不確定度系列2:測量不確定度該用在哪裡?

2021-01-08 周寶瓏

檢定、校準和檢測實驗室在報告測量結果時均要同時報告測量結果的測量不確定度,那測量不確定度該用在哪裡?該評定多大還是選取多大?

01

合格評定

產品(包含測量儀器) 通過檢測(包含檢定和校準),得到測量結果(包含示值誤差),測量結果與規範或標準的合格判據(或最大允差)進行比較,從而判定是否合格。比如技術標準要求鋼板壁厚公差規定為±3.0mm,實際測得誤差為2.5,結果是否合格?

當示值誤差的不確定度小於等於最大允差的1/3時,即不確定度為1mm或更小,則當示值誤差小於等於最大允差時,直接判定合格,當示值誤差大於最大允差時,直接判定不合格。

當然根據規範和標準或實驗室要求,可以將比例嚴格到1/4或1/5。

如果無法滿足1/3關係,則合格判據嚴格按照示值誤差不超過最大允差和不確定度的差值。

02

目標不確定度

為了進行合格判定,或規定測量儀器的準確度指標,需要制定能接受的目標不確定度。比如01章中案例,目標不確定度為1mm,無論怎麼評定其不確定度不能超過1mm。比如容量器具的不確定度規定為千分之3,評定出的不確定度一定不能超出這個數,否則不合格。

如果實際評定出的不確定度超出這個目標不確定度,那對不起,請更改測量方法,使用更準確的測量設備,或者將溫度範圍控制的更小,也就是說需要改規範或標準了。

目標不確定度可以反推規範或標準裡的條件制定是否合理和嚴格,也就是決定了環境條件等影響量的控制範圍要求。

(感謝我的閨女,要不然去哪裡找圖呢,用網上的圖還涉及侵權,更感謝大家欣賞我閨女的作品)

03

證書裡的不確定度

在校準證書或檢測報告中,需要報告測量不確定度。是否需要每次校準或檢測完後均計算一個不確定度呢?

通常,校準和檢測是個常規的測量,可能每天都在重複同樣的工作,環境條件和標準裝置都比較相近,即使評定,評定的結果也基本在一個範圍內。

通常情況會有兩種做法:

1)把不確定度計算過程和公式做成軟體,用EXCEL也行。輸入量直接從測量值和影響量中得到,計算出每次校準(或檢測)的不確定度,寫在對應證書裡。

2)用所有不確定度分量的極限值來計算,在建立計量標準的時候就選用最大的重複性,得到在校準規範或檢測標準裡規定條件下的最大測量不確定度。

目前,我接觸的實驗室更多地採用第二種方案,最終得到控制條件下的最大測量不確定度,即按照規範或標準操作後評定的眾多不確定度值的最大值。怎麼評定都不可能超過該值,在報告中報告該值即可。

04

CMC

CMC為校準和測量能力( calibration and measurement capability),也是實驗室的最佳測量能力,它指的是實驗室在所有常規條件下評定的不確定度中的最小值(最佳值),和03章的最大不確定度正好是兩個極端。因為CMC需要在CNAS認可證書認可範圍裡公示,因此實驗室通常都希望這個CMC越小越好,越能體現出實驗室的能力比較厲害。

但是這個最小的測量不確定度在樣本較少的情況下是不可靠的,因此這個實驗室會參考那個實驗室,總的原則不要比國家計量院的更牛就行了,不然評審老師要質疑你了。

05

能力驗證

能力驗證,顧名思義是用來驗證實驗室的能力的,無論是法定管理部門組織的計量比對或要求必須參加的測量審核,還是民間的自發比對和主動的測量審核,都為了一個共同的目的,證明我的實驗室的能力是過關的,可信的,和別人是一樣的。

這裡的一樣不僅僅是測量結果簡單的接近即可,涉及到計量結果的兼容性要求,即兩個或多個測量結果之間的差值,不得大於其差的不確定度,而差的不確定度,如果不考慮相關性,也就是各自不確定度的方和根。

