【正文】 到。六、 關于測量儀器的示值誤差、允差與不確定度的關系 測量儀器的性能可以用示值誤差和最大允許誤差來表示。1. 測量儀器的示值誤差示值誤差＝示值－對應輸入量的真值同型號的不同儀器，他們的示值誤差一般是不同的。一臺儀器的示值誤差必須通過檢定或校準才能獲得，正因為如此，才需要對每一臺儀器進行檢定或校準。已知某儀器的示值誤差后，就可對其測量結果進行修正，示值誤差反號就是該儀器的修正值。修正后結果的不確定度就與修正值本身的不確定度有關，也就是說，與檢定或校準所得到的示值誤差的不確定度有關。2. 儀器誤差與測量誤差的區(qū)別 儀器誤差=示值–（用測量標準測得的）測量結果測量誤差=測量結果–真值真值（未知）測量結果示值儀器誤差（示值誤差）測量誤差(未知)量值圖2 儀器誤差與測量誤差之間的關系3. 最大允許誤差（最大允差） 在技術規(guī)范、規(guī)程中規(guī)定的測量儀器允許誤差極限，稱為“最大允許誤差”或“允許誤差限”，俗稱“允差”，簡寫為MPE或mpe，可在儀器說明書中查到。允差是制造廠對某種型號儀器所規(guī)定的示值誤差的允許范圍，不是某臺儀器實際存在的誤差，也不是通過檢定或校準得到的，因而不能作為修正值使用。 MPE通常帶有“177?！碧枴Ｒ话憧梢杂媒^對誤差、相對誤差、引用誤差或他們的組合形式表示。例如，可以表示為177。，177。 μm，177。1％，177。1106滿度，177。（％讀數(shù)＋）等。允許誤差下限值允許誤差上限值示值誤差示值 x xDTU 擴展不確定度校準值 xr x+DT圖3 示值誤差、允許誤差DT、測量不確定度U的關系4. 最大允差與不確定度的關系MPE本身不是測量不確定度，它只是給出了儀器示值誤差的合格區(qū)間。因而，可以作為使用該儀器進行測量時評定測量不確定度的依據(jù)。當直接使用儀器的示值作為測量結果時，由儀器引入的標準不確定度，可以根據(jù)該型號儀器的MPE按B類評定方法得到。（如該型號儀器的MPE=177。Δ，則）。七、 測量不確定度評定方法及步驟1. 確定被測量和測量方法 包括測量原理、環(huán)境條件、所用儀器設備、測量程序和數(shù)據(jù)處理等。2. 建立數(shù)學模型確定被測量與各輸入量之間的函數(shù)關系。如果對被測量不確定度有貢獻的分 量未包括在數(shù)學模型中，應特別加以說明，如環(huán)境因素的影響。3. 求被測量的最佳估值不確定度評定是對測量結果的不確定度評定，而測量結果應理解為被測量之 值的最佳估計。確定不確定度的各種來源。4. 確定各輸入量的標準不確定度包括不確定度的A類評定和B類評定。5. 確定各個輸入分量標準不確定度對輸出量的標準不確定度的貢獻由數(shù)學模型對各輸入量求偏導數(shù)確定靈敏系數(shù)，然后由輸入量的標準不確定 度分量求輸出量對應的標準不確定度分量。6. 求合成標準不確定度利用不確定度傳播率，對輸出量的標準不確定度分量進行合成。7. 求擴展不確定度根據(jù)被測量的概率分布和所需的置信水平，確定包含因子，由合成標準不確 定度計算擴展不確定度。8. 報告測量結果的不確定度測量結果和及其不確定度報告的信息最好在相關的報告或測量結果記錄中記錄以下信息：(1) 錄測量結果計算和不確定度計算的方法。(2) 列出不確定度分量，并說明它們的評定方法，即說明評定各不確定度分量的數(shù)據(jù)來源以及所做的假定。(3) 保留數(shù)據(jù)分析的步驟和計算文件，以便在需要時能夠獨立復算。(4) 記錄在分析中所使用的修正值以及其來源。報告至少應包括以下信息：(a) 測量結果（實測值、誤差、修正值）實測值即“被測量之值”。定義中的“被測量之值”廣義而言是指被測量的真值。但是，真值是一個理想的概念，不可能被確切地知道。我們應當將“被測量之值”理解為被測量的最佳估值。 (b) 擴展不確定度 Up 或U。(c) 包含因子，置信概率 kp ，p 或k。不確定度報告常采用以下兩種形式之一。測量某物品質(zhì)量，測量值為ms = ，其測量不確定度評定結果為：uc(ms)＝，取包含因子k ＝2，U＝k uc(ms)＝2 =，則測量結果的報告可以有以下兩種形式。（1） ms = ，U＝，k ＝2；（2） ms =（177。 ），k ＝2。 注：取2位有效數(shù)字時，為（1） ms = ，U＝，k ＝2；（2） ms =（177。 ），k ＝2。八、 不確定度評定舉例1. 被測對象彈簧管式一般壓力表。，測量范圍(0~)MPa的一般壓力表，最大允差177。2. 測量依據(jù)依據(jù)JJG521999《彈簧管式一般壓力表、壓力真空表及真空表》檢定規(guī)程。示值誤差的測量方法采用靜態(tài)壓力比較法，用對準標準表刻度線讀被校表示值的方法。3. 測量環(huán)境溫度25℃；相對濕度小于85%。3. 測量用標準器，測量范圍(0~)MPa。最大允差MPE=177。 MPa。當環(huán)境溫度偏離(20177。3) ℃時，%FS/℃。5. 數(shù)學模型 Δ=PdPs 式中： Δ——壓力表的示值誤差，MPa； Pd——壓力表的指示值，MPa； Ps——精密壓力表的指示值，MPa。6. 輸入量的標準不確定度評定 輸入量Pd的標準不確定度u(Pd)的評定 輸入量Pd的不確定度來源主要為被校壓力表1/5估讀誤差和測量重復性。a) 壓力表估讀導致的標準不確定度u(Pd1)壓力表估讀導致的讀數(shù)誤差區(qū)間半寬a為壓力表最小分度值b的1/10。即a=，(本例的b=)。按均勻分布考慮，則包含因子k＝。因此：u(Pd1)=MPa。b) 測量重復性導致的標準不確定度u(P d2) u(Pd2)可以通過連續(xù)測量得到的測量列，采用A類方法進行評定。 （測量是按對準一般壓力表刻度線讀標準壓力表示值的方法進行），得到測量列：、、、 平均值 ：= 單次實驗標準偏差： MPa 任選三臺同類型儀表分別在量程的10%、50%、90%附近(有示值的刻度線上)按上述方法進行重復性條件下的連續(xù)10次測量，共得到9組測量列。每組測量列分別按上述方法計算，得到單次實驗標準偏差如下表所示：9組實驗標準偏差計算結果測量點10%FS50%FS90%FSsj (MPa) 合并樣本標準偏差MPa，由于σ(si)≤sp/4，因此可以用sp代替所有同類彈簧管式一般壓力表的實驗標準偏差。u(Pd2)=MPa。 從大量的試驗結果表明，整體而言重復性比估讀誤差引入的不確定度小，實際上重復性是隱沒在估讀誤差中，可以忽略不計?？梢灾苯拥贸鰑(Pd)= u(Pd1)= 。 輸入量Ps的標準不確定度u(Ps)的評定輸入量Ps的不確定度來源主要來自標準器的示值誤差。環(huán)境溫度和壓力表液位差等因素引入的不確定度忽略不計。(Ps)可以用B類方法進行評定： 0~=177。，按均勻分布考慮k=，計算出u(Ps)=。