检测系统特性详解.ppt

2.5 测量不确定度 一、测量不确定度的含义 定义：是测量结果含有的一个参数，用以表征合理的赋予被测量量值的分散性。 测量结果的表示： 测量结果并非一个确定值，而是包含分散的无数个可能值所处的一个区间。测量不确定度正是这个区间的度量。 被测量的估计 测量不确定度 与检测系统的组成和各组成环节有关 二、测量不确定度产生的原因 ① 由被测对象本身引起的不确定性 性质、状态、条件以及被测量的种类、状态 ② 因检测理论的假定产生的不确定性 实际情况与假定情况不符 ③ 检测系统各环节所使用的材料性能和制造技术引起的不确定性 ④ 检测系统各环节动力源的变化引起的不确定性 电流、电压、气压、液压等 ⑤ 检测系统器件特性变化引起的不确定性--- 偏离设定值 ⑥ 检测环境引起的不确定性 环境条件（温度、湿度、气压等）差异 器件的性能 ⑦ 检测方法不确定性 检测方法、采样方法、测量重复次数、取样时间 ⑧ 检测人员造成的不确定性 人员视觉、读数误差、经验、熟练程度、精神方面原因（疲劳） 三、测量不确定度产生的原因 四、测量不确定度的评定方法 （一）标准不确定的评定 1、标准不确定度的A类评定 用统计分析方法获得的不确定度评定，称为A类评定 在相同测量条件下得到若干独立观测值： 其算术平均值为 如果用任一独立测量值qi作为被测量的估计值，其标准不确定度的A类评定为： 如果用这些观测值的平均值表示被测量的估计值，其标准不确定度的A类评定为： （一）标准不确定的评定 2、标准不确定度的B类评定 通过非统计分析法得到的不确定度，称为B类评定。 分析影响被测量估计值的全部信息，如以前的测量数据、有关仪器和装置的一般知识、使用说明书、检验证书、其他报告或手册提供的数据。 需要深刻了解有关测量知识、测量过程和经验积累。 例：若已知观测值分布区间半宽a，对于正态分布： 对于均匀分布： 若观测值取自资料，且说明该观测值的测量不确定度Ui是标准差的k倍，则该观测值的标准不确定度 （1）标准不确定度A类评定的自由度 （2）标准不确定度B类评定的自由度 是u的标准差， 称为u的相对标准不确定度 根据确定u时的信息来源判断u的可信程度 对u的估计有80％的把握，则 来源越可靠，自由度越大。 若有一定的主观判断因素，则可取较小数值，如5以下。 （三）测量不确定度的合成 1、合成标准不确定度 （1）对任何一个直接测量量，由于有若干个相互独立的因素影响它的估计值，因此xi对应若干标准不确定度分量 ，xi的标准不确定度ui为： （2）对于间接测量量 若每个直接测量量 的标准不确定度分量为 ，则y的合成标准不确定度为： 此时测量结果就可以表示为： （三）测量不确定度的合成 2、展伸不确定度 在一些高精度比对或与安全、健康相关的测量中，希望给出测量结果的区间，使被测量的各次观测值以大概率被包含在区间内。这个区间宽度的一半称为展伸不确定度或扩展不确定度。 第 二 章 测 试 系 统 测试系统与输入/输出量之间的关系 完成某种物理量的测量而由具有某一种或多种变换特性的物理装置构成的总体。 测试系统定义： 测试系统的特性 测试系统的特性 静态测量：测量过程中被测量保持恒定不变的测量。 动态测量：被测量本身随时间变化，而测量系统又能准确地跟随被测量变化而变化，称为动态测量。 静态测量时，测试系统表现出的响应特性称为静态特性。 动态测量时，测试系统的输出随输入而变化的关系，称为动态特性。 2.1静态特性 （一）测量仪器的准确度及其定量指标 准确度指测量仪器给出的示值和真值的接近程度。 测量仪器最主要的计量性能指标； 仅仅由仪器自身的原因造成； 定性概念； 定量指标用准确度等级、示值误差或引用误差表示： ① 示值误差＝测量值－真实值 （ 真实值用约定真值代替） ② 引用误差=示值误差/量程 ③ 准确度等级就是根据示值误差或引用误差而划分的准确度级别。 当某个测量仪器的引用误差不大于0.01时（1％），该仪器的准确度为1级。但只是准确度等级为1级而决非准确度为1％ 。 如：电工仪表的准确度等级可分