B类不确定度评定.doc

[连载]第六讲 标准测量不确定度的B类评定 作者：李慎安??来源：??发布时间：2007-04-28 09:28:35 计量培训：测量不确定度表述讲座国家质量技术监督局　李慎安 　　6.1??什么叫不确定度的B类评定？　　测量不确定度的评定方法主要分成两大类。一类是用统计方法进行评定，称之为A类评定(参阅1.2)，而其他的非统计方法，统称之为B类评定，又称之为非统计方法的评定，由此评定出来的不确定度一般称为B类不确定度或称为B类标准不确定度。要注意的是INC—1(1980)(参阅1.2)中以及《JJF1027》中都曾规定A类不确定度分量用符号si，而B类不确定度分量用符号uj表示，这一方式在《导则》以及《JJF1059》中已作了更改，s只是实验标准偏差的符号，当它作为不确定度时，则不论是A类还是B类方法所得到，一律用u作为符号而只以数字序号作为下标相区别，一般则写作ui。从量值上说s=u，但含义不同。　　B类不确定度只是其评定方法与A类不同，如此而已。在合成过程以及对测量不确定度的贡献中完全一样，它们都以标准偏差给出，也都可以评定其自由度。 　　6.2??用于评定B类不确定度的信息一般有哪一些？　　由于B类评定方法不是按统计方法进行的，一般不需要对被测量在统计控制状态下(或是重复性条件下或复现性条件下)进行重复观测，而是按现有信息加以评定。所用信息一般有: 　　(1)以前的观测数据。　　例如，对某一型号的测量仪器的重复性(参阅《JJF1001—1998》第7.27条)按A类评定方法，重复了20次观测，得出了其单次示值的分散性，即重复性标准偏差sr。由于这个sr的自由度υ=20-1=19，一般来说，也是充分可靠的了。所以，这个数据可以用作该测量仪器进行一次、或重复几次测量结果的不确定度评定信息。　　但是，同一型号的某测量仪器的重复性如果彼此并不一定接近，例如，有1/3或1/4左右的差，那么，如果我们对例如只有三台这样的测量仪器，分别各进行了20次观测试验，并分别得出它们的重复性分别为sr1=3.4，sr2=2.4，sr3=2.9。这三个标准偏差可认为充分可靠，而这样的差别则是反映了仪器本身重复性的不同。这一现象，说明不能用一台仪器的sr代替同类型的其他仪器的sr使用。如果，如上例，把这三个sr取平均值=2.9，那么其标准偏差按贝塞尔公式????自由度为2，因此，拿2.9作为其他同类型测量仪器的单次测量的分散性标准差也是不行的。这个例子说明对以前的观测数据应加以分析，看其是否可用于当前的测量结果。 　　(2)对有关技术资料和测量仪器特性的了解和经验。　　例如50 mm的量块，其中心长度最大允许示值误差，对于零级来说是±0.25μm，一级是±0.50μm、二级是±1.00μm。仅是这样的信息是不够的，还应了解在二级量块中是不会出现示值误差在±0.50μm内的量块；同样，在一级量块中，也决不会出现示值误差在±0.25μm内的量块。原因是在成批生产出同一标称尺寸的量块后，按最大允许示值误差把±0.25μm者作为零级挑出，把从±0.26μm至±0.50μm者挑出作为一级，如此类推。因而虽然有最大允许示值误差的信息，按上述特性，只是接近两点分布，有了这一信息，就可以评定其标准不确定度了。 　　(3)生产部门提供的技术说明文件　　例如对某些装备了玻璃短标尺的测长光学仪器，一般，生产厂是给出了该尺的线膨胀系数的，我们就可以依据它对由于温度测量导致的不确定度进行评定。 　　(4)校准证书、检定证书或其他文件提供的数据、准确度的等别或级别，包括目前还暂在使用的极限误差等。　　校准是指在规定条件下，为确定测量仪器或测量系统所指示的量值，或实物量具或参考物质所代表的量值，与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作。简而言之，即为确定测量仪器示值误差的一组操作，或给出示值的一组操作。例如对标准硬度块的定度，对标准砝码、量块、标准电池的赋值等。当然，在校准证书中必定要给出其校准结果的不确定度，甚至还要给出其自由度。给出该测量仪器所属的等别(order)或(和)级别(class)，这些都是据以评定标准不确定度的极为常见的信息。　　至于极限误差，目前还在JJG2009《射频与微波功率计量器具检定系统》、JJG2010《射频与微波衰减计量器具检定系统》、JJG2016《粘度计量器具检定系统》、JJG2027《磁感应强度计量器具检定系统》等为数尚不少的技术规范中使用，这是我国50年代以来的作法，由于对极限误差的评定缺乏统一的规范，导致其含义不确切。当前不应再使用这一概念来表述测量结果，但对早已存在的规范，未修订以前，还应可以作为评定标准不确定度的依据。 　　(5)手册或某些资料给出的参考数据及其不确定度。　　例如手册上给出的基本物理常量、