测量系统不确定度研究

　　1引言

　　QS9000中提出，测量系统误差分为五种:偏移、重复隆、再现性、稳定性及线性。所谓偏移，指的是测量结果的观测平均值与基准值的差值。这里的基准值也称为可接受的基准值或标准值，是充当测量值的一个一致认可的基准，它可以通过更高级别的测量设备测得。所谓重复性，指在相同的测量条件下多次测量同一零件的同“特性时获得的测量变差。而再现J性指的是不同测量人员在相同的测量条件下多次测量同一零件白勺同一特性时获得的测量变差。测量条件包括测量仪器和测量环境(温度、湿度、噪声)等。可见仪器自身是导致重复性误差的主要原因，而再现性主要是由于人的变差导致的。稳定性是测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的单一挣性时获得的测量值总变差。它是一个时间的函数，所以又有长期稳定、中期稳定和短期稳定的说法。线性是指在量具预期的工作范围内偏倚值的差值。在测量仪器的工作范围(测量量程)内选择一些零件，最佳拟合偏倚与基准值，所得直线的斜率乘以零件的过程变差是代表量具线性的指数。

　　2测量系统不确定度评定

　　根据不确定度原理及其表示指南，对测量系统进行不确定度研究时，可以将以上五个精度指标转化为不确定度分量。由以上分析可以这样判定:偏移、重复性、再现性、稳定性和线性这五个指标转化为不确定度时，可以分别看作偏移的不确定度分量u₁、量具变异导致的不确定度分量u₂、人员变异导致的不确定度分量u₃、系统稳定比导致的不确定度分量u4和线性度不确定度分量u₅。评定测量系统不确定度时，我们可以先分别评定这五个不确定度分量，再对它们进行合成，即可以计算出系统标准合成不确定度。

　　2.1偏移的不确定度评定

　　假设对一个测量系统进行不确定度评定。为此，我们使用此测量系统对一个样件测量n次，由高精度测量设备确定的此样件基准值为x₀，测得值为x_i(i从1到n)。

　　由式(1)可以看出偏移的不确定度分量u₁主要有两个来源，一为观测平均值的不确定度u₁₁，还有一个即为基准值的不确定度u₁₂。对偏移进行不确定度评定时，可以先分别评定u₁₁和u₁₂。u₁₁为测量重复性引起的不确定度分量，用A类评定有[2]:

　　u₁₂的获得主要取决于高精度测量设备的测量精度，由相关说明书用B类评定得出。设高精度测量设备的精度为士u₀，按正态分布取置信概率p=0.99，则包含因子k=2.58