szg不確定度分析

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1、不確定度分析1誤差眾所周知，不確定度分析都是以誤差分析為基礎(chǔ)建立起來(lái)的。所以在對(duì)不確定度進(jìn)行系統(tǒng)討論之前，首先將簡(jiǎn)單對(duì)誤差進(jìn)行描述。誤差為測(cè)量值與真值間的差值。在現(xiàn)有測(cè)量條件下，由于測(cè)量?jī)x器（測(cè)量裝置）、測(cè)量人員、測(cè)量方法、測(cè)量環(huán)境以及被測(cè)對(duì)象自身都不能夠做到完美無(wú)瑕,所以誤差的產(chǎn)生是不可避免的，且只能采取措施減小誤差而不能徹底消除誤差。正是由于這些原因，物理量的真值是不可能取得的，實(shí)際中大都采用最佳估計(jì)值進(jìn)行代替。按照誤差的性質(zhì)和特點(diǎn)，可以將其分為隨機(jī)誤差、系統(tǒng)誤差以及粗大誤差。在現(xiàn)有誤差理論中認(rèn)為粗大誤差是由于實(shí)驗(yàn)失敗引

2、起的，會(huì)明顯扭曲測(cè)量結(jié)果，在數(shù)據(jù)處理中都將其剔除，所以粗大誤差在誤差分析中一般不作考慮。對(duì)同一被測(cè)對(duì)象進(jìn)行等精度測(cè)量時(shí)，會(huì)得到一系列測(cè)量值，每個(gè)測(cè)量值都含有誤差，這些誤差又沒(méi)有明顯的規(guī)律，不能對(duì)后面的誤差大小和方向進(jìn)行預(yù)測(cè)；但就其總體而言，又具有一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，這類誤差就為隨機(jī)誤差。該誤差會(huì)使數(shù)據(jù)在算術(shù)平均值附近有一定的分散，一般采用標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行表征。但考慮到真值的未知性，實(shí)際中大多用殘余誤差代替真實(shí)誤差，即利用貝塞爾公式得到標(biāo)準(zhǔn)差。在相同條件下，測(cè)量同一對(duì)象時(shí)，絕對(duì)值和符號(hào)不變，或改變條件時(shí)，按某一規(guī)律變化的誤差，即為系統(tǒng)誤

3、差。其具有確定的特征，可以重復(fù)出現(xiàn)，沒(méi)有補(bǔ)償性，不能通過(guò)取平均值使其減小等特點(diǎn)。對(duì)于間接測(cè)量，根據(jù)吳石林等《誤差理論分析與數(shù)據(jù)處理》可知，可以通過(guò)對(duì)各參量的隨機(jī)誤差或系統(tǒng)誤差取方和根得到該被求量的隨機(jī)誤差或系統(tǒng)誤差。但是在《MeasurementUncertaintyAnalysisPrinciplesandMethods》中，是直接按代數(shù)加減法進(jìn)行的（但在每個(gè)誤差分量中都會(huì)乘以一個(gè)相對(duì)應(yīng)的靈敏系數(shù)）。2不確定度分析由于誤差的存在，使其測(cè)量結(jié)果具有了一定的分散性。不確定度是指測(cè)量結(jié)果變化的不確定，是表征被測(cè)量的真值在某一量值

4、范圍內(nèi)的一個(gè)估計(jì)，是測(cè)量結(jié)果含有的一個(gè)參數(shù)，用以表示被測(cè)量值的分散性。其定義表明，一個(gè)完整的測(cè)量結(jié)果應(yīng)該由被測(cè)量值的估計(jì)和分散性參數(shù)兩部分組成。根據(jù)《ASMEUncertaintyAnalysis》一文中的描述，不確定度按其特征可以分為隨機(jī)標(biāo)準(zhǔn)不確定度和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度（翻譯過(guò)來(lái)的，可能不怎么準(zhǔn)確，其英文表達(dá)分另為：RandomstandarduncertaintyandSystematicstandarduncertainty）。隨機(jī)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：一般由隨機(jī)誤差通過(guò)A類評(píng)定方法（統(tǒng)計(jì)方法）進(jìn)行確定。但需要注意的是，在某一次

