測量不確定度的來源有哪些？

時(shí)間：2020-01-05作者：優(yōu)爾鴻信檢測技術(shù)（深圳）有限公司瀏覽：636

從影響測量結(jié)果的因素考慮， 測量結(jié)果的不確定度一般來源于：被測對象、測量設(shè)備、測量環(huán)境、測量人員及測量方法。
 
被測對象
a.被測量的定義不完善
被測量即受到測量的特定量，深刻全面理解被測量定義是正確測量的前提。如果定義本身不明確或不完善，則按照這樣的定義所得出的測量值必然和真實(shí)之間存在一定偏差。
b.實(shí)現(xiàn)被測量定義的方法不完善
被測量本身明確定義，但由于技術(shù)的困難或其它原因，在實(shí)際測量中，對被測量定義的實(shí)現(xiàn)存在一定誤差或采用與定義近似的方法去測量。
例如：器具的輸入功率是器具在額定電壓，正常負(fù)載和正常工作溫度下工作時(shí)的功率。但在實(shí)際測量中，電壓是由穩(wěn)壓源提供的，由于穩(wěn)壓源自身的精度影響，使得器具的工作電壓不可能精確為額定值，故測量結(jié)果中應(yīng)考慮此項(xiàng)不確定因素。故只有對被測量的定義和特點(diǎn)，仔細(xì)研究、深刻理解，才能盡可能減小采用近似測量方法所帶來的誤差或?qū)⑵淇刂圃谝粋€(gè)確定范圍內(nèi)。
c.測量樣本不能完全代表定義的被測量
被測量對象的某些特征，如：表面光潔度，形狀、溫度膨脹系數(shù)、導(dǎo)電性、磁性、老化、表面粗糙度、重量等在測量中有特定要求，但所抽取樣本未能完全滿足這些要求，自身具
有缺陷，則測量結(jié)果具有一定的不確定度。
d.被測量不穩(wěn)定誤差
被測量的某些相關(guān)特征受環(huán)境或時(shí)間因素影響，在整個(gè)測量過程中保持動態(tài)變化，導(dǎo)致結(jié)果的不確定度。
 
測量設(shè)備
計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器、測量儀器和附件以及它們所處的狀態(tài)引入的誤差。計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器和測量儀器校準(zhǔn)不確定度， 或測量儀器的較大允差或測量器具的準(zhǔn)確度等級均是測量不確定度評定
必須考慮的因素。
 
測量環(huán)境
a.在一定變化范圍或不完善的環(huán)境條件下測量
溫度/振動噪聲/供給電源的變化
溫度/空氣組成/污染/熱輻射
大氣壓/空氣流動
b.對影響測量結(jié)果的環(huán)境條件認(rèn)識不足
由于對相關(guān)環(huán)境條件認(rèn)識不足， 致使測量中或分析中忽視了對某些環(huán)境條件的設(shè)定和調(diào)整，造成不確定度。
 
測量人員
a.模擬式儀器的人員讀數(shù)誤差:
即，估讀誤差，讀取帶指針儀表或帶標(biāo)線儀器的示值，即，讀取非整數(shù)刻度值時(shí)，由于估讀不準(zhǔn)而引起的誤差。
b.人員瞄準(zhǔn)誤差:
采用顯微鏡或等光學(xué)儀器通過使視場中的兩個(gè)幾何圖形重合來對線進(jìn)行測量， 對線準(zhǔn)確度與操作者經(jīng)驗(yàn)和對線形狀有關(guān)。
c.人員操作誤差:
如，測量時(shí)間的控制、測點(diǎn)的布置。該項(xiàng)取決于人員的經(jīng)驗(yàn)、能力、知識及工作態(tài)度、身體素質(zhì)等。
 
