误差与不确定度

测量误差与测量不确定度,是计量学中的两个重要基本概念。随着现代科技,工业和商贸的发展,而用测量不确定度来表示测量结果的可靠程度越来越被认可和接受。讨论误差测量与测量不确定度,阐明以不确定度表示测量结果的必然性。     

误差与不确定度刍议

测量不确定度是现代误差理论的核心和最新发展。不确定度与误差有千丝万缕的联系,不确定度的标准偏差、合成、传播和扩展均是误差分析方法的推广并依赖于误差理论。但是,不确定度表征的是测量结果的分散性,误差是测量结果与被测量的真值之差。前者恒为正,后者可正可负。由于真值不可知,测量误差不可能准确知道,而测量不确定度则可定量评定。因此,两者不是一回事,切不可将误差等同于不确定度。     

测量不确定度的发展和应用研究

测量不确定度是表征赋予被测量的量值分散性的非负参数,是与测量结果相关联的参数,是对测量结果质量的定量表征,表明测量结果量值的可信程度。测量不确定度适用于各种准确度要求的各类科学技术与工程测量领域。测量不确定度的理论与应用研究逐步深化,正如国际单位制单位已经与各种测量紧密结合并在全世界普遍使用一样,测量不确定度必将在测量领域发挥更大的作用。测量不确定度的推广应用是一项具体而又艰巨的技术基础工作,涉及领域多、技术难度大,应得到足够重视。本文综述了测量不确定度概念、发展动态、主要评定方法、推广应用的必要性和对策。     

测量结果的不确定度

不确定度是测量质量的重要指标。根据测量分布,提出了两类不确定度的评定方法,阐明了合成不确定度与总不确定度的计算和性质,并举出了应用例子。     

环规检定装置测量不确定度的分析

测量不确定度与测量结果是相关的,它反映了测量值的分散性。利用标准环规和高准确度测长机来建立环规检定的标准装置。通过对环规检定装置测量不确定度来源的分析,评定了环规检定装置测量不确定度大小,分析得到的结果满足环规检定规程中二等环规的测量不确定度要求。     

噪声源校准方法及不确定度分析

噪声系数测量的一个关键指标就是测量不确定度,测量时所用的噪声源是引起噪声系数测量不确定度的一个明显因素。噪声源的精确校准可以有效地降低噪声系数的测量不确定度,因此它是获得高质量的噪声系数测量的关键因素。介绍了两种对微波和毫米波噪声源超噪比进行校准的方法,分别是Y因子法和增益法,并全面分析了引起校准不确定度的因素。     

一种平面传声器自由场测量不确定度评定方法

介绍了一种平面传声器自由场环境下的测量方法，通过对平面传声器校准装置的测量数学模型及其测量不确定度评定方法的分析，给出了不确定度评定实例，并对校准装置测量不确定度进行验证，验证结果表明该校准装置测量不确定度判定合理可信。     

光栅式传动链误差测量系统的不确定度分析

为了进一步改善传动链误差测量系统的性能，以谐波减速器为被测对象，通过推导测量系统不确定度评定的一般方法，找出了测量系统的各个不确定度分量；通过分析系统中A类和B类不确定度，阐述了各个不确定度分量对整个测试系统的影响，提出了减少不确定度的相关措施，为优化传动误差测量系统的测量提供了指导。     

非线性测量模型的合成标准不确定度公式探讨

在ISO/IEC Guide 98—3:2008《测量不确定度——第3部分:测量不确定度表示指南(GUM:2008)》中和JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》中,给出了所有输入量均服从正态分布且互不相关的非线线测量模型含高阶项的合成标准不确定度计算公式。本文推导了输入量均服从对称分布且互不相关的非线性测量模型含高阶项的合成标准不确定度通用公式,并对其适用条件进行了研讨。     

传导发射测量不确定度评定的验证

为了保证测量不确定度评定结果有足够的可信度,必须对评定的测量不确定度进行验证。概述了采用蒙特卡洛模拟法验证传导发射测量不确定度的方法,介绍了通过埃奇沃思级数估计测量结果概率分布的过程和应用蒙特卡洛方法解决实际问题的基本步骤,最后结合某试验室的实例给出了验证结果,证明在大部分频点上其根据GUM评定的传导发射测量不确定度是可信的。     

