不確定度ppt課件

1、 業(yè)務(wù)科業(yè)務(wù)科 王俊杰王俊杰 測(cè)量不確定度評(píng)定淺析測(cè)量不確定度評(píng)定淺析目目 錄錄不確定度概念與意義1采用測(cè)量不確定度原因2測(cè)量不確定度分類3測(cè)量不確定度來(lái)源4測(cè)量不確定度評(píng)定5不確定度概念 V S. 標(biāo)準(zhǔn)差： = nnixxi12)( 標(biāo)準(zhǔn)差是一組數(shù)值自平均值分散開來(lái)的程度的一種測(cè)量觀念。一個(gè)較大的標(biāo)準(zhǔn)差，表示大部分的數(shù)值和其平均值之間差異較大,測(cè)量的精確度低；一個(gè)較小的標(biāo)準(zhǔn)差，表示這些數(shù)值較接近平均值，測(cè)量精確度高。 標(biāo)準(zhǔn)差意義 標(biāo)準(zhǔn)差能反映一個(gè)數(shù)據(jù)集的離散程度 兩組數(shù)的集合 0, 5, 9, 14 和 5, 6, 8, 9 ，其平均值都是 7 ，但第二個(gè)集合具有較小的標(biāo)準(zhǔn)差。例：1 =5.

2、942=1.8310，9，8，6，6平均值=7.8nnixxi12)(1 =1.79 8，8，8，8，7平均值=7.8 2=nnixxi12)(=0.45正態(tài)分布曲線: 平均值 ：標(biāo)準(zhǔn)差 正態(tài)分布曲線 一組測(cè)量數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布， 平均值=5，標(biāo)準(zhǔn)差=1，那么我們可做出以下預(yù)測(cè)：68.26%的數(shù)據(jù)分布在區(qū)間51;95 %的數(shù)據(jù)分布在區(qū)間52;99 %的數(shù)據(jù)分布在區(qū)間53;不確定度概念不確定度概念 表征合理賦予被測(cè)量之值的分散性與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù) 此參數(shù)說(shuō)明了置信水準(zhǔn)區(qū)間的半寬度。它不是一個(gè)點(diǎn)，而是一個(gè)分布區(qū)間，恒為正值，是對(duì)誤差的度量 。測(cè)量不確定度由多個(gè)分量組成 不確定度概念不確定度概念不

3、確定度意義不確定度意義由于測(cè)量誤差的存在，對(duì)被測(cè)量值不能肯定的程度。 它是測(cè)量結(jié)果質(zhì)量的指標(biāo)。不確定度愈小，所述結(jié)果與被測(cè)量的真值愈接近，質(zhì)量越高，水平越高，其使用價(jià)值越高；不確定度越大，測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量越低，水平越低，其使用價(jià)值也越低 。 用儀器對(duì)氣體溫度進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果（830.53.6），其中830.5是多次測(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均值，正負(fù)號(hào)后面的數(shù)字就為擴(kuò)展不確定度U，它是合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc和包含因子k的乘積。 不確定度意義不確定度意義 測(cè)量不確定度是對(duì)測(cè)量結(jié)果質(zhì)量的的定量表征，測(cè)量結(jié)果附有不確定度才是完整并有意義。測(cè)量不確定度的大小在一定程度上表明了測(cè)量結(jié)果的可用性。 不確定度意義不確定

4、度意義 采用測(cè)量不確定度評(píng)定測(cè)量結(jié)果的原因 誤差邏輯概念上的問(wèn)題與國(guó)際接軌的需要 測(cè)量不確定度分類測(cè)量不確定度分類A類不確定度：用統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算的分量，A類不確定度僅來(lái)自于對(duì)具體測(cè)量結(jié)果的統(tǒng)計(jì)評(píng)定。B類不確定度：用其它方法計(jì)算的分量 測(cè)量不確定度分類測(cè)量不確定度分類A類不確定度：用統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算的分量，A類不確定度僅來(lái)自于對(duì)具體測(cè)量結(jié)果的統(tǒng)計(jì)評(píng)定。B類不確定度：用其它方法計(jì)算的分量 測(cè)量不確定度來(lái)源測(cè)量不確定度來(lái)源 2 被測(cè)量定義的不完整或者不完善測(cè)量方法不夠理想被測(cè)量的樣本可能不完全代表所定義的被測(cè)量環(huán)境條件測(cè)量不完善測(cè)量不確定度來(lái)源測(cè)量不確定度來(lái)源 6 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)給定值具有不確定度 模