測量方法
a.測量原理誤差
測量方法本身就存在一定的原理誤差，對被測量定義實(shí)現(xiàn)不完善；
例如，在產(chǎn)品的電氣強(qiáng)度試驗(yàn)中，由于耐壓試驗(yàn)臺自身內(nèi)阻影響，使得加于樣品兩端的電壓**實(shí)際設(shè)定值。這樣必然造成試驗(yàn)結(jié)果存在一定的不確定度；
b.測量過程
測量順序
應(yīng)嚴(yán)格按照測量規(guī)范規(guī)定的進(jìn)行。 遺漏或顛倒某一操作過程都有可能造成測量結(jié)果的誤差，甚至使測量失去意義。
測量次數(shù)
一般來說測量次數(shù)不同，測量精度也不同，增加測量次數(shù)，可以提高測量精度。但 n＞10 以后，σ已減少得非常緩慢。此外，由于測量次數(shù)愈大，也愈難保證測量條件的恒定，從而帶來新的誤差，因此一般情況下取 n=10 以內(nèi)較為適應(yīng)。
測量所需時(shí)間
有的測量規(guī)定必須在一定條件下，一定時(shí)間內(nèi)完成出則結(jié)果不準(zhǔn)確。如器具潮態(tài)試驗(yàn)后的泄漏電流測試必須在 5s 內(nèi)完成。
測量點(diǎn)數(shù)
操作規(guī)范規(guī)定測量若干點(diǎn)，但實(shí)際檢測中，為節(jié)省時(shí)間或出于其它考慮減少或增加了測量點(diǎn)數(shù)，也對較終結(jié)果有影響。如在噪聲測試中。
瞄準(zhǔn)方式
測量方法不同，采用的測量儀器不同，對應(yīng)的瞄準(zhǔn)方式也不同，如采取目測或用光學(xué)瞄準(zhǔn)，其瞄準(zhǔn)精度必然不同。
方向性
測量結(jié)果須在一定穩(wěn)態(tài)下獲得，實(shí)驗(yàn)中以不同方向趨于穩(wěn)態(tài)，對于有些測量設(shè)備，如具有滯后或磁滯性的儀器讀數(shù)是不同的。
C.數(shù)據(jù)處理
測量標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的賦值不準(zhǔn)
標(biāo)準(zhǔn)器具本身不可避免存在著制造偏差，它是由高一級的標(biāo)準(zhǔn)來檢定的，這些高一級的標(biāo)準(zhǔn)本身也存在著誤差。
物理常數(shù)或從外部資料得到的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)
外部資料中提供的數(shù)據(jù)很多，是由以前的測量為基礎(chǔ)或單純憑經(jīng)驗(yàn)得出的，不可避免地存在著誤差。
算法及算法實(shí)現(xiàn)
采用不同的算法處理數(shù)據(jù)，如，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差σ，分別運(yùn)用貝塞爾法和較差法，所得結(jié)果必然不同。
有效位數(shù)
數(shù)據(jù)有效位數(shù)不同，精度不同，應(yīng)根據(jù)測量要求或所采用的測量設(shè)備而定。
舍入
由于數(shù)字運(yùn)算位數(shù)有限，數(shù)值舍入或截尾造成不確定度。
修正
有些系統(tǒng)誤差是可以修正的，但由于對誤差因素本身的認(rèn)識不充分，修正值也必然存在著不確定度。
 
總結(jié)
須正確評定測量結(jié)果的不確定度，既不能過大，也不能過小，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，又不會造成誤判。首先應(yīng)充分考慮測量設(shè)備、測量人員、測量環(huán)境、測量方法等方面眾多來源帶來的不確定度分量，作到不遺漏、不重復(fù)、不增加。并正確評定其數(shù)值，其中設(shè)備來源不確定度可經(jīng)過量值溯源，由上一級計(jì)量基標(biāo)準(zhǔn)的不確定度**；也可利用所得到的檢定校準(zhǔn)證書，測試證書或有關(guān)規(guī)范所給的數(shù)據(jù)；方法不確定度經(jīng)過研究和評定，其不確定度影響可能很小。評定不確定度的原則和框架，不能代替人的思維、理智和技巧。它取決于對測量和被測量的本質(zhì)的深入了解和認(rèn)識。因此，測量結(jié)果的不確定度評定的質(zhì)量和實(shí)用性，主要取決于對不確定度影響量的認(rèn)識程度和細(xì)致而中肯的分析。


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