明白的人已經看出04章裡埋了一個雷。如果CMC給出的不確定度不合實際的小,必然會造成方和根較大,存在能力驗證不合格的風險。

「不確定度評定是件嚴肅的事情,且行且珍惜。」

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  • 不確定度系列3:測量不確定度在測量結果中的表達
    測量結果應包含測量不確定度,比如校準結果示值誤差需要報告示值誤差的不確定度,檢測結果臨界值的合格判定需要給出不確定度,而不確定度如何表達呢?01—有效位數測量不確定度本來就是一個不確定的量,如果給出太多的位數或者小數位是沒有意義的。不確定度的取位主要考慮修約誤差限在不確定度中的佔比。
  • 測量不確定度的來源
    測量不確定度作用:主要用於對測量結果可信程度的定量表示; 2. 測量不確定度表示:主要有兩個參數,一個用於表示大小、一個用於表示能相信的概率; 3. 測量不確定度主要分為:標準不確定度和擴展不確定度; 4.
  • 測量的不確定度概念
    1、什麼是測量?本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201808/384910.htm1)測量告知我們關於某物的屬性。測量總是用某種儀器來實現的。2)測量結果:通常兩部分組成:一個數和一個測量單位。2、什麼是測量不確定度?1)測量不確定度是對任何測量的結果存有懷疑。
  • 測量不確定度的概念
    2、什麼是測量不確定度?• 1)測量不確定度是對任何測量的結果存有懷疑。• 2)測量不確定度的表述:由於對任何測量總是存在懷疑的餘量,所以我們需要回答「餘量有多大?」和「懷疑有多差?」• 3)如何給不確定度定量?需要有兩個數:1)餘量(或稱區間)的寬度;2)置信概率,說明我們對"真值"在該餘量範圍內有多大把握。
  • 測量不確定度基礎知識
    二、測量不確定度的表示 測量不確定度用於定量表示測量結果的可靠程度,是「說明了置信水準的區間的半寬度」。就是說,測量不確定度需要用兩個數來表示:一個是不確定度的大小,即置信區間;另一個是置信概率(或置信水準、置信水平、置信係數),表明測量結果落在該區間有多大的把握。
  • 如何報告測量不確定度?
    e)給出被測量的估計值及測量不確定度適宜的報告表示。2、重要的測量不確定度報告一般應包括如下信息:    a)被測量Y的明確定義;    b)輸出量與輸入量之間的函數關係及靈敏度係數;    c)給出每個輸入量的估計值、標準不確定度,並列出表格;    d)給出所有相關輸入量的協方差或相關係數及得到的方法
  • 測量誤差和測量不確定度的重要區別!
    而根據規定,不確定度以分散性區間的半寬度表示,且恆為正值,故在不確定度之前也不能冠以「±」號。即使不確定度是由方差經開方後得到,也僅取其正值。(5)誤差和不確定度的合成方法不同。誤差是一個確定的值,因此對各誤差分量進行合成時,採用代數相加的方法。而不確定度表示一個區間,因此當對應於各不確定度分量的輸入量彼此不相關時,用方和根法進行合成(也稱為幾何相加),否則應考慮加入相關項。
  • 不確定度系列1:測量不確定度的誕生
    在久遠歷史(我還沒出生)的誤差表示中,或者不嚴謹的儀器說明書中,說誤差為±1℃,其實這裡不是誤差的定義,表達的是最大允許誤差。體溫計測得值為36℃,說明書表明誤差為±1℃,如果體溫計未經校準,那實際的體溫在35℃~37℃範圍內,是多少無法確定。
  • 測量誤差與測量不確定度的主要區別
    六、結果修正可以用已知誤差對未修正測量結果進行修正,得到已修正測量結果。不能用不確定度修正測量結果。對已修正測量結果進行不確定度評定時,應評定修正不完善引入的不確定度。七、結果說明測量誤差等於測量結果減去真值,因為真實是確定的,所以相同的測量結果具有相同的誤差,而與得到該測量結果的測量設備、測量方法和測量程序無關。不確定度與人們對被測量、影響量以及測量過程的認識有關。
  • 測量不確定度與誤差分析
    二是評定結果的區別:測量不確定度是無符號的參數,用標準差或標準差的倍數或置信區間的半寬表示,由人們根據實驗、資料、經驗等信息進行評定,可以通過A、B兩類評定分量定量確定;測量誤差為有正號或負號的量值,其值為測量結果減去被測量的真值,由於真值未知,往往不能準確得到,當用約定真值代替真值時,只可得到其估計值。
