均勻分布(矩形分布):有理由表明,邊界內某處事件發生的概率與邊界處發生的概率相同,邊界外事件發生的概率為零(事件不發生)。通常,觀測者觀測的示值刻線估計值服從均勻分布。
常用概率分布的三種包含因子比為:
正態分佈(99.73置信概率):三角分布:矩形分布==1.73:1.41:1
6. 請簡述測量不確定度評定步驟。
答:步驟1:規定被測量
步驟2:識別不確定度的**
步驟3:不確定度分量的量化/計算
步驟4:計算合成標準不確定度
步驟5:擴充套件不確定度計算
步驟6:結果報告
7. 請簡述合成不確定度的技巧,並舉例說明。
答:首先,將測量過程考慮成包含一系列獨立的單元操作;其次,識別不確定度分量的貢獻,初步評估每個單一分量或組合分量的貢獻,按三分之一原則,刪去比貢獻最大分量小三分之一分量。
合成標準不確定度規則1:對於只涉及量的和或差的數學模型,用各分量的標準不確定度的方和根合成。
合成標準不確定度規則2:對於只涉及量的積或商的數學模型,用各分量的相對標準不確定度的方和根合成。
將數學模型變換解為只包含上述原則之一的事項模型。如:應將表示式y =(cd+p)/(ef+r)進行變換
設:o =cd 和q =ef, 則:y =(o+p)/(q+r)
再設:a =(o+p)和b =(q+r), 則:y =a/b
其中:o、q 的臨時不確定度用規則2 計算,a、b 的臨時不確定度用規則1計算,y 的不合成標準不確定確定度用規則2計算。
8. 請簡述合成不確定度時應注意的事項。
答:首先,檢測各分量是否以平均值的標準偏差表示;其次,檢測是否以標準不確定度(或相對標準不確定度)表示;第三,是否可運用合成不確定度的規則和技巧。
9. 請簡述如何在符合性判定時使用不確定度。
答:1)假定限值設定時沒有給出不確定度的允許值
對於與上限的符合性情況(適用於與低限符合性的情況):
測量結果高出限值超過乙個擴充套件不確定度,完全不符合;
測量結果高出限值,但不超過乙個擴充套件不確定度,不能判斷,應根據與使用結果的客戶的協議分別考慮;
測量結果正好等於限值,不能判斷;
測量結果低於限值,但不超過乙個擴充套件不確定度,不能判斷,應根據與使用結果的客戶的協議分別考慮;
測量結果低於限值超過乙個擴充套件不確定度,完全符合。
示意圖如下:
2)限值設定已考慮不確定度允許量
當已知或相信設定限值時已考慮到不確定度的允許量時,假設該檢測方法的不確定度足夠小,以至在實際中可以忽略;因此,有理由只對給出的允許量進行符合性判斷,即符合性判斷時,不考慮不確定度。
10. 請構築本實驗室已認可的一種檢測方法的不確定度**分析因果圖。應給出檢測步驟(特別是影響檢測結果的步驟)、數學表示式。
(學員分組作答:分析自帶檢測方法的不確定度**,構築因果圖。)
答:測量不確定度培訓試題(二)
填空題(每題4分共40分)
1 測量誤差=測量值- 真值
2 測量不確定度定義:表徵合理地賦予被測量之值的分散性 ,與測量結果相聯絡的引數。
3 不確定度可以是諸如標準偏差或其倍數,或說明了置信水準的區間的半寬度 。
4 擴充套件不確定度定義:確定測量結果區間的量,合理賦予被測量之值分布的大部分可望含於此區間。
5 包含因子定義:為求得擴充套件不確定度,對合成標準不確定度相乘之數字因子。
6 標準不確定度a類評定:是用對觀測列進行統計分析的方法,以實驗標準偏差表徵。
7 標準不確定度b類評定:用不同於 a類的其他方法,以估計的標準偏差表示。
8 合成標準不確定度:當測量結果是由若干個其它量的值求得時,按其它各量的方差和協方差算得的標準不確定度。
9 最後結論的合成標準不確定度或擴充套件不確定度,其有效數字很少超過 2 位數(中間計算過程的不確定度,可以多取一位)。
10 測量不確定度的有效位取到測量結果相應的有效位數。
計算題(每題10分共60分)
1 y=x1x2,x1與x2不相關,u(x1)=1.73mm,u(x2)=1.15mm。求合成標準不確定度uc(y)。
【答】2 ,且各輸入量相互獨立無關。已知:x1= 80,x2= 20,x3= 40;u(x1)= 2,u(x2)= 1,u(x3)= 1。求合成標準不確定度uc(y)。
【答】輸出量是各輸入量的商和積,採用相對不確定度計算比較方便,相對合成標準不確定度ucr(y)為:
因為題目要求求uc(y),
所以3 用一穩定性較好的天平,對某一物體的質量重複測量10次,得到的測量結果分別為:
10.01g 10.03 g 9.99 g 9.98 g 10.02 g
10.04g 10.00 g 9.99 g 10.01 g 10.03 g
(1) 求10次測量結果的平均值;
(2) 求上述平均值的標準不確定度;
(3) 用同一天平對另一物體測量2次,測量結果分別為:10.05 g和10.09 g,求兩次測量結果平均值的標準不確定度。
【答】(1) 10次測量結果的平均值求取如下:
g(2) 先求單次測量的標準偏差為:
平均值的標準不確定度等於1倍平均值的標準偏差:
(3) 測量結果分別為:10.05 g和10.09 g的平均值的標準不確定度為:
4 某長度測量的四個不確定度分量分別為:u1= 16nm,u2=25 nm,u3=2 nm,u4=6 nm,
(1) 若上述四項不確定度分量均獨立無關,求合成標準不確定度uc;
(2) 若u1和u4間相關係數為1,求合成標準不確定度uc。
【答】(1) 四項不確定度分量均獨立無關,採用方和根方法合成:
(2) 若u1和u4間相關係數為1,求合成標準不確定度uc為:
5 校準證書上給出標稱值為10 的標準電阻器的電阻rs在23℃為
rs(23℃)=(10.000 740.000 13)
同時說明置信水準p=99%。求相對標準不確定度urel(rs)。
【答】由於u99=0.13m,查表3.1得kp=2.58,其標準不確定度為u(rs)=0.13m/2.58=50
估計方差為相應的相對標準不確定度urel(rs)為
6 機械師在測量零件尺寸時,估計其長度以50%的概率落在10.07mm至10.15mm之間,並給出了長度l=(10.
110.04)mm,這說明0.04mm為p=50%的置信區間半寬度,在接近正態分佈的條件下,求長度l的標準不確定度。
【答】查表3.1, kp==0.67,則長度l的標準不確定度為u(l)=0.04mm/0.67=0.06mm。
測量不確定度培訓
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測量儀器不確定度與不確定度評定的簡化 講演大綱 國家質檢總局專家李慎安 發布日期 2005 11 30點選率 2008 當前在定量地給出測量儀器可靠性的引數中存在一些不規範,不確定度評定 現一些誤區而過於複雜,本文結合國際上近年來的規範性檔案,提出一些看法供討論。1.測量準確度 測量儀器準確度都只是...
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