5、特殊測(cè)量中，可能由于條件的限制，統(tǒng)計(jì)序列不一定就是當(dāng)次測(cè)量所得結(jié)果，而可能是以前的數(shù)據(jù)或其他人所測(cè)數(shù)據(jù)（測(cè)試條件要盡可能相同）。對(duì)于單次測(cè)量，隨機(jī)標(biāo)準(zhǔn)不確定度即為測(cè)量列的標(biāo)準(zhǔn)差。而對(duì)于多次重復(fù)測(cè)量，為標(biāo)準(zhǔn)差與測(cè)量次數(shù)開(kāi)方的比值。還需說(shuō)明的是，使用此類評(píng)定方法進(jìn)行的不確定評(píng)定質(zhì)量與其自由度息息相關(guān)，自由度越大，評(píng)定質(zhì)量越好。系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：一般用于表征由系統(tǒng)誤差引起的測(cè)量值對(duì)其真值可能分散的一個(gè)區(qū)間。但是，有時(shí)也會(huì)包含隨機(jī)誤差誤差的影響，如受條件限制，只能對(duì)某參數(shù)進(jìn)行一次測(cè)量，此時(shí)的隨機(jī)誤差就應(yīng)該歸為對(duì)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度的影響

6、，而不是對(duì)隨機(jī)標(biāo)準(zhǔn)不確定度的影響（和上面所說(shuō)的進(jìn)行一次測(cè)量有一定的區(qū)別，上述中雖然只進(jìn)行一次測(cè)量，但是所用的隨機(jī)誤差可以從以前的數(shù)據(jù)中取得）。一般采用B類評(píng)定方法。在B類評(píng)定方法中，最重要的就是確定區(qū)間半寬度。其信息來(lái)源有：儀器使用說(shuō)明書(shū)上提供的分辨率、測(cè)量精度、準(zhǔn)確度等級(jí)等，對(duì)測(cè)量?jī)x器的了解經(jīng)驗(yàn),某些可靠參考數(shù)據(jù)等，詳見(jiàn)《誤差理論分析與數(shù)據(jù)處理》。其次就是確定包含因子，其值與數(shù)據(jù)的分布狀態(tài)相關(guān)。若已知分布，可查表得出包含因子的大小。工程中，一般取為根號(hào)3。合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度等于隨機(jī)標(biāo)準(zhǔn)不確定度和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度的方和根。而擴(kuò)

7、展標(biāo)準(zhǔn)不確定度為包含因子與合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的乘積，其包含因子的定義及取值與上相同。我們都可能知道，不論測(cè)量條件如何，各參數(shù)間由隨機(jī)誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度是不相關(guān)的（對(duì)于這點(diǎn)我是持懷疑態(tài)度的），而對(duì)于由系統(tǒng)誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度則需根據(jù)具體情形考慮其相關(guān)性，且需考慮相關(guān)量間的相關(guān)度，也即相關(guān)系數(shù)。例如，所測(cè)量如果由同一設(shè)備同一量程進(jìn)行的測(cè)量，可認(rèn)為其相關(guān)系數(shù)為1；而若采用同一設(shè)備的不同量程測(cè)量，可姑且認(rèn)為相關(guān)系數(shù)為0.5或?yàn)楹?jiǎn)單處理將其置于0?？傊?，相關(guān)系數(shù)的取值需要根據(jù)具有情況而定，也可能需要一定的經(jīng)驗(yàn)（純屬個(gè)人觀點(diǎn)）?，F(xiàn)在

8、我來(lái)重點(diǎn)說(shuō)一下有關(guān)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度的概念。說(shuō)實(shí)話，對(duì)此，由于接觸的比較少我也不是很清楚。在很多文獻(xiàn)中，都或多或少存在這一概念。個(gè)人認(rèn)為能采用相對(duì)評(píng)定法的地方若使用絕對(duì)評(píng)定法，可能會(huì)在使用絕對(duì)值的過(guò)程中放大所屬參數(shù)的作用。例如（可能不怎么準(zhǔn)確）：對(duì)于一支熱電偶其準(zhǔn)確度為0.4%,而在實(shí)驗(yàn)中所