matlab不确定度分析

标准曲线不确定度的分析

曹 涛

（深圳市通量检测科技有限公司，广东 深圳 518102）

摘 要：本文阐述了标准曲线不确定度分析的通用方法，讲解了标准曲线不确定度的分析步骤和方法。并且通过检测过程中经典的几个项目的标准曲线的不确定度实例分析，来论证影响不确定度分析的因素；通过实验数据证明：参与标准曲线的点的个数和样品测定的次数越多，标准不确定度越小；并且样品测定的结果越靠近标准曲线的重点，标准不确定度越小； 标准曲线的线性越好，斜率越高，标准不确定度越好； 关键词：标准曲线，不确定度

中图分类号：R155.5 文献标识码：A 文章编号：

作者简介：曹涛（1987-06-04），男，汉族，陕西省汉中市，中山大学本科毕业，研究食品中营养成分、添加剂、农兽药残留的检测分析；E-mail：vitcy@yahoo.cn

Analysis of Standard Curve’s Uncertainty

Cao Tao

（Shenzhen Total-Test Technology Co., Ltd, Shenzhen 518102）

Abstract: This paper expounds a

W2 温度测定

（部分数据引自《测量不确定度评定与表示指南》，中国计量出版社）

? 被测件：控制温度示值400℃的工业容器 ? 目的：测量示值400℃时，工业容器的实际温度

步骤1：技术规定 ? 测量程序

? 用K型热电偶数字式温度计直接测量 ? K型热电偶数字式温度计的技术指标

? 最小分度：0.1 ℃ ? 最大允许差：?0.6℃ ? ? ? ?

? 计算

? 数字式温度计直接测量的数学表达式为

最近一次校准的校准证书给出

不确定度为2℃，置信水平95%，在溯源有效期内使用 400℃时的修正值为0.5℃

在400℃时稳定0.5 h后，10次独立测量，读取示值的平均值为400.22℃

t?d?b

式中：t—实际温度，℃

d—读取的示值，℃ b—修正值，℃

步骤2：识别和分析不确定度来源 ? 被测量电阻的不确定度来源分析见图1

t d 重复性 最小分度热电偶 校准 b 图1 工业容器温度测量不确定度来源分析 ? 独立测量示值重复性 ? 数字温度计不确定度来源分析

? 热电偶校准修正值

? 供应商提供的数字温度计最大允许差（?0.6℃）是判定校准结果满足技术要求的依据 ? 校准证书提供修正值为0.5℃，表明在不考虑

华南国家计量测试中心

序号 授权检定 项目名称 测量范围 准确度等级或 测量扩展不确定度 Ⅰ级、Ⅱ级 Ⅰ级、Ⅱ级 三等 Ⅰ级、Ⅱ级 六级及六级以下 A级、B级、C级、D级 0级，1级 Ⅰ级，Ⅱ级 0级，1级 MPE:±(0.1～0.3)mm 6H，6G等 U95=(1.0～1.5)μm MPE:±(0.5～1)分度 0级，1级，2级 千分表检定仪允差: 任意1mm范围内不大于1μm；任意2mm范围内不大于1.5μm；在5mm范围内不大于2μm。 百分表检定仪允差: 任意1mm范围内不大于2μm；任意10mm范围内不大于3μm；在25mm范围内不大于4μm MPE:±(0.15～3)μm U95=1.0μm MPE:±(1.5～3.0)μm 螺距MPE:±(10～20)μm 数显式MPE:±0.3%(│Si│+l)μm；指针式MPE:±1%(│Si│+l)μm； MPE:(0.06～2.0)μm MPE:±(1.5～48)μm 任意1mm范围内不大于2μm；任意10mm范围内不大于3μm 3等及以下 4等及以下 三等及以下 4等及以下 三等及以下 4等及以下 五等及以下 5等 五等及以下 依据检定规程编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9

W2 温度测定

（部分数据引自《测量不确定度评定与表示指南》，中国计量出版社）

? 被测件：控制温度示值400℃的工业容器 ? 目的：测量示值400℃时，工业容器的实际温度

步骤1：技术规定 ? 测量程序

? 用K型热电偶数字式温度计直接测量 ? K型热电偶数字式温度计的技术指标

? 最小分度：0.1 ℃ ? 最大允许差：?0.6℃ ? ? ? ?

