实验室测量不确定度

实验室不确定度是与测量结果相联系的参数,表征合理地赋予被测量之值的分散性。

实验室不确定度是与测量结果相联系的参数,表征合理地赋予被测量之值的分散性。以下是关于它的一些主要信息:    

测量不确定度的定义             

测量不确定度是指测量结果中包含的、无法被准确修正或消除的随机误差和系统误差的总和,它反映了测量结果的可信度或精确程度。 

测量不确定度的种类和来源           
种类

A类不确定度:由随机误差引起的不确定度,通常通过统计方法计算。

B类不确定度:由系统误差引起的不确定度,需根据仪器、方法、环境等因素进行估计。

来源

• 测量设备:设备的精度、稳定性等会引入不确定度,如天平的精度限制。 

• 测量环境:环境条件的变化,像温度、湿度、气压等对测量结果有影响,例如在不同温度下测量物体长度。

• 测量方法:方法的局限性、近似性等会导致不确定度,如用近似公式计算物理量。

• 测量人员:人员操作的差异,包括读数习惯、操作熟练程度等,比如不同人读取滴定管的刻度可能有偏差。

• 样本的不均匀性:被测量对象本身的不均匀,使测量结果存在不确定性,如分析不均匀的矿石样本成分。

测量不确定度的评定      

测量不确定度评定是在对显著系统效应的影响进行了修正,并且测量处于统计控制状态的前提下进行的。目前测量不确定度的评定主要有GUM法和蒙特卡洛法。前者主要适用于输入量概率分布为对称分布、输出量的概率分布近似为正态分布或t分布,并且测量模型为线性模型或可用线性模型近似表示的情况;而后者作为对前者的补充,适用于测量模型明显呈非线性、输入量概率密度函数明显非对称、输出量的概率密度函数较大程度地偏离正态分布或t分布,尤其分布明显非对称的情况。 

评定步骤

• 识别不确定度来源:全面分析测量过程,找出可能影响结果的各种因素。

• 建立测量模型:根据测量原理和方法,建立测量结果与各影响因素之间的数学关系模型。

• 量化不确定度分量:对每个不确定度来源进行量化,确定其对测量结果不确定度的贡献大小。

• 计算合成不确定度:根据不确定度传播定律,将各个不确定度分量合成,得到合成不确定度。

• 扩展不确定度的确定:在合成不确定度的基础上,乘以包含因子(通常根据所需的置信水平确定)得到扩展不确定度,以提供更全面的测量结果不确定度信息。

测量不确定度的作用       

• 帮助实验室评估测量结果的可靠性,判断结果是否满足预期用途。

• 是实验室质量控制的重要手段,可发现测量过程中的薄弱环节,便于改进。

有利于不同实验室间测量结果的可比性,促进国际间和行业内的交流与合作。

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