測量不確定度: 校準不確定度基礎指南
作者：Heikki Laurila?發布時間：2016年11月2號 下午2:57:45
如果你不知道怎么測量不確定度，就不要進行任何測量！
這一次我們討論的是在任何測量或校準中都需要考慮到的基本因素—不確定度！
我最近做了一份關于校準不確定度的新白皮書，請查閱。本文論述了測量和校準不確定度的基本原理。它既不是為數學家也不是為測量專家所編寫的，而是為那些在工業應用中計劃和進行實際測量和校準的人編寫的。
了解與測量相關的不確定度是一個非?；镜母拍?，除非您了解了相關的不確定度，否則您不應該進行任何測量。
人們對不確定度的普遍認識和興趣似乎正在增長，這實在是太棒了。
測量的不確定度有多種來源，例如：用于測量的參考測量裝置、環境條件、進行測量的操作員、測量過程和許多其他來源。
有幾種校準不確定度指南、規范和資源可供參考，但這些大多都是數學公式。本文將避免使用大量數學公式。
不確定度的估算和計算是相當復雜的，我已經盡了最大努力讓它變得通俗易懂。
測量的不確定度是什么？簡而言之，我們可以說它是測量結果的“懷疑”，所以它能告訴我們測量有多精確。我們做每一個測量都應該保持一定的“懷疑”，我們應該知道這個“懷疑”的尺度，以決定測量結果是否適合使用。
最好記住，誤差和不確定度是不一樣的。在校準中，當我們將要校準的設備與參考標準進行比較時，誤差是這兩個讀數之間的差異。除非我們知道測量的不確定度，否則誤差沒有意義。
不確定度經典示例-“一根繩子”
讓我們舉一個簡單的例子來說明實踐中的測量不確定度；我們把同一根繩子給三個不同的人（一次給一人），讓他們測量那根繩子的長度。沒有給出附加說明。他們都可以使用自己的工具和方法來測量它。
你很可能會得到三個不同的答案，例如：
- 第一個人說大約60厘米。他用一把十厘米長的塑料尺量了一下繩子，得出了這個結論。
- 第二個人說是70厘米。他用一根三米長的卷尺檢查了幾次結果，以確定他是對的。
- 第三個人說它是67.5厘米，不確定度為±0.5厘米。他用一根精確的卷尺多次測量繩子，得到一個平均值和標準偏差。然后，他測試了拉繩時繩的伸展程度，并注意到這對結果的影響很小。
即使是這個簡單的例子也表明，影響測量結果的因素有很多：所使用的測量工具、所使用的方法/過程以及人員完成工作的方式。
所以，你應該問自己的問題是：
在你的工廠，當進行校準工作時，會是上面三個例子中哪一個？
您的現場使用的是什么樣的“標尺”，測量方法/過程是什么？
如果你是在不知道相關不確定度的情況下測量某個東西，得出的結論則毫無價值。
總結
我希望你能從這第一次介紹中更加了解校準不確定度的這個令人興奮的話題。要進一步了解這個主題，請看白皮書。以下是白皮書中的關鍵要點：
- 務必區分“誤差”和“不確定度”。
- 重復測量以獲得正常偏差。
- 使用適當的參考標準（校驗儀），并確保它們對國家標準具有有效的可溯源性，并且已知校準的不確定度且適合您的應用。
- 考慮環境條件的影響是否顯著影響測量的不確定度。
- 注意任何指示設備的可讀性和顯示分辨率。
- 研究您正在校準的數量的特定重要因素。
- 熟悉“平方根”方法，將獨立的不確定度加在一起。
- 注意不確定度分量的覆蓋因子/置信度/擴展不確定度。
- 努力了解所有相關的不確定度，而不僅僅是TAR/TUR的比。
- 在做出合格/不合格決定之前，注意校準過程的總不確定度。
我會在不久的將來繼續發表關于不確定度主題的文章，請繼續關注！
本文第2部分和第3部分
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