? 计算

? 数字式温度计直接测量的数学表达式为

最近一次校准的校准证书给出

不确定度为2℃，置信水平95%，在溯源有效期内使用 400℃时的修正值为0.5℃

在400℃时稳定0.5 h后，10次独立测量，读取示值的平均值为400.22℃

t?d?b

式中：t—实际温度，℃

d—读取的示值，℃ b—修正值，℃

步骤2：识别和分析不确定度来源 ? 被测量电阻的不确定度来源分析见图1

t d 重复性 最小分度热电偶 校准 b 图1 工业容器温度测量不确定度来源分析 ? 独立测量示值重复性 ? 数字温度计不确定度来源分析

? 热电偶校准修正值

? 供应商提供的数字温度计最大允许差（?0.6℃）是判定校准结果满足技术要求的依据 ? 校准证书提供修正值为0.5℃，表明在不考虑

误差 偏差和不确定度

摘要：

测量误差与不确定度是计量学中的2个重要基本概念，两者之间既有区别又

有联系，通过对两者的比较，指出了使用测量不确定度评价测量结果的意义。误差理论的应用中，要深刻地认识和了解实验及现象，深入地研究实验，应该借助实验误差理论。在测量中，我们所要测的物理量在一定的条件下总有一个客观的真正大小，称为真值。但在实际测量过程中，由于测量仪器的精度限制，测量原理和方法不完善，测量者感官能力的限制，所得的测量结果和真值总存在一定的差异。物理实验离不开对物理量的测量，测量有直接的，也有间接的。由于仪器、实验条件、环境等因素的限制，测量不可能无限精确，物理量的测量值与客观存在的真实值之间总会存在着一定的差异，这种差异就是测量误差。测量不确定度是目前对于误差分析中的最新理解和阐述，以前用测量误差来表述，但两者具有完全不同的含义． 关键字：

误差 ;偏差 ;不确定度

Error, error and uncertainty

Abstrac

Measurement error and uncertainty are the metrology two important basic concept, both between

误差 偏差和不确定度

摘要：

测量误差与不确定度是计量学中的2个重要基本概念，两者之间既有区别又

有联系，通过对两者的比较，指出了使用测量不确定度评价测量结果的意义。误差理论的应用中，要深刻地认识和了解实验及现象，深入地研究实验，应该借助实验误差理论。在测量中，我们所要测的物理量在一定的条件下总有一个客观的真正大小，称为真值。但在实际测量过程中，由于测量仪器的精度限制，测量原理和方法不完善，测量者感官能力的限制，所得的测量结果和真值总存在一定的差异。物理实验离不开对物理量的测量，测量有直接的，也有间接的。由于仪器、实验条件、环境等因素的限制，测量不可能无限精确，物理量的测量值与客观存在的真实值之间总会存在着一定的差异，这种差异就是测量误差。测量不确定度是目前对于误差分析中的最新理解和阐述，以前用测量误差来表述，但两者具有完全不同的含义． 关键字：

误差 ;偏差 ;不确定度

Error, error and uncertainty

Abstrac

Measurement error and uncertainty are the metrology two important basic concept, both between

测量不确定度评定报告

1、 评定目的

识别实验室定量项目检测结果不确定度的来源，明确评定方法，给临床检测结果提供不确定度依据。

2、评定依据

CNAS-GL05《测量不确定度要求的实施指南》 JJF 1059-1999《测量不确定度评定和表示》

CNAS— CL01《检测和校准实验室能力认可准则》

3 、测量不确定度评定流程

测量不确定度评定总流程见图一。

图一 测量不确定度评定总流程

评定扩展不确定度 编制不确定度报告 计算合成标准不确定度 A类评定 B类评定 标准不确定度分量评定 测量不确定度来源分建立数学模型，确定被测量Y与输入量X1,…,XN的关系 概述 4、测量不确定度评定方法

