2.输入估计值测量不确定度的评定
(1)概述
与输入估计值相关的测量不确定度,采用"A类"或采用"B类"方法评定。标准不确定度的A类评定,是通过对观测列的统计分析来评定不确定度的方法。此时,标准不确定度为通过求平均程序或适当的回归分析求得的平均值的实验标准差。标准不确定度的B类评定,是用不同于对观测列统计分析的方法来评定不确定度的方法。此时,标准不确定度是根据其他知识或信息得出的。
(2)标准不确定度的A类评定
当在相同的测量条件下,对某一输入量进行若干次独立的观测时,可采用标准不确定度的A类评定方法。
假定重复测量的输入量Xi为量Q。若在相同的测量条件下进行n(n>1)次独立的观测,量Q的估计值为各个独立观测值qj(j=1,2,…,)的算术平均值与输入估计值 相关的测量不确定度可按以下方法之一评定:(a)值qj的实验方差s2(q)是概率分布方差的估计值,可按下式计算 其(正)平方根称为实验标准差。算术平均值 方差的最佳估计值,是由下式给出的平均值的实验方差:s2( )=s2(q)/n(5.5-7)
其(正)平方根称为平均值的实验标准差。与输入估计值 相关的标准不确定度即平均值的实验标准差:u )=s( )(5.5.8)
值得注意的是,一般而言,当重复测量次数n较小(n<10)时,按式(5.5-8)表述的A类标准不确定度评定的可靠性就有所降低。此时,若无法增加观测次数,可以考虑采用其他方法来评定标准不确定度。
〔例5.5-1]对一等标准活塞压力计的有效面积进行测量。在各种压力下,测得10次活塞有效面积S0与工作基准活塞面积S5之比li如下:
0.250670 0.250673
0.250670 0.250671
0.250675 0.250671
0.250675 0.250670
0.250673 0.250670
则由式(5.5-7)求得L的标准不确定度u(L)为:
u(L)=s(L)=s(li)/ =0.63×10-6
(b)对于特性比较明确且处于统计控制之下的测量过程来说,使用所获得的合并样本标准差sp来描述分散性,可能比采用通过有限次数的观测值获得的标准差更为合适。sp为测量过程长期的组内方差平均值的平方根。在此情况下,若输入量Q的值由非常有限的n次独立观测值的平均值 求得,则平均值的方差可按下式估计:
s2( )=sp2/n(5.5-9)
根据该值,按式(5.5-8)即可求出标准不确定度。
〔例5.5-2]在实行量块的测量保证方案时,为使实验处于控制状态,要以核查标准量块来建立单个量块的标准差。若第1次核查时的样本标准差为s1=0.015μm,第2次核查时的样本标准差为s2=0.013μm,……多次核查的合并样本标准差sp为0.014μm(条件为诸样本标准差无显著差异)。