測(cè)量不確定度的來(lái)源有哪些？

發(fā)布時(shí)間：

2023-05-20 09:20

來(lái)源：

被測(cè)對(duì)象

1、被測(cè)量的定義不完善

被測(cè)量即受到測(cè)量的特定量，深刻全面理解被測(cè)量定義是正確測(cè)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(cè)量值必然和真實(shí)之間存在一定偏差。

2、實(shí)現(xiàn)被測(cè)量定義的方法不完善

被測(cè)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(cè)量中，對(duì)被測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)量結(jié)果中應(yīng)考慮此項(xiàng)不確定因素。故只有對(duì)被測(cè)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(cè)量方法所帶來(lái)的誤差或?qū)⑵淇刂圃谝粋€(gè)確定范圍內(nèi)。

3、測(cè)量樣本不能完全代表定義的被測(cè)量

被測(cè)量對(duì)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(cè)量中有特定要求，但所抽取樣本未能完全滿(mǎn)足這些要求，自身具有缺陷，則測(cè)量結(jié)果具有一定的不確定度。

4、被測(cè)量不穩(wěn)定誤差

被測(cè)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(cè)量過(guò)程中保持動(dòng)態(tài)變化，導(dǎo)致結(jié)果的不確定度。

測(cè)量設(shè)備

計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器、測(cè)量?jī)x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(cè)量?jī)x器校準(zhǔn)不確定度，或測(cè)量?jī)x器的最大允差或測(cè)量器具的準(zhǔn)確度等級(jí)均是測(cè)量不確定度評(píng)定

必須考慮的因素。

測(cè)量環(huán)境

1、在一定變化范圍或不完善的環(huán)境條件下測(cè)量

溫度/振動(dòng)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(dòng)

2、對(duì)影響測(cè)量結(jié)果的環(huán)境條件認(rèn)識(shí)不足

由于對(duì)相關(guān)環(huán)境條件認(rèn)識(shí)不足，致使測(cè)量中或分析中忽視了對(duì)某些環(huán)境條件的設(shè)定和調(diào)整，造成不確定度。

測(cè)量人員

1、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(xiàn)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。

2、人員瞄準(zhǔn)誤差:

采用顯微鏡或等光學(xué)儀器通過(guò)使視場(chǎng)中的兩個(gè)幾何圖形重合來(lái)對(duì)線(xiàn)進(jìn)行測(cè)量，對(duì)線(xiàn)準(zhǔn)確度與操作者經(jīng)驗(yàn)和對(duì)線(xiàn)形狀有關(guān)。

3、人員操作誤差:

如，測(cè)量時(shí)間的控制、測(cè)點(diǎn)的布置。該項(xiàng)取決于人員的經(jīng)驗(yàn)、能力、知識(shí)及工作態(tài)度、身體素質(zhì)等。

測(cè)量方法

1、測(cè)量原理誤差

測(cè)量方法本身就存在一定的原理誤差，對(duì)被測(cè)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(tái)自身內(nèi)阻影響，使得加于樣品兩端的電壓低于實(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；

2、測(cè)量過(guò)程

測(cè)量順序：應(yīng)嚴(yán)格按照測(cè)量規(guī)范規(guī)定的進(jìn)行。遺漏或顛倒某一操作過(guò)程都有可能造成測(cè)量結(jié)果的誤差，甚至使測(cè)量失去意義。

測(cè)量次數(shù)：一般來(lái)說(shuō)測(cè)量次數(shù)不同，測(cè)量精度也不同，增加測(cè)量次數(shù)，可以提高測(cè)量精度。但 n＞10 以后，σ已減少得非常緩慢。此外，由于測(cè)量次數(shù)愈大，也愈難保證測(cè)量條件的恒定，從而帶來(lái)新的誤差，因此一般情況下取 n=10 以?xún)?nèi)較為適應(yīng)。

測(cè)量所需時(shí)間：有的測(cè)量規(guī)定必須在一定條件下，一定時(shí)間內(nèi)完成超出則結(jié)果不準(zhǔn)確。如器具潮態(tài)試驗(yàn)后的泄漏電流測(cè)試必須在 5s 內(nèi)完成。

測(cè)量點(diǎn)數(shù)：操作規(guī)范規(guī)定測(cè)量若干點(diǎn)，但實(shí)際檢測(cè)中，為節(jié)省時(shí)間或出于其它考慮減少或增加了測(cè)量點(diǎn)數(shù)，也對(duì)最終結(jié)果有影響。如在噪聲測(cè)試中。

瞄準(zhǔn)方式：測(cè)量方法不同，采用的測(cè)量?jī)x器不同，對(duì)應(yīng)的瞄準(zhǔn)方式也不同，如采取目測(cè)或用光學(xué)瞄準(zhǔn)，其瞄準(zhǔn)精度必然不同。

方向性：測(cè)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(duì)于有些測(cè)量設(shè)備，如具有滯后或磁滯性的儀器讀數(shù)是不同的。

3、數(shù)據(jù)處理

測(cè)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，它是由更高一級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)檢定的，這些高一級(jí)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(cè)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)用貝塞爾法和極差法，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(cè)量要求或所采用的測(cè)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(duì)誤差因素本身的認(rèn)識(shí)不充分，修正值也必然存在著不確定度。

總結(jié)

須正確評(píng)定測(cè)量結(jié)果的不確定度，既不能過(guò)大，也不能過(guò)小，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，又不會(huì)造成誤判。首先應(yīng)充分考慮測(cè)量設(shè)備、測(cè)量人員、測(cè)量環(huán)境、測(cè)量方法等方面眾多來(lái)源帶來(lái)的不確定度分量，作到不遺漏、不重復(fù)、不增加。

并正確評(píng)定其數(shù)值，其中設(shè)備來(lái)源不確定度可經(jīng)過(guò)量值溯源，由上一級(jí)計(jì)量基標(biāo)準(zhǔn)的不確定度取得；也可利用所得到的檢定校準(zhǔn)證書(shū)，測(cè)試證書(shū)或有關(guān)規(guī)范所給的數(shù)據(jù)；方法不確定度經(jīng)過(guò)研究和評(píng)定，其不確定度影響可能很小。

評(píng)定不確定度的原則和框架，不能代替人的思維、理智和專(zhuān)業(yè)技巧。它取決于對(duì)測(cè)量和被測(cè)量的本質(zhì)的深入了解和認(rèn)識(shí)。因此，測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定的質(zhì)量和實(shí)用性，主要取決于對(duì)不確定度影響量的認(rèn)識(shí)程度和細(xì)致而中肯的分析。