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[連載]測量結(jié)果與不確定度表示

發(fā)布時間:2007-04-02 作者:李慎安 來源:www.jlbjb.com 瀏覽:7586

  JJF1059第8.13節(jié)指出輸入量和輸出量的估計值,應修約到與它們的不確定度的位數(shù)一致。這里所謂的位數(shù)實指其末位所到達的位數(shù)。例如,當測量結(jié)果及其不確定度以相同的計量單位給出時,其末位應對齊。也就是說不能達不到,也不能多出。其中更需注意的是所報告的測量結(jié)果(輸出量的最佳估計值),應與所報告的擴展不確定度UUp的末位對齊。多數(shù)情況下是:確定了擴展不確定度取幾位(一或兩位)之后,按這一修約間隔來修約所報告的測量結(jié)果。但有時也會碰到,特別是通過數(shù)字顯示式儀器的一次測量結(jié)果作為被測量的最終結(jié)果時,評定出的擴展不確定度的末位已小于所顯示的末位。這時,對測量結(jié)果是否能采用補零的方式使其末位對齊?專家們對不同意見進行了討論,例如:通過數(shù)字式電壓表一次測量的結(jié)果為220.043V,其擴展不確定度U=2.5mV(k=2),U修約成兩位,末位達到0.1mV,但測量結(jié)果只到1mV,專家們認為這時的測量結(jié)果應報告成:220.0430V。寫成V=(220.0430±0.0025)V,其末位是對齊的。應該認為,表明測量結(jié)果可靠程度的不是所給出的結(jié)果本身而是其不確定度。那種認為物理實驗結(jié)果只能保留一位不可靠的值(只有末位不可靠而不能有兩位是不可靠的)的觀點和做法,與當今不確定度的表述并不一致?,F(xiàn)在認為不確定度可以有兩位有效數(shù),從而測量結(jié)果的末兩位均為可疑值了。

  關(guān)于所報告的擴展不確定度(UUpUrelUprel)應采取何種規(guī)則進行修約,在JJF1059第8.13節(jié)給出兩種方法均可以用,其一為“只進不舍”,其二為通用的修約規(guī)則,即大于半個修約間隔則進,小于半個修約間隔則舍,正好等于半個修約間隔則看前面一位是奇數(shù)還是偶數(shù)而定。根據(jù)第一種方法,如果對U=0.1112修約成為一位有效數(shù),按只進不舍,就成為U=0.2,比修約前增大了幾乎一倍,雖不違反規(guī)則,但顯然并不可取。如果U=0.3112,也只取一位有效數(shù)而給成為U=0.4,比修約前也大了1/4左右,似亦不可取。專家們推薦采用:當?shù)谝粋€有效數(shù)為1和2時,取兩位有效數(shù)為好,至于3以上,既可取一位也可取兩位,對于一般測量,可均只取一位。至于是按上述兩種修約方法中的哪一種,評定人員可自行選用。上述的這種建議,在JJF1059以及GUM中都未提及,只是在某些國家的標準中提到,例如DIN,不無道理,未必不可以參照使用。

  現(xiàn)在在一些檢定證書或是校準證書上,給出了測量結(jié)果(校準結(jié)果、某些檢定點或校準點的示值誤差或修正值)。對于校準(自愿行為),給出校準值及其不確定度,是符合JJF1059中8.2節(jié)要求“證書上的校準結(jié)果或修正值應給出測量不確定度。”但是在檢定中,例如:對壓力表、千分尺、臺案秤等類衡器,按檢定規(guī)程,其證書上是不給出測量結(jié)果的,現(xiàn)在也要求給出檢定結(jié)果,有時甚至也給出其不確定度。從測量儀器的使用上來說,這些內(nèi)容不起任何作用,因不能按測量結(jié)果修正使用。惟一的作用是讓使用者知道這些儀器距離不合格還有多遠。專家們認為,究竟在證書上如何給出和給出什么,應按有關(guān)規(guī)程處理,至于自愿的校準要求,則可按用戶需要。

  關(guān)于測量儀器特性評定問題,目前仍按JJG1027-1991技術(shù)規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定處理。計量司官員在會上表示,用于代替該技術(shù)規(guī)范這部分的內(nèi)容的新的技術(shù)規(guī)范現(xiàn)已審定通過,處于報批之中,預計今年內(nèi)可發(fā)布。其中規(guī)定了測量儀器特性評定的基本原則、通用方法、準確度等、級、響應特性、靈敏度、鑒別力、穩(wěn)定性、漂移、響應時間等性能的評定以及有關(guān)不確定度問題。關(guān)于測量儀器重復性的評定,該規(guī)范給出了基本方法,即按重復性條件下通過重復觀測,采用貝塞爾公式計算出單次結(jié)果的實驗標準差ss的相對標準不確定度:
    

  


  式中:n——重復觀測次數(shù)。
  對于只有一個被測量來說,上式也就是:
    

  


  式中:ν——標準差s的自由度。
  該標準還給出了最大殘差法用于測量儀器重復性的評定。上述內(nèi)容可作為JJF1059的補充。
  按該新規(guī)范,可以采用MPEV作為測量儀器的最大允許誤差絕對值的符號。

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