超声诊断仪声强测量不确定度的评定

　　最近参加国家计量标准一级考评员的培训，认真学习了JJF1059一1999《测量不确定度评定与表示》，对不确定度的评定有了新的认识。特别是老师的不确定度讲座非常精彩，把一个既复杂又深奥的不确定度理论讲解得通俗易懂、简单明了，获益匪浅。本文参照JJF1059一1999的评定方法，对医用超声诊断仪输出声强测量不确定度进行评定[1]，供大家参考。

　　1数学模型

　　根据JJG639一1998国家计量检定规程《医用超声诊断仪超声源》技术规范的要求，首先将医用超声诊断仪调至正常工作条件，然后将超声探头置于超声功率计接收声窗。超声源声波从超声探头发射，对同一探头进行不少于3次声功率测量，取其测量结果的算术平均值作为被检仪器配用指定探头时的输出功率，按(1)式计算医用超声诊断仪的输出声强:

　　2不确定度来源

　　在输出声强的实际测量过程中，测量不确定度的来源很多，但归纳起来大致有以下5类:

　　(1)在相同条件下，被测量(超声功率)重复观测的变化;

　　(2)标准器示值误差引人的不确定度;

　　(3)测量仪器性能(如加工精度、灵敏度、长期稳定性等)的局限性产生的不确定度;

　　(4)操作过程中引入的不确定度;

　　(5)有效面积测量的不确定度。

　　考虑到以上5类因素对测量结果不确定度的影响，实际上(1)式应该更严格地表示为:

　　这些影响测量不确定度的因素均以修正因子的形式出现。修正因子Cf, C0的数学期望均为1，即:

　　这样，对于式(2)这一函数形式，其相对标准不确定度的合成可采用JJF1059一1999的式(20):

　　从式(2)可以看出，除A变量的指数为“-1"外，其它变量的指数均为“1"。则超声源输出声强I的相对标准不确定度合成可表示为:

　　3不确定度分量的评定

　　3.1相对标准不确定度的A类评urel(x1)即urel(P)

　　在相同条件下，对被测量(超声功率)独立进行6次重复测量，6次测量数据分别为:12.8mW,12.9mW, 12.6mW, 12.7mW, 12.8mW, 12.9mW,其测量结果变化引人的不确定度可用实验标准偏差来表示。采用贝塞尔公式计算单次测量的相对标准偏差:s=0.91%

　　若取6次测量值的平均值作为超声功率计的实际值P=12.8mW，相对标准不确定度为:

　　3.2标准器示值误差引入的相对标准不确定度urel(x2)即urel(Pr)

　　根据广东省计量科学研究院出具的检定证书，BCZ100一1型超声功率计的最大示值误差为土6.0%，假定其符合矩形分布，则其不确定度为: