实际计量测试中不确定度评定的一些探讨

    不确定度评定在计量部门是一项十分重要的工作,对计量基准和标准的建立、基标准的量值传递,测量结果的合理评定,测量数据的相互比对及国际间的学术交流,都有重大意义。

    不确定度定义为:表征合理赋予被测量的值的分散性,它是与测量结果相联系的参数;测量结果的不确定度一般包含几个分量,按其数值评定方法可分为:

    A类评定:由观测列统计分析所作的不确定度评定。

    B类评定:由不同于观测列统计分析所作的不确定度评定。

    上述基本概念阐述的很明确,它从实验角度出发给出了不确定度的计算方法,避开了一些理论的讨论,为我们实际工作者提供了非常清晰的概念,但在实际工作中,会碰到许多问题,本人结合具体例子探讨一下不确定度分析中一些实际问题。

    一、建立数学模型及确定测量结果的不确定度来源

    要分析不确定度各分量的影响,首先要建立被测量的数学模型,被测量Y常取决于其它N个分量:

    X₁,X₂,.......X_N;

    Y = f(X₁,X₂,.......X_N)

    由X₁,X₂,.......XN的最佳值x₁,x₂,.......x_n而得出Y的最佳值,即得测量结果y=f(x₁,x₂,.......xn),因而y的不确定度将取决于xi的不确定度u(xi),为此要先评定xi的不确定度u(xi)。评定y的不确定度前,为得到Y的最佳值,应将所有修正值加入到测量值,并剔除异常值。

    我们以“眼镜片中心透射比标准测量装置”光透射比测量结果不确定度为例进行讨论,这是一套标准测量装置,从组成上看,包括光源、单色仪、样品池、积分球、光电转换器及数据采集和处理等部分,对测量结果产生影响的各部分是:

    (1)光源部分:发光不稳定。

    (2)接收探测部分:

    1)积分球不均匀;

    2)光电接收器的噪声;

    3)光电接收器的非线性。

    (3)单色仪部分:

    1)波长准确度;

    2)杂散光;

    3)光谱通频带宽。

    (4)环境因素。

    (5)人员因素。

    二、测量结果不确定度分析中的若干问题

    1·针对具体的测量结果,应先加入修正,再对修正后的结果进行不确定度评定。

    为了评定装置的光度非线性引起的透射比测量不确定度,我们以计量院光学处现存的检定分光光度计用的标准滤光片为依据,以透射比分别为70%,40%,30%,20%,10%的一组5片滤光片,对我们的装置进行标定。对实验数据进行统计分析,根据最小二乘法拟合一直线方程Y=a+bX(a,b为待求量),得如下公式