  • 測量不確定度誤差的區別
    它來源於偶然效應和系統效應的不完善修正,是用於表徵合理賦予的被測量值的分散性參數。不確定度按其獲得方法分為A、B兩類評定分量。A類評定分量是通過觀測列統計分析作出的不確定度評定,B類評定分量是依據經驗或其他信息進行估計,並假定存在近似的「標準偏差」所表徵的不確定度分量。  誤差多數情況下是指測量誤差,它的傳統定義是測量結果與被測量真值之差。通常可分為兩類:系統誤差和偶然誤差。
  • ISO17025:2017測量不確定度評定程序
    4.2 測量不確定度的評定方法4.2.1 檢測組根據隨機取出的樣本做重複性測試所獲得的結果信息,來推斷關於總體性質時,應採用A類不確定度評定方法,用符號表示,其評定流程如下:4.2.2 檢測組根據經驗、資料或其他信息評估時,應採用B類不確定度評定方法,用符號表示,B類不確定度評定的信息來源有以下六項:4.2.2.1 以前的觀測數據。
  • 元器件檢測的測量不確定度評定方法與實例
    摘要:介紹了元器件檢測實驗室對測量不確定度評定的要求,測量不確定度評定的一般步驟和方法。對元器件檢測中的測量不確定度評定的若干問題進行了分析,用一個實例說明了如何在元器件檢測中實施測量不確定度評定。
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    法」網絡公開課,公開課課件昨天小編也在公眾號為大家進行了分享:「測量不確定度評估——GUM法」網絡公開課課件分享來了!一、日常檢測中我們是不是多數時候檢測的數據算出來的都是A類不確定度,查證書的都是B類不確定度?答:在GUM法中A類、B類是評定方法,可以用數學統計分析的方法進行的評定就是A類,不同於A類的是B類,檢定/校準證書或者設備說明書中給出了誤差、等級,這些用B類評定方法。
  • CNAS-GL05《測量不確定度要求的實施指南》
    2.1 ISO/IEC 指南 98-3《測量不確定度表示指南》2.2 ISO/IEC 指南 99《國際通用計量學術語》2.3 ISO/IEC 17025《檢測和校準實驗室能力的通用要求》2.4 JJF1059《測量不確定度評定和表示》3 、檢測和校準實驗室不確定度評估的基本步驟
  • 電子變壓器測量誤差和測量不確定度的描述
    由於實際上只能進行有限次測量,因此只能用有限次測量的平均值,即樣本均值來作為無限多次測量結果平均值的估計值。也就是說,在實際工作中,只能得到隨機誤差和系統誤差的估計值。以標準差表示的測量不確定度稱為標準不確定度。電子變壓器標準不確定度依據其評定方法分為「A」「B」兩類,用對觀測列進行統計分析的方法來評定的標準不確定度稱為不確定度的A類評定,又稱為A類不確定度評定,簡稱A類不確定度。
  • 淺談測量不確定度與誤差的區別
    它來源於偶然效應和系統效應的不完善修正,是用於表徵合理賦予的被測量值的分散性參數。不確定度按其獲得方法分為A、B兩類評定分量。A類評定分量是通過觀測列統計分析作出的不確定度評定,B類評定分量是依據經驗或其他信息進行估計,並假定存在近似的「標準偏差」所表徵的不確定度分量。
  • 計量測量的不確定度詳解
    無符號的參數,用標準差或標準差的倍數或置信區間的半寬表示 以真值為中心,說明測量結果與真值的差異程度。(表明測量結果偏離真值) 以測量結果為中心,評估測量結果與被測量【真】值相符合的程度。
  • 檢測實驗室如何作好測量不確定度的評定
    因此,用誤差來定量表示測量結果的質量是不科學和不合理的,而測量不確定度作為測量結果質量的量化指標越來越受到世界各國測量領域的重視。我國實驗室認可與國際的接軌,使在測量不確定度的表達和計算方面與國際建議相一致已勢在必行。
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    (二)如何計算不確定度但是,如果一個企業監測出來的數據,剛好是超標一點點,那測量不確定度可謂是白蛇娘娘救許仙的靈芝仙草,可能會起到起死回生的作用。簡單的理解就是:由於採樣、實驗室檢測等系列條件存在差異,化驗的結果有可能出現一個合理的偏差,這個偏差可以通過計算出來,這就是不確定度。