CX210測量不確定度評定控制程序

ZZZZ實驗室文件編號：ZZ/CX-23-10第1頁共1頁測量不確定度評定控制程序第1版第0次修訂發(fā)布日期：2010年05月01日程序文件修改記錄版本號發(fā)布日期編制審核批準(zhǔn)第1版第0次修訂2010.05.01ZZZZ實驗室文件編號：ZZ/CX-23-10第1頁共9頁測量不確定度評定控制程序第1版第0次修訂發(fā)布日期：2010年05月01日1.目的對測量結(jié)果的不確定度評定進行規(guī)范，確保測量不確定度的評定符合JJF1059-1999《測量不確定度評定與表示》及CNAS有關(guān)規(guī)定的要求。.范圍適用于本實驗室檢測項目的測量不確定度評定的控制。.職責(zé)各檢測項目人負(fù)責(zé)相關(guān)測量不確定度進行分析與評定，并寫出評定報告；技術(shù)管理者負(fù)責(zé)對測量不確定度評定報告進行審批。.直接測量不確定度評定工作程序直接測量是指不需要進行計算，測量結(jié)果直接由檢測儀器設(shè)備的指示值給出。測量不確定度的評定原則本實驗室開展的所有檢測項目都必須進行測量不確定度評定，并寫出評定報告。執(zhí)行CNAS-CL07:2006《測量不確定度評估和報告通用要求》和CNAS-GL05：2006《測量不確定度要求的實施指南》。作為檢測實驗室，如果沒有B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度自由度的信息，可以不需要給出自由度，或者認(rèn)為B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度的自由度為無窮大。測量不確定度評定步驟概述測量不確定度定義為“依據(jù)所用到的信息表征賦予被測量之量值的分散性，是非負(fù)的參數(shù)”，所以如欲評定測量不確定度，首先必須給出檢測的有關(guān)信息。測量方法：依據(jù)XXXX技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范。環(huán)境條件：根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范，以及所使用的檢測儀器設(shè)備的要求決定。所用檢測儀器設(shè)備（經(jīng)檢定合格/校準(zhǔn)的可溯源的測量設(shè)備器）必須詳細(xì)給出測量標(biāo)準(zhǔn)型號、序號、擴展不確定度/最大允許誤差/準(zhǔn)確度等級、分辨力等進行不確定度評定的信息。

ZZZZ實驗室文件編號：ZZ/CX-23-10第2ZZZZ實驗室文件編號：ZZ/CX-23-10第2頁共9頁測量不確定度評定控制程序第1版第0次修訂發(fā)布日期：2010年05月01日被測對象列出被測物品的名稱、典型型號等。測量程序依據(jù)測量方法，詳細(xì)說明測量過程。必須說明測量結(jié)果是由一次測量直接給出，還是由多次測量的平均值給出。評定結(jié)果的應(yīng)用符合上述條件下的測量結(jié)果，通?？梢灾苯邮褂帽静淮_定度評定結(jié)果；或者可以參照本不確定度評定方法，給出不同測量結(jié)果的測量不確定度評定數(shù)值。給出評定測量不確定度的數(shù)學(xué)模型對于直接測量的檢測項目，檢測儀器設(shè)備的指示值就是測量結(jié)果，其數(shù)學(xué)模型為式中，x——被測量的測量結(jié)果；xd——用于檢測的儀器設(shè)備的指示值。分析不確定度來源和給出合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算公式根據(jù)數(shù)學(xué)模型列出各不確定度分量的來源，從測量儀器、測量方法、測量人員、測量環(huán)境和被測量全面考慮，做到不遺漏，不重復(fù)，如測量結(jié)果是修正后的結(jié)果，應(yīng)考慮由修正值引入的不確定度分量。根據(jù)本實驗室使用的通用不確定度評定模型式（1），測量不確定度的來源主要包括：①測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uA，采用A類評定方法；②測量儀器設(shè)備引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB1，或稱為儀器的不確定度，采用B類評定方法；③測量儀器設(shè)備讀數(shù)分辯力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB2,采用B類評定方法；④其他原因，諸如環(huán)境溫度引入的的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB3,采用B類評定方法。不確定度預(yù)估不確定度預(yù)估應(yīng)該包括測量模型中相關(guān)聯(lián)的測量不確定度分量、概率的類型（正態(tài)分布、均勻分布、三角分布、t分布等）、測量不確定度評定類型（A類、B類或合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度）、包含因子、自由度（如果需要）、協(xié)方差等。在直接測量的不確定度評定中，各個不確定度分量通常都是不相關(guān)的。表1給出了直接測量相關(guān)的測量不確定度預(yù)估。合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc計算公式由測量不確定度的來源和不確定度的預(yù)估可知，所有標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量互不相關(guān)，可以采用方和根方法合成