噪声参数传递标准件标准值的不确定度评定

针对噪声参数测量系统的计量工作中,因缺乏噪声参数传递标准件不确定度量值所带来的困扰,推导了噪声参数传递标准件标准值的不确定度评定的测量模型,研究了蒙特卡洛法在噪声参数传递标准件标准值的不确定度评定中的应用,分配了测量影响量的概率密度函数。依托MATLAB开发平台,开发了专用的噪声参数不确定度评定软件,它可实现扫频、点频两种模式下,定制化噪声参数不确定度评定,计算结果包含噪声参数的标准值的最佳估计及不确定度,噪声参数标准值的分布图、包含概率等多种信息。文中给出了(2～6)GHz频段内噪声参数测量值和评定的不确定度的数据,经过对比验证,评定的不确定度结果合理有效。     

数字多用表示值误差测量不确定度自动评定的设计

针对数字多用表型号多、校准项目多,校准后应给出整个测量范围内的测量结果不确定度,采用手动进行不确定度评定费时费力、容易出错、工作效率低等问题,在VEE Pro软件开发平台上,设计开发出数字多用表示值误差测量结果不确定度自动评定系统。该系统包括带接口数字多用表不确定度评定和不带接口数字多用表不确定度评定两个模块,可自动进行不确定度评定及存档。同时结合实例,给出了直流电压示值误差测量不确定度评定结果。使用结果表明：该系统操作简便,提高了工作效率及准确度,减小了人为误差。     

低噪声封装器件噪声参数不确定度评定

本文开展了基于Maury公司的Tuner和Agilent公司PNA-X矢量网络分析仪组建的超快噪声参数测量系统的不确定度评定研究工作,通过分析测量系统的输入、输出数据,独立开发了不确定度评定的测量模型,设计了满足国际标准ISO/IEC98-3要求的不确定度评定方法,编制了不确定度仿真软件,首次报道了四个噪声参数的不确定度数据,最佳估计值和95%概率下得包含区间。     

测量接收机与矢网测量衰减方法研究

介绍测量接收机与矢量网络分析仪测量衰减的原理,并对不确定度来源进行了分析。分别对低反射系数下,不同衰减量进行不确定度评定,表明衰减量在(10～60) d B范围内,两种标准测量不确定度相当;另外,采用两种测量标准对较大输入反射系数模值、不同相位下的阻抗调配器级联20dB固定衰减器作为被测件进行测试,最大偏差达到±0. 31dB,矢量网络分析仪的测量不确定度(0. 18dB),明显小于接收机测量不确定度(0. 59dB)。     

浅析不确定度与误差的概念与方法──兼评“精度”等用语

为推行ＩＳＯ１９９３（Ｅ）测量不确定度表示指南，就测量不确定度与测量误差概念上的异同、测量不确定度评定与测量误差分析的关系以及“精度”等用语阐述作者的一些见解。     

测量接收机与矢网测量衰减方法研究

介绍测量接收机与矢量网络分析仪测量衰减的原理，并对不确定度来源进行了分析。分别对低反射系数下，不同衰减量进行不确定度评定，表明衰减量在（10～60）dB范围内，两种标准测量不确定度相当；另外，采用两种测量标准对较大输入反射系数模值、不同相位下的阻抗调配器级联20dB固定衰减器作为被测件进行测试，最大偏差达到±0.31dB，矢量网络分析仪的测量不确定度（0.18dB），明显小于接收机测量不确定度（0.59dB）。     

Excel在校准和测量不确定度评定中的应用

在建立计量标准和日常校准过程中,都需要进行测量不确定度的评定。在评定的过程中要进行大量的数据统计运算和查阅t分布表,这给日常校准的测量不确定度评定增加了困难。应用Excel的工作簿函数和VBA,解决了测量不确定度的自动计算、数据修约和数据规范化表示问题,达到了测量不确定度的自动评定之目的。最后给出了数据修约和规范化表示的VBA程序。     

多输出量测量模型的不确定度评定方法

本论文基于GUM不确定度评定方法,提出了多输出量测量模型的测量不确定度评定方法,并对如何获得多输出量测量模型的包含范围进行了举例说明。     

基于级联耦合的大功率测量技术研究

讨论了采用级联耦合测量技术的大功率测量系统,指出大功率测量条件下引起测量不确定度的因素,搭建了基于该技术的大功率校准系统,减小了系统测量不确定度,实现了功率放大器的高精度校准和测量。     

基于级联耦合的大功率测量技术研究CSCD

讨论了采用级联耦合测量技术的大功率测量系统,指出大功率测量条件下引起测量不确定度的因素,搭建了基于该技术的大功率校准系统,减小了系统测量不确定度,实现了功率放大器的高精度校准和测量。