7. 合成標準不確定度的評定 靈敏系數(shù)數(shù)學模型Δ=PdPs的靈敏系數(shù)： 標準不確定度匯總表 輸入量的標準不確定度匯總于下表。 標準不確定度匯總表標準不確定度u(xi)不確定度來源標準不確定度值（MPa）靈敏系數(shù)ci∣ci∣u(xi)（MPa）u(Pd)1u(Pd1)估讀誤差u(Ps)YB150精密壓力表示值誤差1輸入量Pd及Ps相互間彼此獨立，所以合成標準不確定度可按下式得到： 8. 擴展不確定度的評定 取k=2。 擴展不確定度U= 2uc(ΔP)=2=。9. 報告測量結果的不確定度 測量點(MPa)示值誤差(MPa)上行程下行程0緊靠緊靠 本次測量的擴展不確定度U=， k =2。（或本次測量的擴展不確定度U=%FS， k =2，其中FS=）確認結果：該壓力表的允差為177。經(jīng)校準，（177。）MPa。該測量點不符合最大允差要求。九、 實驗室測量能力1. 最佳測量能力 Best Measurement Capability當一個實驗室對幾乎理想的測量標準，或者對幾乎理想的測量儀器實施接近日常的校準或檢測時，實驗室在其認可范圍內(nèi)能夠達到的最小測量不確定度。理想的測量標準是用來定義、實現(xiàn)或復現(xiàn)量值單位的，而理想的測量儀器是設計用來測量量值的。 注：(1)“接近日常的校準/檢測”是指實驗室在其認可范圍內(nèi)所執(zhí)行的常規(guī)測量應能達到向外宣布的能力。可能有些實驗室在做了大量試驗研究和特別注意之后，可以提供更好的測量能力。這類情況將不包括在上述最佳測量能力的定義中，除非實驗室的政策是，在所有校準/檢測工作中都要進行如此大量的研究和特別注意，以至于使實驗室能夠以“接近日常的”測量提供更好的測量能力。(2)“測量標準/測量儀器”是被測設備?！敖咏硐氲摹笔侵缸罴褱y量能力不受被測設備性能的影響，與被測設備的性能無關。也就是說，被測設備缺陷的實際影響，對測量不確定度只能有最小的貢獻，而且，對實驗室來說，實際測量中確實能夠得到這種設備。如果最“理想的”可得到的設備對測量不確定度也有顯著貢獻，則這種貢獻必須被包括到最佳測量能力的估算中。如有必要，還需要做如下陳述：該最佳測量能力適用于對這類設備所進行的測量。(3) 在實驗室認可范圍內(nèi)，實驗室不能宣稱有比最佳測量能力更小的測量不確定度。在通常的活動中，實驗室應給出一個比相應的最佳測量能力更大的測量不確定度，無論如何，實際測量過程的影響總會顯著加大測量不確定度。通常檢測方法也會對測量不確定度有貢獻，從而使實際的測量不確定度決不可能小于最佳測量能力。2. 最佳測量能力的不確定度評定 最佳測量能力的測量不確定度評定應遵循通常采用的評定程序。在評定最佳測量能力時，除理想設備的貢獻外，所有對測量不確定度有重要貢獻的分量都必須加以考慮。測量結果報告的擴展不確定度的置信區(qū)間，由提供大約95％置信水準的包含因子k乘以合成不確定度得到。 已知的隨時間或其他物理變化對不確定度的貢獻，應以正常條件下所發(fā)生的可能變化的極限值為基礎。例如，已知所用的工作標準的特性隨時間有漂移，則必須考慮該標準在兩次校準期間的漂移所引起的不確定度。 3. 實驗室測量能力（校準規(guī)范編寫規(guī)則中的定義）在實驗室能達到的最佳測量條件下，對被校對象進行校準所獲得的最小測量不確定度，用95％置信概率的擴展不確定度Up表示。35 / 35