西安交通大学 现代检测技术 第三章 测量不确定度与数据表述VIP免费

现代检测技术测量不确定度数据表述精勤求学敦笃励志果毅力行忠恕任事Xi’anJiaotongUniversity测量不确定度测量不确定度表明测量结果可能的分散程度。指对测量正确性的可疑程度。它是测量结果质量高低的一种定量表达方式。Xi’anJiaotongUniversity测量不确定度特点：测量不确定度恒为正值，它可以用标准偏差及其倍数来表示，它说明了具有一定置信概率的置信区间的半宽。在测量结果的完整表达中应包括不确定度。测量不确定度是测量结果带有的一个参数，它表明了合理地赋予被测量之值的分散性。测量不确定度表明了由随机效应和系统效应对测量结果所造成的影响有多大。Xi’anJiaotongUniversity测量不确定度不确定度分类Xi’anJiaotongUniversity几个基本概念测量不确定度Xi’anJiaotongUniversity测量不确定度Xi’anJiaotongUniversity测量不确定度（又称置信因子）Xi’anJiaotongUniversity测量不确定度正态分布时概率与置信因子k的关系概率p%5068.27909595.459999.73置信因子k0.67611.6451.96022.5763常见概率分布与置信因子k取值概率分布正态分布三角分布均匀分布两点分布置信因子k2～3163测量不确定度Xi’anJiaotongUniversity测量不确定度测量误差与不确定度Xi’anJiaotongUniversity测量不确定度测量不确定度评定方法A类标准不确定度Xi’anJiaotongUniversity测量不确定度B类标准不确定度Xi’anJiaotongUniversity测量不确定度合成标准不确定度Xi’anJiaotongUniversity测量不确定度扩展不确定度测量结果的表达方法Xi’anJiaotongUniversity测量不确定度测量不确定度的评定步骤Xi’anJiaotongUniversity测量不确定度评定实例现有一个恒温容器，里面的温度场标称为400ºC，测量人员选用Ｋ型热电偶（镍铬－镍硅）并与数字温度计配合使用，用来测量恒温容器中某一点的实际温度值，如下图所示。测量不确定度Xi’anJiaotongUniversity数字式温度计的分辩力为0.1℃，数字温度计示值误差范围（不确定度）为0.6℃，热电偶的不确定度为2.0℃（置信水平99％），热电偶在400℃的修正值为0.5℃。i12345678910ti()℃401.0400.1400.9399.4398.8400.0401.0402.0399.9399.0Σti=4002.1℃均值=400.21℃t测量不确定度当恒温器的指示器表明调控到400℃时，稳定半小时后从数字温度计上重复测得10个恒温器温度值，如表所示。Xi’anJiaotongUniversity测量不确定度的评定分析如下：(1)建立测量过程数学模型容器内部某处的温度T与数字温度计显示值t和热电偶修正值B之间的函数关系为：T=t+B(2)分析测量不确定度来源a.由于各种随机因素影响引起的读数不一致；b.数字温度计不确定度；c.热电偶校准时引入的校准不确定度。测量不确定度Xi’anJiaotongUniversity(3)评定标准不确定度a.读数不一致引入的标准不确定度μ1，按A类方法评定：样本标准偏差为故μ1为10211()(1)9.18991.01iiistttn℃1()1.010.3210istn℃测量不确定度Xi’anJiaotongUniversityb.数字温度计不准确引入的标准不确定度μ2，按B类方法评定。由于数字温度计的不确定度为0.6℃，则最大允许误差的区间半宽度a2为0.6℃。设测量值在该区间内为均匀分布，取，则μ2为：231.73k2220.6/1.730.35ak℃测量不确定度Xi’anJiaotongUniversityc.热电偶校准时引入的校准不确定度μ3，按B类方法评定。由于热电偶不确定度为2.0℃，置信水平为99％，假设符合正态分布，置信因子k3＝2.58，故μ3为：测量不确定度3332.0/2.580.78ak℃d.数字温度计的分辨率为0.1ºC，所有的值均以等概率分布即均匀分布并100%落入区间内，半宽a4=0.05ºC,0.05,0.05iixxoo440.05C0.03C31.73a这个数字较小可以忽略。Xi’anJiaotongUniversity数据表述(4)计算合成标准不确定度2221230.91c℃1.82cUk℃(5)确定扩展不确定度（总不确定度）取置信因子k=2，故U为测量不确定度(6)测量结果及其不确定度表示400.210.51.82400.71.8TtBU℃Xi’anJiaotongUniversity数据表述表格法根据测试的目的和要求，把一系列测量数据列成表格，...