10.1.1誤差的定義
一個(gè)“量”的測(cè)量誤差是該量的被測(cè)值與真值之差。
沒有一個(gè)物理量的測(cè)量是沒有不確定度的,不確定度或來自系統(tǒng)誤差或來自測(cè)量結(jié)果的隨機(jī)分散。系統(tǒng)誤差不能通過重復(fù)測(cè)量來減小,因?yàn)樗鼇碜詼y(cè)量器具的特性、安裝和流動(dòng)特性。而隨機(jī)誤差可以通過重復(fù)測(cè)量得以減小,因?yàn)閚次單獨(dú)測(cè)量平均值的隨機(jī)誤差比一次單獨(dú)測(cè)量的隨機(jī)誤差小 倍。
10.1.2標(biāo)準(zhǔn)偏差的定義
10.1.2.1如果多次測(cè)量一個(gè)變量X,每次測(cè)量均與其他測(cè)量無關(guān),則n次測(cè)量Xi分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差Sx為
式中 ——變量X的n次測(cè)量的算術(shù)平均值;
Xi——變量X的第I次測(cè)量所得值;
n——變量X的總測(cè)量次數(shù)。
簡(jiǎn)言之,SX通常稱為X的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
10.1.2.2 如果變量X不能重復(fù)測(cè)量,或者重復(fù)測(cè)量次數(shù)太少,以至于在統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上直接計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差可能是不可靠的,而如果可以估算X測(cè)量值的最大范圍,則標(biāo)準(zhǔn)偏差可取為這最大范圍的四分之一(即在所采納的X值之上或之下的估計(jì)不確定度的二分之一)。按同樣方法,假定誤差的系統(tǒng)分量可用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差來描述,它等于該分量正或負(fù)的最大期望值范圍之半。
10.1.3不確定度的定義
10.1.3.1就本標(biāo)準(zhǔn)而言,在一種變量的測(cè)量中,不確定度可定義為變量的標(biāo)準(zhǔn)偏差的兩倍。凡是要求測(cè)量符合本標(biāo)準(zhǔn)時(shí),則不確定度應(yīng)在這名義下進(jìn)行計(jì)算和引用。
10.1.3.2當(dāng)組合成不確定度的各部分誤差相互是獨(dú)立的,小的而又為數(shù)眾多的,并具有高斯分布,則真實(shí)誤差小于不確定度的概率為0.95。
10.1.3.3如流量測(cè)量qv已估計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)偏差Sqv,則不確定度eqv由下式給出:
相對(duì)不確定度E 定義為:
E =
流量測(cè)量的結(jié)果應(yīng)用下述形式之一給出:
a)流量=qv±e (置信度水平為95%);
b)流量=qv(1+ E )(置信度水平為95%);
c)流量=qv在±100%E 之內(nèi)(置信度水平為95%)
10.2流量測(cè)量中不確定度的計(jì)算
10.2.1誤差源
在用電磁流量計(jì)進(jìn)行流量測(cè)量的情況下,誤差可能的來源基本上是:
a)輸出信號(hào)測(cè)量中由所用設(shè)備引起的系統(tǒng)誤差;
b)輸出信號(hào)測(cè)量中由所用設(shè)備引起的系統(tǒng)誤差;
c)由于流動(dòng)條件通常與流量計(jì)校準(zhǔn)時(shí)通行的條件不同而引起的誤差,包含系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差兩種分量;
d)由于流量qv與輸出信號(hào)X之間的管系qv (X)的不確定度產(chǎn)生的誤差。這誤差包含系統(tǒng)的和隨機(jī)的分量,它取決于流量計(jì)校準(zhǔn)的條件,且能在校準(zhǔn)曲線的每一個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)上變化。
10.2.2單獨(dú)不確定度的傳播
流量測(cè)量中的不確定度是由10.2.1所列的各種來源造成的單獨(dú)不確定都的合成來估計(jì)的。雖然系統(tǒng)誤差已經(jīng)從隨機(jī)誤差中區(qū)分出來,每一個(gè)系統(tǒng)誤差分量的可能值的概率分布基本上是高斯分布。因此,隨機(jī)和系統(tǒng)誤差的合成可以全部按真實(shí)隨機(jī)誤差處理,并且按照ISO5168,流量測(cè)量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差可取為由各種來源產(chǎn)生的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差之平方和的平方根。
因此流量測(cè)量的結(jié)果是:
其置信度水平為95%。
式中S ——輸出信號(hào)測(cè)量中與系統(tǒng)誤差有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)偏差;
S ——輸出信號(hào)測(cè)量中的隨機(jī)誤差的標(biāo)準(zhǔn)偏差;
Sf——由流動(dòng)條件所產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)偏差;
Sc——校準(zhǔn)關(guān)系中的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
在校準(zhǔn)關(guān)系提出qv=KiX的簡(jiǎn)單形式的情況下,上述公式寫作:
qv=1±2 |