jù)處理


            測量標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的賦值不準(zhǔn)


            標(biāo)準(zhǔn)器具本身不可避免存在著制造偏差,它是由更高一級的標(biāo)準(zhǔn)來檢定的,這些高一級的標(biāo)準(zhǔn)本身也存在著誤差。


            物理常數(shù)或從外部資料得到的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)


            外部資料中提供的數(shù)據(jù)很多,是由以前的測量為基礎(chǔ)或單純憑經(jīng)驗得出的,不可避免地存在著誤差。


            算法及算法實現(xiàn)


            采用不同的算法處理數(shù)據(jù),如,計算標(biāo)準(zhǔn)差σ,分別運用貝塞爾法和極差法,所得結(jié)果必然不同。


            有效位數(shù)


            數(shù)據(jù)有效位數(shù)不同,精度不同,應(yīng)根據(jù)測量要求或所采用的測量設(shè)備而定。


            舍入


            由于數(shù)字運算位數(shù)有限,數(shù)值舍入或截尾造成不確定度。


            修正


            有些系統(tǒng)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。


            總結(jié)

            須正確評定測量結(jié)果的不確定度,既不能過大,也不能過小,以保證產(chǎn)品質(zhì)量,又不會造成誤判。首先應(yīng)充分考慮測量設(shè)備、測量人員、測量環(huán)境、測量方法等方面眾多來源帶來的不確定度分量,做到不遺漏、不重復(fù)、不增加。并正確評定其數(shù)值,其中設(shè)備來源不確定度可經(jīng)過量值溯源,由上一級計量基標(biāo)準(zhǔn)的不確定度取得;也可利用所得到的檢定校準(zhǔn)證書,測試證書或有關(guān)規(guī)范所給的數(shù)據(jù);方法不確定度經(jīng)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(yè)技巧。它取決于對測量和被測量的本質(zhì)的深入了解和認識。因此,測量結(jié)果的不確定度評定的質(zhì)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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