5、擬式儀表讀數(shù)存在人為的偏差使用的常數(shù)值或其它參數(shù)值也存在不確定度對(duì)被測(cè)量重復(fù)觀測(cè)時(shí)存在隨機(jī)影響 測(cè)量不確定度評(píng)定測(cè)量不確定度評(píng)定前期工作前期工作 刪去異常值 前期工作 修正測(cè)量不確定度評(píng)定測(cè)量不確定度評(píng)定A類評(píng)定類評(píng)定 貝塞爾公式 s(x) = 112)(nnixxi測(cè)量不確定度評(píng)定測(cè)量不確定度評(píng)定A類評(píng)定類評(píng)定 標(biāo)準(zhǔn)差重復(fù)性測(cè)量時(shí)，測(cè)量數(shù)值集合的標(biāo)準(zhǔn)差代表這些測(cè)量的精確度。 標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)用于投資上，可作為量度回報(bào)穩(wěn)定性的指標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)值越大，代表回報(bào)遠(yuǎn)離過(guò)去平均數(shù)值，回報(bào)較不穩(wěn)定故風(fēng)險(xiǎn)越高。相反，標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)值越細(xì)，代表回報(bào)較為穩(wěn)定，風(fēng)險(xiǎn)亦較小。 測(cè)量不確定度評(píng)定測(cè)量不確定度評(píng)定A類評(píng)定類評(píng)定 當(dāng)用

6、n次測(cè)量的平均值作為被測(cè)量的估計(jì)值時(shí)，不確定度為n次測(cè)量算數(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差： nxs)(U( )= （x 測(cè)量不確定度評(píng)定測(cè)量不確定度評(píng)定B類評(píng)定類評(píng)定若有關(guān)資料(如:計(jì)量校準(zhǔn)/檢定證書,儀器說(shuō)明書等)給出估計(jì)值xi的擴(kuò)展不確定度U(xi),則標(biāo)準(zhǔn)不確定度： kxUi)(U(xi)= 3 測(cè)量不確定度評(píng)定測(cè)量不確定度評(píng)定B類評(píng)定類評(píng)定 例：BS110S電子天平的最大允許誤差為0.001g, 屬均勻分布, 包含因子k= , 則標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng): =5.77410 g001. 0U(xi)=34 0042. 0 測(cè)量不確定度評(píng)定測(cè)量不確定度評(píng)定B類評(píng)定類評(píng)定 例：根據(jù)計(jì)量部門的出具檢定證書,壓力機(jī)

7、B盤80kN時(shí)的誤差為042%,考慮其為均勻分布: kxUi)(U(xi)= = =0.0024 3 測(cè)量不確定度評(píng)定測(cè)量不確定度評(píng)定B類評(píng)定類評(píng)定根據(jù)檢定證書、校準(zhǔn)證書或其它資料已知Up(xi),也就是p已知,但相應(yīng)的kp未知,此時(shí)kp與xi的分布有關(guān),此時(shí)除非另有說(shuō)明,一般均按正態(tài)分布考慮。查表即可得到kp,則xi的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 ：KpxUi)(U(xi)= 3396. 10041. 0 測(cè)量不確定度評(píng)定測(cè)量不確定度評(píng)定B類評(píng)定類評(píng)定例：容量瓶和溶液溫度與校正溫度不同引起的體積不確定度,假設(shè)差3,正己烷的熱膨脹系數(shù)為1.3610 ,則95%的置信概率(K=1.96)時(shí),正己烷體積變化為31

8、.3610 =00041 mL,轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)偏差為:00041/196=00021 mL。KpxUi)(U(xi)= = =0.002133 若已知Xi估計(jì)值xi分散區(qū)間的半寬為a,且落在a-至a+范圍內(nèi)的概率p為100%,通過(guò)對(duì)分布的估計(jì),可以得出xi的標(biāo)準(zhǔn)不確定度： U(xi)= 測(cè)量不確定度評(píng)定測(cè)量不確定度評(píng)定B類評(píng)定類評(píng)定 ka測(cè)量不確定度評(píng)定測(cè)量不確定度評(píng)定6 常用分布與k、u(xi)的關(guān)系分布類型ku(xi)正態(tài)3a/3三角 a/梯形=0.712a/2矩形（均勻） a/反正弦 a/兩點(diǎn)1a633226 測(cè)量不確定度評(píng)定測(cè)量不確定度評(píng)定 正態(tài)分布情況下某些k值的置信水平P(%)5068.27909599Kp0.6711.6451.962.576 測(cè)量不確定度評(píng)定步驟 找到所有測(cè)量不確定度的來(lái)源 測(cè)量不確定度評(píng)定步驟建立數(shù)學(xué)模型 Y=f（x1,x2, ,xn ） 測(cè)量不確定度評(píng)定步驟 評(píng)定各個(gè)輸入量估計(jì)值xi的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（xi） A類：B類：測(cè)量不確定度評(píng)定步驟 計(jì)算各測(cè)量不確定度分量ui （y） ui （y）=ciu（xi）= )(iixuxf 計(jì)算出合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc （y） 測(cè)量不確定度評(píng)定步驟Uc2 (y)=)(12yUnii 計(jì)算擴(kuò)展