質(zhì)量工程師

為了幫助考生順利通過(guò)2013年質(zhì)量工程師考試，小編特編輯整理了2013年質(zhì)量工程師考試科目《中級(jí)綜合知識(shí)》測(cè)量不確定度的評(píng)定知識(shí)點(diǎn)，希望在2013年中級(jí)質(zhì)量工程師考試中，助您一臂之力！

測(cè)量不確定度的評(píng)定

一、內(nèi)容提要：測(cè)量不確定度的評(píng)定。

二、重點(diǎn)難點(diǎn)：掌握測(cè)量不確定度常用方法和應(yīng)用實(shí)例。

大綱要求：

1、掌握標(biāo)準(zhǔn)不確定度A類(lèi)評(píng)定方法

2、掌握合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算方法

3.掌握測(cè)量不確定度應(yīng)用實(shí)例

一、測(cè)量不確定度的評(píng)定

1.測(cè)量模型的建立

被測(cè)量指的是作為測(cè)量對(duì)象的特定量。在實(shí)際測(cè)量的很多情況下，被測(cè)量Y(輸出量)不能直接測(cè)得，而是由N個(gè)其他量X1，X2，…，XN(輸入量)通過(guò)函數(shù)關(guān)系f來(lái)確定的：

Y=f(Xl，X2，…，XN) (5.5—1)

上式表示的這種函數(shù)關(guān)系，就稱(chēng)為測(cè)量模型，或測(cè)量過(guò)程的數(shù)學(xué)模型。

測(cè)量模型f代表所使用的測(cè)量程序和評(píng)定方法，它描述如何從輸入量Xi的值求得輸出量Y的值。輸入量X1，X2，…，XN本身可看做被測(cè)量，也可能取決于其他量，甚至包括系統(tǒng)效應(yīng)的修正值和修正因子，因此，函數(shù)關(guān)系式f可能非常復(fù)雜，以至于不能明確地表示出來(lái)。當(dāng)然，數(shù)學(xué)模型有時(shí)也可能簡(jiǎn)單到Y(jié)=X。例如：用卡尺測(cè)量工件的尺寸，工件的尺寸就等于卡尺的示值。

數(shù)學(xué)模型不是惟一的。采用不同的測(cè)量方法和不同的測(cè)量程序，就可能有不同的數(shù)學(xué)模型。例如：一個(gè)隨溫度t變化的電阻器兩端的電壓為V，在溫度為t0時(shí)的電阻為R0，電阻器的溫度系數(shù)為a，則電阻器的損耗功率P(輸出量或被測(cè)量)取決于V,R0,a和t (輸人量)，即：

P=f(V，R0,a,t)=V2/R0[1+a(t-t0)] (5.5-2)

同樣是測(cè)量該電阻器的損耗功率P，我們也可采用測(cè)量其端電壓和流經(jīng)電阻的電流I來(lái)獲得，則P的數(shù)學(xué)模型就變成：

P=f(V,I)=VI (5.5—3)

數(shù)學(xué)模型可用已知的物理公式求得，也可用實(shí)驗(yàn)的方法確定，有時(shí)甚至只能用數(shù)值方程給出。如果數(shù)據(jù)表明，f未能將測(cè)量過(guò)程模型化至測(cè)量所要求的準(zhǔn)確度，則必須在f中增加其他輸入量，即增加影響量。例如：在電阻功率的測(cè)量中，增加電阻上已知的溫度非均勻分布、電阻溫度系數(shù)的非線性關(guān)系、電阻值與大氣壓力的關(guān)系等，直至測(cè)量結(jié)果滿(mǎn)足要求。

在輸入量Xl，X2，…，XN中，一類(lèi)是當(dāng)前直接測(cè)定的量，其值和不確定度得自于單一觀測(cè)、重復(fù)觀測(cè)，或依據(jù)經(jīng)驗(yàn)的調(diào)整等，并可能涉及儀器讀數(shù)的修正值，以及諸如環(huán)境溫度、大氣壓力、濕度等影響量修正值的確定。而另一類(lèi)則是從外部引入的量，例如：與已校準(zhǔn)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)、有證參考物質(zhì)相關(guān)的量，或從手冊(cè)中查出的參考數(shù)據(jù)等。

設(shè)式(5.5-1)中被測(cè)量Y的估計(jì)值，即輸出估計(jì)值為y，輸入量Xi的估計(jì)值，即輸入估計(jì)值為xi，則有：

y=f(x1,x2…，xN) (5.5-4)

在此，輸入值是經(jīng)過(guò)對(duì)模型中所有主要系統(tǒng)效應(yīng)的影響修正的最佳估計(jì)值。否則，須將必要的修正值作為獨(dú)立的輸入量引人測(cè)量模型中。

對(duì)于一隨機(jī)變量，可以使用其分布方差或方差的正平方根，即標(biāo)準(zhǔn)差，來(lái)量度其值的分散性。與輸出估計(jì)值或測(cè)量結(jié)果y相關(guān)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(y)，是被測(cè)量Y的標(biāo)準(zhǔn)差，它是通過(guò)與輸入估計(jì)值相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)差，即標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(xi)來(lái)確定的。與估計(jì)值相聯(lián)系的標(biāo)準(zhǔn)不確定度具有與估計(jì)值相同的量綱。在有些情況下，使用相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度，即估計(jì)值的測(cè)量不確定度除以估計(jì)值的模，可能更為適當(dāng)，它的量綱為1。當(dāng)估計(jì)值等于0時(shí)，相對(duì)不確定度的概念不適用。

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