4.2. Методы расчета неопределенности измерений

неопределенность:

тип А: неопределенность вычисляемая путем статистического анализа результатов многократных измерений

тип В: неопределенность вычисляемая с использованием других способов

стандартная неопределенность (и): неопределенность результата измерений, выраженная в виде среднего квадратического отклонения (СКО)

Исходными данными для вычисления uA являются результаты многократных измерения стандартная неопределенность (и) единичного измерения i-й входной величины uA,I

xi - среднее арифметическое результатов измерений i-й входной величины

стандартная неопределенность uA(хi) измерений i-й входной величины (результат определяют как среднее арифметическое

xi - среднее арифметическое результатов измерений i-й входной величины

Исходными данными для вычисления uВ могут быть:

– данные предшествовавших измерений величин,

входящих в уравнение измерения;

– сведения о виде распределения вероятностей;

– данные, основанные на опыте исследователя или общих знаниях о поведении и свойствах соответствующих приборов и материалов;

– неопределенности констант и справочных данных;

– данные поверки, калибровки, сведения изготовителя о приборе и т.п.

Неопределенности представляют в виде границ отклонения значения величины от ее оценки.Как правило, постулируется равномерный закон распределения возможных значений величины в указанных границах. Если закон распределения не равномерный, то предлагаемые формулы расчета применять нельзя

суммарная стандартная неопределенность (ис): стандартная неопределенность результата измерений, полученного через значения других величин, равная положительному квадратному корню суммы членов, причем члены являются дисперсиями или ковариациями этих других величин, взвешенными в соответствии с тем, как результат измерений изменяется при изменении этих величин

Расширенная неопределенность (U):величина, определяющая интервал вокруг результата измерений, в пределах которого, как можно ожидать, находится большая часть распределения значений, которые с достаточным основанием могли бы быть приписаны измеряемой величине.

Расчет расширенной неопределенности U=k*Uc

k – коэффициент охвата - числовой коэффициент, используемый как множитель при суммарной стандартной неопределенности для получения расширенной неопределенности

При предположении о нормальности закона распределения возможных значений измеряемой величины полагают:

k = 2 при р ≈ 0,95 k = 3 при р ≈ 0,99

При предположении о равномерности закона распределения полагают:

k = 1,65 при р ≈ 0,95 k = 1,71 при р ≈ 0,99

Расчет эффективного числа степеней свободы

vi - число степеней свободы при определении оценки i-й входной величины

vi = ni - 1 - для вычисления неопределенностей по типу А

vi = ∞ - для вычисления неопределенностей по типу В

Алгоритм расчета неопределенности

1. запись уравнения измерения y=f(x1,…,xm)

2. внесение поправок и вычисление оценок x1,…,xm

3. определение результата измерений по уравнению

4. вычисление стандартной неопределенности и числа степеней свободы i входной величины u(xi) и vi

5. вычисление коэффициентов корреляции r(xi,xj)

6. вычисление суммарной стандартной неопределенности измерений uс(y)

7. вычисление расширенной неопределенности U