计量标准考核规范中测量不确定度验证公式的理论分析.doc

计量标准考核规范中测量不确定度验证公式的理论分析 测量不确定度 5扩展不确定度及不确定度报告 根据要求置信水平P=0.95,有效自由度为 = 86,查t分布表, t.(50)=2.O1t(100)=1.984采用插值法: (86)=1.99 扩展不确定度v95=1.99×0.1OkPa=0.20kPa 不确定度报告:24.OOkPa处,检查结果为23.97kPa, 示值误差为0.03kPa,v95=O.20kPa,k=1.99. 6测量不确定度验证 根据JJF1033--2001《计量标准考核规范》要求, 采用传递比较法对装置测量不确定度进行验证,我们 选取一台稳定性较好的血压计送上级检定部门检定 (量程为40.OOkPa,分度值为0.5kPa),在24.OOkPa 处检定结果为24.OlkPa,所用计量标准检定装置的扩 展不确定度为0.1OkPa(k=2),本单位标准装置 在该点检定结果为23.97kPa. IY—YoI=O.04kPa /+=.20+0.10kPa=0.23kPa IY—Y0I≤√u2+ 装置测量不确定度满足检定工作需要. [编辑:薛敏】 计量标准考核规范中测量不确定度 验证公式的理论分析 张爱兴.谭洁.高涛.王丽霞.王守珍 (胜利油田孤岛采油厂技术检测站,山东东营257231) [摘要】在计量标准考核规范中,对测量不确定度验证的三种方法,都只给出了公式而没有给出并说明这些验 证公式的理论来源.很多检定从业人员虽然能够正确使用这些公式,但总感到对其理解和掌握得不够深入,只能 死记硬背,生搬硬套,这对检定工作的开展是不利的.文章较详细地研究了这三个公式,并给出了相关的理论推 导和证明. [关键词]计量标准考核规范;测量不确定度评定;测量不确定度验证;理论分析 当我们向上一级计量行政部门申请对某计量标准 进行考核时,我们首先必须完成的准备工作之一就是 要写出准确可靠的《计量标准技术报告》,而计量标 准技术报告中很重要的一项内容就是该计量标准的测 量不确定度评定.在测量不确定度评定完成后,紧接 着要对给出的测量不确定度进行验证.在计量标准考 核规范附录C条款C.2中给出了三种验证测量不确定 度的方法,它们分别是:传递比较法,多台(套)对 比法以及两台(套)对比法.对于上述这三种验证方 法,考核规范只给出了验证公式,而没有给出和说明 这些验证公式和理论来源.因此,许多检定从业人 员虽然能够依据公式对评定出的测量不确定度进行 正确的验证,但总感到对各种验证方法的理解和掌 握不够深入,不能够很好地对它们进行灵活的运用. 只能死记硬背,生搬硬套;这对检定工作的开展是 不利的. [收稿151期]2008一O1—12 ? 118? 为此,我们对考核规范中给出的三种验证方法进 行了仔细研究,并给出了相关理论推导和证明. 1传递比较法 用被考核的计量标准测量一稳定的被测对象,然 后将该被测对象用另一套更高级的计量标准进行测 量.若用被考核标准和高一级计量标准进行测量时的 扩展不确定度(k=2,下同)分别为U和,它们 的测量结果分别为Y和,,o,则应满足: 1Y—YoI≤√+ 这个方法实际上就是告诉我们,当满足 IY—Y.I≤~/扩+时,对被考核的计量标准所评 定出的扩展不确定度U是正确的.大部分的计量检定 人员在遵照此结论执行的同时,还会提出一个问题: 为什么要这样验证,此验证方法的理论根据是什么? 我们对此问题进行分析:设函数z=P(Y,Y.) IndustrialMeasurement2008SupplementaryIssIIe1 懈『AlNTyOFM~SUREMENT测量不确定度 =Y—Y..由于l,与l,0相互独立,那么由不确定 度合成的方和根公式得的扩展不确定度(): U+Uo 由于被考核的计量标准和高一级的计量标准都是 对同一被测对象进行测量.设被测对象的真值为‰, 则的真值为=Yoo—Yoo=0.由扩展不确定度的物 理意义:一2;o以确定的概率落在区问[一(), ()]内,即≤1,也就是: ≤1 U+U . . IY—YoI≤~/+ 这就是此验证方法的由来. 2多台(套)比对法 若无法得到高一级的计量标准时,可采用3台 (套)或3台(套)以上具有相同准确度等级的计量 标准,对同一稳定的被测对象进行测量.若Y为由被 考核计量标准得到的测量结果,而多台(套)计量标 准得到的测量结果的平均值为,则应满足: ly一I≤√ 式中:U为被考核计量标准的扩展不确定度. 与前述相同的原因,我们对此方法进行分析验 证:假设连同被考核的装置在内共有n台装置,并假 设它们的测量结果为Y,Y2,Y,……Y,Y,Y…, …… ,Yn 设函数=Y—Y一= yl++y3+…+Yi一1+Y+Yi+1++Y V一～= n YYl+y2+y3+