[工学]第八讲 测量质量.pptVIP

检测技术与仪器 测量质量（精度） 中国计量学院 质量工程研究所　单越康 几个基本概念 测量误差 测量不确定度 测量仪器计量特性 相关的技术标准 测量系统分析（MSA） 测量误差—误差 JJF1001-1998《通用计量术语及定义》：测量结果减去被测量的真值 严格意义上说误差无法得到，由于真值不能确定，实际上用的是约定值 用测量标准作为约定值，测量标准值在上级部门的检定证书或校准证书中提供，测量标准也有误差，即为检定误差。 误差是一个差值，数轴上为一个点，不是一个区域，误差不应以“±” 的形式表示 产生测量误差的原因是测量过程的缺陷，来自于各种原因。 测量误差分类 ISO/TS14253-2 将测量误差分为四类： 系统误差 随机误差 漂移 粗差 测量结果误差类型图 1、真值 2、分散性1 3、分散性2 4、漂移 5、多次测量平均值1 6、多次测量平均值2 7、系统误差1 8、系统误差2 9、测量结果1 10、测量结果2 11、随机误差1 12、随机误差2 13、粗差 14、粗差 系 统 误 差 在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量真值之差。 与真值有关，而真值又无法知道，只能用约定值代真值。 只能得到系统误差的估计值，有一定的不确定度 系统误差有规律可循，所以可以修正。 系统误差来源于影响量。 图中系统误差如7与8所示。 随 机 误 差 测量结果与在重复性条件下对同一量进行无限多次测量所得结果的平均值之差。 在重复性条件下对同一量进行无限多次测量所得结果的平均值只有系统误差，随机误差为零 随机误差的来源于影响量的随机变化，即随机效应。 随机误差具有统计特性：对称性、有界性、单峰性 有限多次测量，所以只能确定随机误差的估计值。 随机误差也不应以：“±”号形式出现 误差、随机误差、系统误差之间的关系 测量误差=测量结果_真值 =（测量结果-总体均值） + （总体均值-真值） =随机误差+系统误差 测量结果 =真值+误差 =真值+随机误差+系统误差 测量误差示意图 总体平均 无限多次测量结果的平均值 曲线 被测量的概率密度分布曲线 向右为正，反之为负 误差合成应该是代数相加 测量不确定度 JJF1001-1998《通用计量术语及定义》的定义： 表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果 相联系的参量。 参量可以是标准偏差或其倍数，或说明了置信水准的区间的半宽度。 表示被测量可能分布的范围或区间 不确定度不是一个值，不是一个点，而是一个区间。 与误差的根本区别在于误差是点，不确定度是区间。 测量不确定度 “被测量之值”--可能出现的被测量测量结果的总和，不能理解为被测量的真值。 包含通过测量可以已经得到的测量结果，也包括测量中没有得到但又是可能出现的测量结果。 “测量结果”—由测量所得到的赋予被测量的值。 测量结果的分散性可以用贝塞尔公式计算。 被测量之值的分散性包括测量结果的分散性，也包括影响量对测量结果的影响产生的测量结果。 被测量之值的分散性范围要大于测量结果的分散性。 测量不确定度 测量不确定度不是一个纯客观的参量 是由测量者合理赋予给测量结果的，带有主观色彩。 测量不确定度与评定者的经验、知识、水平等有关。 对于同一个被测量，测量不确定度可由测量者设计确定。 测量者应考虑各种因素对测量结果的影响。 “合理的基本要求”是指测量应处于统计控制状态下，随机控制状态，满足重复性与再现性条件下进行测量。 测量不确定度 测量不确定度是“与测量结果相联系的参量” 是指与测量结果在一起的参量。只有测量结果才有不确定度。不是测量结果就没有不确定度。 没有测量仪器的不确定度一说，只有测量仪器测量结果的不确定度概念。 仪器的计量特性用示值误差与最大允许误差来描述。 通常所指的“测量仪器不确定度”与“计量标准的不确定度”可以理解为他们提供的标准量值的不确定度。即为上级计量部门进行检定或校准时引入的不确定度。 测量不确定度的表示方法 标准偏差表示标准不确定度 标准偏差σ、统一规定用u表示。 σ可以用贝塞尔函数计算 标准偏差的倍数表示扩展不确定度 U=k σ=ku 用说明了置信水准的区间的半宽度表示 UP=ku k由置信水准确定： 68.27%取k=1 ； 95%取 k=2 ；99%取k=5.15/2; 99.97%取 k=3 U与UP均为扩展不确定度。 JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》可表示为：U95 ；U99 测量不确定度评定 对测量结果评定不确定度 每个影响