稱重傳感器_測量不確定度
因?yàn)闇y量誤差客觀存在,所以測量結(jié)果就在不同程度上偏離真值,然而真值或者約定真但是不可知的。所以,誤差以及誤差分析的方法,然而并不是在所有測量場合都容易做到定量或者方便于操作.特別就是在測量精度要求越來越高的情況下,再被測量定義自身的不完全,以及所有取樣本的代表性問題,都無法計(jì)入誤差之中。因此.人們一直在追求用某種最佳方式估計(jì)被測旦的值.而且客觀評(píng)價(jià)其測量的質(zhì)量程度,也就是測量精度。然而,測量精度的含義一直是含混不清的。測量不確定度才是表征測量結(jié)果的—個(gè)容易定量,并且便于操作。它的大小決定了測量結(jié)果的使用價(jià)值。測量不確定度越小,測量結(jié)果越接近真值,其實(shí)質(zhì)量越高,使用價(jià)值也就越高;與之相反的,測量不確定度越大,測量結(jié)果越偏離真值,其質(zhì)量越低,使用價(jià)值也越低。所以,在給出測量結(jié)果附有不確定度的說明時(shí),才是完整以及有意義的。測量不確定度必須正確評(píng)定v不確定度評(píng)定過大,就會(huì)因測量質(zhì)量不高而需要再投資,造成浪費(fèi);測量不確定度評(píng)定過小,也會(huì)對(duì)生產(chǎn)與科學(xué)研究工作造成危害。
1.測量不確定度的含義
測量不確定度就是指測量結(jié)果變化的不肯定程度,也是表征被測量真值在某個(gè)量值范圍內(nèi)的一個(gè)估計(jì),是測量結(jié)果含有的一個(gè)參數(shù),用來表示被測量的分散性。所以一個(gè)完整的測量結(jié)果應(yīng)包含被測量值的估計(jì)與分散性參數(shù)兩部分。被測量Y的測量結(jié)果應(yīng)表示為Y=y(tǒng)±u。這當(dāng)中y是被測量的估計(jì),它就可以用若干觀測值中的一個(gè),也可采用這些觀測值的平均值。y具有測量不確定度u,可以看到測量結(jié)果并非一個(gè)確定值。而且是包含分散的無數(shù)個(gè)可能值所處的一個(gè)區(qū)間。測量不確定度正是這個(gè)區(qū)間的度量。
引起測量結(jié)果不確定的原因是多方面的。測量定義、測量方法、測量系統(tǒng)、測量環(huán)境、測量操作(例如讀數(shù))、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)與引用數(shù)據(jù)等都會(huì)引起測量不確定度。這當(dāng)中測量系統(tǒng)是一個(gè)重要方面。因?yàn)闇y量系統(tǒng)是由若干測量儀器組成,測量過程受到各種岡素的影響,最終測量結(jié)果也往往是內(nèi)許多直接結(jié)果合成的.所以測量不確定度有多個(gè)分量。求出測量不確定度的大小稱為測量不確定度的評(píng)定。不論分量來源如何,評(píng)定方法可以分為兩大類:A類與B類。通過對(duì)一系列的觀測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析評(píng)定不確定度稱為A類評(píng)定;不經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析,而基于經(jīng)驗(yàn)或者是其他信息所認(rèn)定的概率分布評(píng)定不確定度稱為B類評(píng)定。兩類評(píng)定具有同等價(jià)值。
2.測量不確定廢的評(píng)定
用來標(biāo)準(zhǔn)差表征的不確定度稱為標(biāo)推不確定度均是標(biāo)準(zhǔn)不確定度區(qū)分,用ui表示。
1)標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A類評(píng)定
在相同測量條件下得到很多個(gè)獨(dú)立觀測值q1,q2,…Qn.這當(dāng)中算術(shù)平均值為50如果用任一獨(dú)立觀測值qZ表示被測旦的估計(jì)值,其標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A類評(píng)定為。
標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類評(píng)定是通過非統(tǒng)計(jì)分析法得到的數(shù)值:它也是一門技巧,需要深刻了解有關(guān)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)積累。首先分析影響被測量估計(jì)值的全部信息,比如說以前的測量數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)或資料、有關(guān)儀器與裝置的一般知識(shí)、使用說明書、檢驗(yàn)證書、其他報(bào)告或手冊提供的數(shù)據(jù)等,必要時(shí)對(duì)觀測值進(jìn)行一定的分布假設(shè)。
3.自由度和其確定
自由度定量地表征了不確定度評(píng)定的質(zhì)量。它來源于方差運(yùn)算.如果某量等于若干項(xiàng)變量之和,就該量的白由度等于和的項(xiàng)數(shù)減去對(duì)和的限制數(shù)。因此,n個(gè)獨(dú)立觀測值方差的自由度為n—1。由于不確定度具有標(biāo)準(zhǔn)差的含義,所以每個(gè)不確定度都對(duì)應(yīng)一個(gè)自由度,記作v。自由度也就越大,表示不確定度的評(píng)定結(jié)果越可信,評(píng)定質(zhì)量越高。不確定度的自由度等于不確定度計(jì)算表達(dá)式中總與所包括的項(xiàng)數(shù)減去各項(xiàng)之間存在的約束條件數(shù);合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的自由度又叫做有效自由度。不確定度評(píng)定中自由度有三個(gè)作用:表明不確定度數(shù)值的可信程度,確定包含因子A以及參與計(jì)算有效自由度。因此給出測量不確定度的同時(shí)應(yīng)給出自由度。
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