4.1建立数学模型

4.1.1 数学模型根据检验工作原理和程序建立，即确定被测量Y（输出量）与影

响量（输入量）X1，X2，…，XN间的函数关系f来确定，即： Y=f（X1，X2，…，XN） 建立数学模型时应说明数学模型中各个量的含义和计量单位。必须注意, 数学模型中不能进入带有正负号(±)的项。另外，数学模型不是唯一的，若采用不同测

测量不确定度评定培训试题

单位： 姓名： 分数： 一. 单项选择题（每题5分，共计30分）

1. 对被测量Y进行n次重复测量，测量结果分别为y,y,........y，则其n次测量平均值y的实验标准差为

12nB 。 A:s(y)??(yi?y)i?1n2n?1 B:s(y)??(yi?y)i?1n2n(n?1) C:s(y)??(yi?y)i?1n2n

2. 在不确定度的评定中，常常需要对输入量的概率分布做出估计。在缺乏可供判断的信息情况下,一般估计为 A 是较为合理的。 A:正态分布 B:矩形分布 C:三角分布 D：两点分布 3. 随机变量x服从正态分布，其出现在区间 [?2? ，2? ]内的概率为： C 。 A：68.27%； B：81.86%； C：95.45%； D：不能确定。

4. 两个不确定度分量分别为：u1和u2，则两者的合成标准不确定度为： C 。

A：u1?u2； B：u1?u2； C：u1?u2； D：不能确定。

5. 某长度测

测量不确定度的评估方法

北京医院 卫生部临床检验中心 周琦 李小鹏 徐建平 谢伟 李少男 杨振华

测量不确定度 (uncertainty of measurement) 定义为表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数。被测量之值的最佳估计值是测量结果，常用平均值表示。参数可以是标准偏差、标准偏差的倍数或说明了置信水准区间的半宽度。 标准不确定度(standard uncertainty) 是以标准偏差表示的测量不确定度，合成标准不确定度(combined standard uncertainty) 是各标准不确定度分量的合成。扩展不确定度 (expanded uncertainty) 是确定测量结果区间的量，合理赋予被测量之值分布的大部分可望含于此区间。测量不确定度评价的步骤和算法如下：

一、确定被测量

注明被测量和被测量所依赖的输入量，如被测数量、常数和校准标准值等。 二、建立数学模型

被测量Y和所有各影响量Xi (i=1, 2,···,n) 之间的具体函数关系， 一般表达形式为Y

= f (X1, X2,···, Xn)。 若被测量Y的估计值是y, 输入量Xi的估计值是xi， 则表达形式是

y =

气相色谱仪FID检测器检出限

测量结果不确定度的评定

一、概述

1.1 测量依据：JJG700-1999《气相色谱仪检定规程》，JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》。

1.2 环境条件：要求 室温（5～35）oC, 相对湿度（20～85）%。

1.3 测量标准：检定气相色谱仪的标准物质GBW(E)130102，不确定度3%（k=2） 。

1.4 测量对象：实验室用气相色谱仪Agilent5890的FID检测器。

1.5 测量方法：在仪器正常工作条件下，对于FID检测器，先检出仪器的基线噪声，然后用标准气体对仪器的检测限进行校准。

二、数学模型

DFID 2NWA

式中：DFID ---- FID的检测限，g/s；

A ---- 标准物质中溶质的峰面积，A.s；

N ---- 基线躁声，A；

W ---- 标准物质的进样量，g。

三、输入量的标准不确定度的分析和评定

根据传递由上式得出：

SD D 2 S N N 2 S W W 2 S A A 2

1、不确定度的来源分析

SA

A 为峰面积测量的不确定度uA；

SW

W为标准物质进样量的不确定度，其中包括标准物质的不确定度uW1和微量注射器校

准的不确定度uW2；

SN

N基线躁声测量的不确