工业过程参数测量结果的不确定度评价

目前在刊物上公开发表的有关不确定度评定的文章大多是针对实验室仪器的示值误差的测量结果进行的评定，而对安装在现场的测量设备所测得的过程参数的测量结果的不确定度评定比较少，而且这部分的评定因涉及到具体的工艺过程，需考虑的因素也比实验室环境要多，因而对相同的测量过程由于考虑的因素不同得出的测量不确定度可能会有差异。文章以氧气流量测量系统为例，详细说明了工业过程参数测量结果的不确定度的一般评价方法。     

测量不确定度在烟尘测试仪检定中的应用

测量结果不确定度的应用范围很广,从原则上说,在给出任何测量结果的同时均应该给出测量结果的不确定度。不确定度按其获得的方法分为A、B两类评定分量,若要得到某测量结果的不确定度,必须根据其仪器、设备、实验方法、人员素质、环境条件等因素提出完整的数学模型。本文依照具体情况给出本实验测量结果的不确定度。     

激光测振仪独立线性度的测量不确定度

介绍了用最小二乘法评价外差式激光测振仪信号处理电路线性度指标时测量结果的不确定度分析和评定过程.讨论了影响线性度测量不确定度的几个主要误差来源,包括信号源误差、被校仪器响应误差、被校仪器线、性度、标准仪器测量误差等等.给出了减小线性度测量不确定度的主要措施:①环境控制措施,以减少环境带来的不确定度;②选取高精度信号,以减少信号源误差带来的不确定度;③选取高精度标准测量仪器,以减少测量误差带来的不确定度.对一个实例,给出了激光测振仪信号处理电路线性度指标不确定度分析和评定结果.该过程及结论可应用在相应参数的计量校准中.     

热电偶检定中电测量仪器的不确定度

电测仪器的不确定度是热电偶分度 ,检定和测量结果不确定度的重要分量。本文探讨该电测仪器不确定度的评估和计算 ,重点是相关量和附加误差的影响。所涉及内容也可供热电偶“建标”、精密测量时选择电测仪器和环境条件的参考。     

不确定度评定实例分析电化学氧测定仪检定结果不确定度的评定

一、数学模型 △A=FS/A-A×100%FS (1) 式中:△A--示值误差;A--仪器示值的平均值;As--标准气体的氧含量;FS--被检仪器的满量程. 二、不确定度来源 检定过程中不确定度来源为:氮中氧气体标准物质的不确定度分量,以及对测量结果有影响的仪器测量重复性所产生的不确定度分量.     

火焰原子吸收光谱法测定保健品中钙含量不确定度评定

本文结合实际工作,对原子吸收光谱法测定保健品中钙含量的测量不确定度进行了评定,建立了数学模型,分析了该测量过程的测量不确定度来源,对样品测量过程中的样品称量、稀释定容、曲线拟合以及仪器测量重复性等影响不确定度的分量进行了分析,最终计算出钙的扩展不确定度,为系统分析检测结果的准确程度和方法的可靠性研究提供参考。     

激光测振仪直流增益和直流偏移的测量不确定度

介绍了用最小二乘法评价外差式激光测振仪信号处理电路直流增益和直流偏移指标时,测量结果的不确定度分析和评定过程.讨论了影响直流增益测量不确定度的几个主要误差来源,包括信号源误差、被校仪器响应误差、被校仪器直流增益、标准仪器测量误差的影响等等.给出了减小直流增益测量不确定度的主要措施:①环境控制措施,以减少环境带来的不确定度;②选取高精度信号,以减少信号源误差带来的不确定度;③选取高精度标准测量仪器,以减少测量误差带来的不确定度.通过一个实例,给出了激光测振仪信号处理电路直流增益和直流偏移指标不确定度分析和评定结果.该过程及结论可应用在相应参数的计量校准中.     

标准砝码检定装置的测量不确定度评定方法

为确保质量参数量值传递的准确性,保证标准砝码检定装置的溯源性,该文对标准砝码检定装置的不确定度评定方法进行深入研究。不确定度评定中综合考虑测量重复性、仪器误差等因素对测量结果的影响,最终得到了不确定度评定结果。评定结果小于仪器误差的三分之一,满足精度要求。     

岩石气体孔隙度测量不确定度分析

介绍了岩石气体孔隙度的测量方法原理以及仪器参数标定方法,对测量过程中的误差源进行了分析,给出了直接测量分量的A类和B类不确定度的计算公式以及不确定度的传递、合成和扩展算法。针对具体实验仪器和岩石样品的孔隙度测量实例进行了不确定度分析,给出孔隙度测量和不确定度分析结果。     

