测量不确定度评定与表示扫盲版.pptVIP

导 言 当对物质的各种真值进行测量时，由于测定用的仪器和工具的限制，测量方法的不完善，分析操作和测试环境的变化，测试人员本身的技术水平、经验的影响，分析测量结果总是带有误差。因此，人们在实际的分析中往往不能得到真值，而是对其做出相对准确的估计。 在报告测量结果时不仅要给出测量的量值是多少，还应给出该值分散程度是多少。 如何正确表达这种含有误差的分析结果？如何评价结果的可靠程度？以上也是在我参加培训之前，一直困扰我的两个问题。 CNAS—GL06： 化学家们就其所从事的分析工作，正受到越来越大的压力要求其证明其结果的质量，特别是通过度量结果的可信度来证明结果的适宜性,度量该项内容的一个有用的方法就是测量不确定度。 正态分布曲线 不确定度与误差的比较 测量不确定度的来源 测量的方法不理想 取样的代表性不够 对测量过程受环境影响的认识及测量不完善 对仪器的读数存在人为偏差 仪器计量性能的局限（稳定性等） 计量标准的值不准确 与测量程序有关的近似性和假定性 被测量重复观测值的变化 测量不确定度的分类简示 不确定度及其分量 测量结果的分散性有许多分量组成: 1.通过测量数据计算标准偏差Si得到的部分，称为A类分量，主要来自测量体系的重复性。 A类不确定度仅来自于对具体测量结果的统计评定，即：计算其标准偏差。 2.另一些分量不是用测量数据算出的，而是从经验或者其他信息的概率分布估计出来的，然后用假设存在的类似于标准偏差的量Sj表示，这些分量称B类分量。 3.将A类和B类分量按平方和开方的方法叠加起来就得出了直接测量量X引入的标准不确定度Ux。 确定被测量、测量方法和建立数学模型 B类评定 不是用统计方法算出的，而是基于经验或者其他信息的概率分布估计出来的，用假设存在的类似于标准偏差的量Sj表示，称B类分量。 U(Xk)的合成 相关输入量： 在估计输入量xi时，输入量之间常因使用同一测量标准、测量仪器、参考数据或测量方 法而造成彼此相关，其表现在一对对的观测值中的相互依赖的变化 。那么，此时的输入量xi之间即为相关输入量， 测量不确定度的表示 评定计算过程一览 评定过程一览 实例1：酸碱滴定不确定度的估计 1.酸碱滴定过程分析 测定某Hcl溶液浓度(约为0.1mol/L)，使用NaOH溶液进行标定，而NaOH溶液浓度又是通过邻苯二甲酸氢钾（KHP）作为基准位置测得的，现分析Hcl溶液浓度测量的数学模型： 酸碱滴定不确定度的估计 此两项合成得出称量的标准偏差为： 2.3配制250ml的KHP溶液体积的不确定度U[V(KHP-1)] 使用250ml的容量瓶配制KHP溶液，起不确定度包括三个部分： a.容量瓶体积的不确定度(B类)，按制造商给定为±0.15ml，按均匀分布换算成标准偏差: b.充满液体至容量瓶刻度的变动性，可通过重复称量进行统计，例如重复10次，统计出标准偏差为0.012ml； c.容量瓶和溶液的温度与校正时温度不同引起的体积不确定度，假设差3℃，对体积膨胀系数为2.1×10-4 /℃，则95%置信概率时体积变化区间为±250×3×2.1×10-4=0.158ml，转换成标准偏差为：0.158/1.96=0.081ml 以上三项合成得出： 2.4KHP纯度的不确定度U[P(KHP)] 按供应商目录所给纯度为99.9±0.1%，即0.999±0.001，按均匀分布转换成标准偏差为： 2.5被滴定的25ml的NaOH的不确定度U[V(NaOH-1)] a.借助于移液管取出NaOH溶液25ml，其不确定度来源为：第一，移液管体积的不确定度，制造商给出移液管体积不确定度为±0.03ml，按照均匀分布转换成标准偏差为0.03/ =0.018ml b.充满液体至移液管刻度的变动性，通过重复测定进行统计，例如进行了10次测量，其变动性标准偏差为0.0092ml； c.移液管和溶液温度与校正温度不同引起的不确定度，同样假定有3 ℃差异，在95%置信概率下体积变化区间为： 以上三项合成有： 2.6用KHP滴定NaOH,消耗KHP体积V(KHP-2)的不确定度U[V(KHP-2)] 滴定结果V(KHP-2)=24.85ml 如不考虑所用指示剂对等量点判定的因素，其不确定度来源为： a.通过对25ml的NaOH的重复滴定试验可得到滴定的标准偏差，例如为0.013ml； b.使用一支50ml的滴定管，按制造商给出的校准不确定度为±0.05ml, 换算成标准偏差，按均匀分布为： c.由于滴定管的使用时与校正温度不同，例如差3℃所造成的不确定度，转换成标准偏差为： 以上三