ZZZZ實驗室文件編號：ZZ/CX-23-10第3頁共9頁測量不確定度評定控制程序第1版第0次修訂發(fā)布日期：2010年05月01日u(X)=u2+Zu2 (2)cAA Bii i=1表1測量不確定度預(yù)估序號標(biāo)準(zhǔn)不確定度自由度不確定度來源類型分布包含因子(k)符號數(shù)值v數(shù)值1測量重復(fù)性A正態(tài)1UAVA2測量儀器引入的不確定度【注】B均勻后UB1V18檢定方式溯源三角尿校準(zhǔn)方式溯源未說明U/k8正態(tài)U/kp8t分布U'%,)Veff3測量儀器讀數(shù)分辯力B均勻UB2V284其他來源B均勻后UB3V385合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度1u(X)=[u2+Xu2c AA Bi1 i=16①如果給出有效自由度veff，則擴展不確定度U=195uc= ，k=195(veff)= ，(片95%)。②如果不能給出有效自由度veff，則擴展不確定度U=2uc= ，k=2,提供的包含概率於95%?！咀ⅰ?1)本表序號2列出了5種常見檢測儀器設(shè)備不確定度的分布，評定人員可根據(jù)實際情況

選擇其一。對于后3種(校準(zhǔn)方式溯源)情況，是采用儀器設(shè)備的校準(zhǔn)值。(2)對于檢測實驗室，通常都采用檢定合格的測量儀器設(shè)備，即直接采用儀器設(shè)備指示值。所以采用本表序號2中的前2種方法評定。合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc計算公式由測量不確定度的來源和不確定度的預(yù)估可知，所有標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量互不相關(guān)，可以采用方和根方法合成u(x)=

cu2u(x)=

cA Bii=1標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A類評定A類評定是指通過對一組觀測列進行統(tǒng)計分析的方法來評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度，以一倍實驗

ZZZZ實驗室文件編號：ZZ/CX-23-10第4頁共9頁測量不確定度評定控制程序第1版第0次修訂發(fā)布日期：2010年05月01日標(biāo)準(zhǔn)差表征標(biāo)準(zhǔn)不確定度。求單次測量的實驗標(biāo)準(zhǔn)(偏)差在重復(fù)性條件下或復(fù)現(xiàn)性條件下進行規(guī)范化常規(guī)測量，通常不需要每次測量都進行A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定，可以直接引用預(yù)先評定的結(jié)果。所謂規(guī)范化常規(guī)測量，是指明確規(guī)定了方法、程序、條件的測量，如已通過實驗室認(rèn)可的檢測項目的測量和通常進行的檢定測試。在重復(fù)性條件下對被測量斗作n次獨立重復(fù)測量得到測量列：4,b2，...,bn,被測量的最佳值等于測量列的算術(shù)平均值：x=1Xx (3)nii=1應(yīng)用貝塞爾公式求取測量列的單次測量的實驗標(biāo)準(zhǔn)差(x)=} (4)n一1x=1圮x10ix=1圮x10ii=1⑸(6)X(x-x)24=1 10一14.2,4.2多次重復(fù)測量的獨立性需要指出，4.2,4.1節(jié)所述重復(fù)觀測，不是簡單地重復(fù)讀數(shù)，而是應(yīng)當(dāng)相互獨立地觀測，例如：(1)儀器的調(diào)零是測量程序的一部分，則重新調(diào)零應(yīng)成為每次觀測重復(fù)性的一部分。(2)如果連接是測量程序的一部分，則重新連接應(yīng)成為重復(fù)性的一部分，等等。A類評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度uA的計算(1)測量結(jié)果由一次測量直接給出時的標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算根據(jù)定義，標(biāo)準(zhǔn)不確定度等于一倍標(biāo)準(zhǔn)偏差。如果測量結(jié)果由一次測量直接給出，則用下式計算A類評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度uAA￡(xi-x)2uA=s(x)=\』10一1 (7：(2)測量結(jié)果由m次測量的算術(shù)平均值給出時的標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算

