声速测量数据处理不确定度怎么算

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测量的不确定度与数据处理

标签:文库时间:2024-12-15
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测量的不确定度与数据处理

刘玉金

1.1测量、测量误差与误差处理 1.测量与测量误差

1)直接测量与间接测量

直接测量:是用能直接读出被测值的仪器进行测量的方法。

间接测量:是先用直接测量的方法测出几个物理量,然后代入公式计算得到所需物理量。

2)等精度测量和不等精度测量

等精度测量:对某一物理量进行多次测量时,如果测量条件保持不变(同一的测量者、仪器、方法及相同的外部环境),这样进行的重复测量称为等精度测量。

不等精度测量:如果测量条件中,一个或几个发生了变化,这时所进行的测量称为不等精度测量。

3)测量误差

真值:在一定条件下,任何待测物理量都是客观存在的,不依人的意志为转移的确定值。

测量误差:测量结果与真值之间的差值。它反映了测量结果的准确程度,可用绝对误差表示,也可用相对误差表示:

绝对误差=测量结果-被测量的真值 相对误差?E??绝对误差?10000

被测量真值2.误差分类 1)系统误差

系统误差总是使测量结果向一个方向偏离,其数值是一定的或以可预知的方式变化的。它来源于仪器本身的缺陷,或来源于理论公式和测量方法的近似性。消除和纠正系统误差的方法是对仪器进行校正,修正实验方法,或

大学物理实验--测量的不确定度和数据处理

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测量的不确定度和数据处理

测量不确定度..........................................................................................................................................1

采用不确定度的必然性.....................................................................................................................1 测量不确定度的 B类分量................................................................................................................1 三种仪器误差分布...........................................................................................................

大学物理实验测量的不确定度和数据处理

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测量的不确定度和数据处理

测量不确定度

采用不确定度的必然性

国际计量局等七个国际组织于1993年指定了具有国际指导性的“测量不确定度表示指南 ISO 1993(E)”(以下简称《指南》)。几年来国际与国内的科技文献开始采用不确定度概念,我国各个高校也不断开展这方面的讨论,改革教学内容与方法,以求与国际接轨。虽然一些学者对《指南》的有些内容持批评态度[注1],但总的趋势是在贯彻《指南》的同时,不断改善它。

测量不确定度定义为测量结果带有的一个参数,用以表征合理赋予被测量量的分散性,它是被测量客观值在某一量值范围内的一个评定。不确定度理论将不确定度按照测量数据的性质分类:符合统计规律的,称为A类不确定度,而不符合统计规律的统称为B类不确定度。测量不确定度的理论保留系统误差的概念,也不排除误差的概念。这里的误差指测量值与平均值之差或测量值与标准值(用更高级的仪器的测量值)的偏差。

测量不确定度的 B类分量

仪器的最大允差Δ仪

测量中凡是不符合统计规律的不确定度统称为B类不确定度,记为ΔB 。它包含了由测量者估算产生的部分Δ估和仪器精度有限所产生的最大允差Δ仪。Δ仪包含了仪器的系统误差,也包含了环境以及测量者自身可能出现的变化(具随机性)对测量结果

温度测量不确定度

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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

测量不确定度 - 图文

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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

温度测量不确定度

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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

测量不确定度评定报告

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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

测量不确定度培训试题

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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

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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 =

测量不确定度的评定程序

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1、获得测量结果的不可靠程度。2、适用于产品检验中各参数测量值的不确定度评定。3、测量不确定度的评定的方法。

1 目的

获得测量结果的不可靠程度。

2 范围

适用于产品检验中各参数测量值的不确定度评定。

3 程序

3.1 确定被测量和测量方法

测量方法包括测量原理,测量仪器,测量条件及测量和数据处理程序等。

3.2 找出所有影响测量不确定度的影响量Xi

3.3 建立满足测量不确定度评定所需的数学模型,即确定被测量Y(输出量)与其他量(输入量)X1,X2,……,Xn间的函数关系:

Y=f(X1,X2,……,Xn)

3.3.1 建立数学模型时,应说明数学模型中各个量的含义。

3.3.2 要求所有对测量不确定度有影响的输入量都应包含在数学模型中。在测量不确定度评定中,所考虑的各个不确定度分量,要与数学模型中的输入量一一对应。

3.3.3 输入量及其不确定度来源的考虑应充分满足测量所要求的准确度。

3.4 确定各输入量的标准不确定度u(xi)

根据各输入量标准不确定度评定的不同,可以分为A、B两类: A类评定——用对观测列进行统计分析的方法来评定标准不确定度;

1、获得测量结果的不可靠程度。2、适用于产品检验中各参数测量值的不确定度评定。3、测量不确定度的评定的方法。

B类评定