第63页,共102页,星期日,2025年,2月5日(5)不确定度分量的忽略一切不确定度分量均贡献于合成不确定度,即只会使合成不确定度增加。忽略任何一个分量,都会导致合成不确定度变小。但由于采用的是方差相加得到合成方差,当某些分量小到一定程度后,对合成不确定度实际上起不到什么作用,为简化分析与计算,则可以忽略不计。例如,忽略某些分量后,对合成不确定度的影响不足十分之一,就可根据情况忽略这些分量。第64页,共102页,星期日,2025年,2月5日4.扩展不确定度的确定方法扩展不确定度U由合成标准不确定度uC与包含因子k的乘积得到U=k·uC 测量结果表示为Y=y±U,即Y=y±kucy是被测量Y的最佳估计值,k由置信概率(常取0.95或0.99)和概率分布(正态、均匀、t分布等)确定。算术平均值第65页,共102页,星期日,2025年,2月5日包含因子k是的选取方法有:(A)无法得到合成标准不确定度的自由度,且测量值接近正态分布时,则一般取k的典型值为2或3。(B)根据测量值的分布规律和所要求的置信水平,选取k值。例如,假设为均匀分布时,置信水平P=0.95,查表得k=1.65。P﹪k57.741951.65991.711001.73表3—11均匀分布时置信概率与置信因子k的关系第66页,共102页,星期日,2025年,2月5日(C)根据要求的置信概率Pc和计算得到的自由度veff,查t分布的t值,得k。自由度的计算步骤如下:a)求A类不确定度分量的自由度 b)求B类不确定度分量的自由度c)求合成不确定度的自由度第67页,共102页,星期日,2025年,2月5日第68页,共102页,星期日,2025年,2月5日3.3.4测量不确定度的评定步骤对测量设备进行校准或检定后,要出具校准或检定证书;对某个被测量进行测量后也要报告测量结果,并说明测量不确定度。①明确被测量的定义和数学模型及测量条件,明确测量原理、方法,以及测量标准、测量设备等;②分析不确定度来源;③分别采用A类和B类评定方法,评定各不确定度分量。A类评定时要剔除异常数据;④计算合成标准不确定度;⑤计算扩展不确定度;⑥报告测量结果。第69页,共102页,星期日,2025年,2月5日【例3.9】用电压表直接测量一个标称值为200Ω的电阻两端的电压,以确定该电阻承受的功率。测量所用的电压其最大允许误差为±1%,它的自由度为10。标称值为200Ω的经校准,其校准值为199.99Ω,校准值的扩展不确定度为0.02Ω(包含因子k为2)。用电压表对该电阻在同一条件下重复测量5次,测量值分别为:2.2V、2.3V、2.4V、2.2V、2.5V。温度变化对测量结果的影响可忽略不计。求功率的测量结果及其扩展不确定度。电压的B类不确定度电阻的B类不确定度电压的A类不确定度第70页,共102页,星期日,2025年,2月5日解:(1)数学模型 (2)计算测量结果的最佳估计值①②(3)测量不确定度的分析本例的测量不确定度主要来源为①电压表不准确;②电阻不准确;③由于各种随机因素影响所致电压测量的重复性。第71页,共102页,星期日,2025年,2月5日·①电压测量引入的标准不确定度电压表不准引入的标准不确定度分量u1-(V)按B类评定。a1=2.32V×1%=0.023V(b)电压测量重复性引入的标准不确定度分量u2-(V)。按A类评定。(4)标准不确定度分量的评定第72页,共102页,星期日,2025年,2月5日(2)用修正方法减少系统误差修正值=-误差=-(测量值-真值)实际值=测量值+修正(3)采用一些专门的测量方法
①替代法②交换法③对称测量法④减小周期性系统误差的半周期法系统误差可忽略不计的准则是:误差或残余误差代数和的绝对值不超过测量结果的最后一位有效数字的一半。第31页,共102页,星期日,2025年,2月5日3.2.3粗大误差及其判断准则大误差出现的概率很小,列出可疑数据,分析是否是粗大误差,若是,则应将对应的测量值剔除。1.粗大误差产生原因以及防止与消除的方法粗大误差的产生原因①测量人员的主观原因:操作失误或错误记录②客观外界条件的原因:测量条件意外改变、受较大的电磁干扰,或测量仪器偶然失效等。防止和消除粗大误差的方法重要的是采取各种措施,防止产生粗大误差。第32页,共102页,星期日,2025年,2月5日2.粗大误差的判别准则统计