ZZZZ實驗室文件編號：ZZ/CX-23-10第5頁共9頁測量不確定度評定控制程序第1版第0次修訂發(fā)布日期：2010年05月01日當(dāng)測量結(jié)果由m次測量的算術(shù)平均值給出時，則測量結(jié)果及其標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別計算如下。測量結(jié)果一1mn(8)(9)(10)X=一乙X(8)(9)(10)mii=1A類評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度uA10-1#10-1#(x-x)2_s(X)_

u ,一A7mA類評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度uA的自由度vAA類評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度uA的其自由度為v=n—1式中，n——測量列的測量次數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類評定B類評定是用不同于對觀測列進行統(tǒng)計分析的方法來評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度。B類評定的信息來源是：校準(zhǔn)證書、檢定證書提供的數(shù)據(jù)、準(zhǔn)確度等級、不確定度，生產(chǎn)廠家的技術(shù)說明書，檢測人員對有關(guān)技術(shù)材料和測量儀器特性的了解和經(jīng)驗，國家標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)文件對有關(guān)產(chǎn)品材料性能的規(guī)定等。測量儀器設(shè)備引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量(或儀器的不確定度)uB1實驗室所有檢測用測量儀器設(shè)備在投入使用前都應(yīng)經(jīng)過檢定/校準(zhǔn)。因此，測量儀器設(shè)備引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量可以分以下兩類方式求取。(1)通過檢定方式溯源的檢測儀器設(shè)備引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算檢定合格的設(shè)備，其技術(shù)指標(biāo)滿足生產(chǎn)廠家規(guī)定的最大允許誤差±八的要求。最大允許誤差服從均勻分布，包含區(qū)間半寬度a1=A包含因子k1=<3，由此引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB1為uB1uB1因為直接采用生產(chǎn)廠家給出的最大允差，且檢定合格，自由度為無窮大。(2)過校準(zhǔn)方式進行溯源的檢測儀器設(shè)備引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算(a)如果被測量X的估計值x來源于說明書、校準(zhǔn)證書、手冊或其他資料，同時還明確給出了擴展不確定度U是標(biāo)準(zhǔn)偏差s(x)或標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB1的k1倍，并指明了包含因k1的大小。則可以求出標(biāo)準(zhǔn)不確定度

ZZZZ實驗室文件編號：ZZ/CX-23-10第6頁共9頁測量不確定度評定控制程序第1版第0次修訂發(fā)布日期：2010年05月01日(12)U

u——

bik

1(12)(b)被測量X的估計值x的擴展不確定度不是按照標(biāo)準(zhǔn)差s(x)或標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB1的k1倍給出，而是給出了包含概率p和包含區(qū)間的半寬度Up，除非另有說明，一般按正態(tài)分布考慮來評定其標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(x)(13)u-U

bik(13)p表2給出了正態(tài)分布的常見的包含概率p與相應(yīng)的包含因子kp。正態(tài)分布是自由度為無窮大的t分布，所以，包含因子kp也可以查t分布表可得到。表2正態(tài)分布情況下的包含概率p與包含因子k的關(guān)系p(%)5068.27909595.459999.73——kp—0.6711.6451.9622.5763(c)被測量X的估計值x的擴展不確定度不僅給出了擴展不確定度Up和包含概率p，而且給出了有效自由度veff或包含因子kp，這時必須按t分布處理U(14)u- p—(14)B1t(yff)tp(veff)可以查t分布表(JJF1059-1999附錄A)得到。檢測儀器設(shè)備讀數(shù)分辯力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uR?B2設(shè)檢測儀器設(shè)備的分辯力為。服從均勻分布，包含區(qū)間半寬度a2(S)=。2,包含因子勺(S)=<3，由此引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB2為82 8(15)u- - (15)B2 k2(S) 2<3可以認(rèn)為其自由度為無窮大。其他原因引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uRqB3除非特殊情況，如果嚴(yán)格執(zhí)行檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范的要求控制環(huán)境條件，一般情況下，可以認(rèn)為uR3=°D3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc的評定將式(7)或式(9)、式(11)?式(14)之一的數(shù)值，以及式(15)代入式(2)，即可計算得到ZZZZ實驗室文件編號：ZZ/CX-23-10第7頁共9頁測量不確定度評定控制程序第1版第0次修訂發(fā)布日期：2010年05月01日u(X)=，Ju2+u2+u2 (16)c A B1B2擴展不確定度的評定擴展不確定度U當(dāng)包含因子的數(shù)值不是由規(guī)定的包含概率p并根據(jù)被測量的分布計算得到，而是直接取定時，擴展不確定度應(yīng)當(dāng)用U表示。在此情況下一般均取k=2。U=ku(x)=2u(x) (17)在給出擴展不確定度U的同時，應(yīng)同時給出所取包含因子k的數(shù)值。【特別聲明】對于檢測實驗室，通常不計算有效自由度。因此，優(yōu)先推薦本方法計算擴展不確定度UO擴展不確定度Up當(dāng)包含因子的數(shù)值是由規(guī)定的包含概率p并根據(jù)被測量的分布計算得到時，擴展不確定度應(yīng)該用Up表示。當(dāng)規(guī)定的包含概率p分別為95%和99%時，擴展不確定度分別用U^和U99表示。U=ku(x) (18)式中，kp=tp(veff)可以查t分布表(JJF1059-1999附錄A)得到。當(dāng)自由度為無窮大(vefffs)時，t分布變成正態(tài)分布U=1.96u(x)22u(x) (19)【特別聲明】本實驗室采用包含概率p通常取95%,故擴展不確定度為U95o測量結(jié)果與測量不確定度的報告測量結(jié)果是“賦予被測量的一組量值以及其它有用的有關(guān)信息”?！坝杏玫挠嘘P(guān)信息”包括分布特征、包含區(qū)間、包含概率，如前所述。測量結(jié)果通常表示為單個被測量的量值b和一個測量不確定度：y=x±U (20)(21)x可以由一次測量直接給出或由m次測量的算術(shù)平均值X=Zmx/m給出。i=11測量結(jié)果及其測量不確定度的有效位U或U95最多為兩位有效數(shù)字。評定中間的計算過程，為了避免修約誤差而可以多保留1~2位。ZZZZ實驗室文件編號：ZZ/CX-23-10第8頁共9頁測量不確定度評定控制程序第1版第0次修訂發(fā)布日期：2010年05月01日在報告最終結(jié)果時，為減小風(fēng)險，通常將不確定度最末位后面的數(shù)都進位而不是舍去(只進不舍)。測量結(jié)果及其測量不確定度的有效位測量結(jié)果的估計值，應(yīng)修約到與它們不確定度的位數(shù)一致。例如，y=10.05762Q，其U95(y)=27mQ，則y應(yīng)進位到10.058Q。示例U=kuc(y)的報告可用以下兩種形式之一，例如， uc(y)=0.35mg，取k=2，U=2x0.35mg=0.70mg，則：ms=100,02147g，U=0.70mg；k=2。ms=(100.02147±0.00070)g；k=2。Up=kpuc(y)的報告可用以下4種形式之一，例如，uc(y)=0.35mg，veff=9,按p=95%，查附錄A得到kp=195(9)=2.26，U95=2.26x0.35mg=0.79mg，則：ms=100.02147g，U95=0.79mg；veff=9。ms=(100.02147±0.00079)g；veff=9，括號內(nèi)第二項為U95之值。ms=100.02147(79)g；veff=9,括號內(nèi)為U95之值，其末位與前面結(jié)果的末位數(shù)對齊。ms=100.02147(0.00079)g；veff=9,括號內(nèi)為U95之值，與前面結(jié)果有相同計量單位。不確定度又可以相對形式Ur或ur報告，例如：ms=100.02147(1±7.9x10-6)g；p=95%，括號內(nèi)7.9x10-6為U95r之值。ms=100.02147g；U95r=7.9x10-6。.間接測量的不確定度評定程序所謂間接測量是指需要進行計算給出測量結(jié)果的測量，其數(shù)學(xué)模型通常包括兩個以上的輸入量。被測量Y［即輸出量)不能直接測量得到，而是由N個其他量X1，X2，…，XN(輸入量)，通過函數(shù)關(guān)系f來確定的，即y=f(X1X2,…,XJ (22)式中，X是對/的測量結(jié)果y產(chǎn)生影響的直接測量的量或影響量(即輸入量)。如被測量Y的估計值為y，輸入量X的估計值為巧，則有y=f(xjx2，…?,xN) (23)

ZZZZ實驗室文件編號：ZZZZ實驗室文件編號：ZZ/CX-23-10第9頁共9頁測量不確定度評定控制程序第1版第0次修訂發(fā)布日期：2010年05月01日-xN之間的相關(guān)性(通?？梢圆稍谟嬎愫铣蓸?biāo)準(zhǔn)不確定度時，本實驗室不考慮X1，x2，用處理方法減弱其相關(guān)性)。輸出量合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算公式當(dāng)被測量/為相互獨立的輸入量力.的線性函數(shù)，數(shù)學(xué)模型僅涉及輸入量的加或減(24)Y=cX+cX+…+cX(24)式中系數(shù)q為常數(shù)，則式(24)被測量的y的合成方差可表述為其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u2(y)立Ici=1其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u2(y)立Ici=1c2U2(x)=￡iu2(y)i(25)Uc(y)=ii=1i=1Zu2(y)i=1i(26)當(dāng)數(shù)學(xué)模型僅涉及輸入量的乘或除，即函數(shù)f的形式表現(xiàn)為(27)Y=f(X,X，…，X)=mXp1Xp2…X(27)式中，m是常數(shù)，冪指數(shù)P,.可以是正數(shù)、負(fù)數(shù)或分?jǐn)?shù)，如果m的不確定度u(m)和py的不確定度u(p)可以忽略不計。在輸入量力相互獨立的條件下［相關(guān)系數(shù)r(X，，x.)=0］，則被測量的y的合成方差可表述為i=1=￡[pu(X)1ir