轻便窗式γ能谱仪校准结果的不确定度评定

轻便窗式γ能谱仪的测量结果的不确定度由环境条件、仪器的计量性能的局限性、测量方法和测量程序等多种因素引起。本文介绍了γ能谱仪的计量标准、测量方法和量值传递的数学模型,并根据JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》中所述方法,讨论了不确定度的来源,对γ能谱仪校准结果的不确定度进行评定。     

0.005级压力式水深测量仪器检定装置的测量不确定度评定

通过GUM法和自适应蒙特卡洛法分别对0.005级压力式水深测量仪器检定装置进行测量不确定度评定,并对GUM法进行了验证。结果表明,压力测量模型比较复杂,2种方法均适合用来评定其测量不确定度,并且在标准不确定度有效位数取1位时,GUM法在各个检测点均通过了验证。同时,合理的数值容差取值非常重要,实际测试中,测量结果位数的选取应考虑仪器的测量精度和使用要求,还要考虑标准仪器的标准不确定度的有效位数。     

基于真实交通状况的固定式机动车现场测速标准装置

为了满足机动车测速仪现场检测新方法的需要,研制了基于真实交通流量状态下的固定式机动车现场测速标准装置。介绍了该套现场标准装置的设计思路与设计方案,分析了现场标准装置中所用的现场标准测速仪的工作原理,并对其现场速度测量的不确定度进行评估。不确定度评估结果表明:在20～250km/h速度测量范围内,现场标准测速仪的相对扩展不确定度为0.12%(k=3)。通过2款机动车雷达测速仪样品的大样本现场试验数据,验证了机动车测速仪现场检测新方法的可行性,以及该套现场标准装置在真实交通流量状态下的实际测速性能。     

双氧法测量烟气再循环率及不确定度分析

为准确测量、计算得到烟气再循环率,在燃气组分及浓度不变的情况下,基于化学反应平衡方程式推导得到烟气再循环率的计算公式,进而提出测量燃气锅炉烟气氧浓度和烟气-空气混合气氧浓度的双氧法。为定量分析测量结果的质量,基于国标中的GUM法对双氧法进行不确定度评定,并根据不确定度要求为仪器选择提出指导意见。研究发现,当烟气氧浓度测量结果为1.91%、混合气氧浓度测量结果为18.64%时,通过双氧法计算烟气再循环率R为13.45%,扩展不确定度为1.56%。混合气氧浓度测量不确定度对双氧法扩展不确定度影响很大,在选择测量仪器时,混合气氧浓度测量仪器的扩展不确定度可小于烟气氧浓度测量仪器。     

A method based on random-fuzzy variables for online estimation of the measurement uncertainty of DSP-based instruments

The evaluation of the uncertainty of the result of a measurement performed by a DSP-based instrument is usually a complex and difficult task. The sources of uncertainty are the instrument input stage and the analog-to-digital converter (ADC), so that each input sample to the instrument can be considered a measurement result with its associated uncertainty. The uncertainty on the final measurement result is obtained as the combination of the uncertainty values of each sample, according to the measurement algorithm implemented on the digital signal processing (DSP) system. This paper proposes an innovative approach, based on the representation of the measurement result and its associated uncertainty in terms of random-fuzzy variables, that, after having suitably characterized the metrological performance of the input stage and analog-to-digital converter, provides an online estimation of the measurement uncertainty. The method has been validated experimentally, and the results of the experimental work are reported.     

机动车制动液蒸发损失测定的不确定度评定

蒸发损失作为机动车制动液的一项关键性能指标,其测量不确定度的评定对进一步优化测试方法,提高检测结果的准确性具有重要指导意义。本文采用自主研发的机动车制动液蒸发性能测定仪对某品牌HZY4型制动液样品进行测定,并评估测定结果中蒸发损失的不确定度,明确了仪器温控所引入的不确定度分量最大。因此,提高蒸发性能测定仪的控温精度,减小温度波动是减小测量不确定度的有效优化措施。     

三相不平衡度测量仪标准装置的研究

文中介绍了三相不平衡度的概念、危害及三相不平衡度的测量仪器,从GB／T19862—2005和GB／T15543—2008两个标准入手,研究三相不平衡度测量仪的校准方法及测量标准。制定了校准程序,搭建了校准平台,对校准点的设置进行了规定,评估了测量标准的不确定度。通过校准实例,验证了测量标准的测量能力,达到全面评价和考查三相不平衡度测量仪计量性能的目的。     

测试设备的测量可靠性及容差分析

本文采用测量可靠性和工程容差来表征测试设备的能力和准确度，给出了它们与不确定度表征方法之间的数学关系，分析了校准风险，为评价测试设备的技术性能提供了新的途径。     

微小电容测量仪500fF/1MHz溯源方法研究

fF量级高频微小电容测量在军工电子产品领域有着重要作用,针对微小电容测量仪500fF/1MHz点无法溯源的现状,研制了惰性气体封装的500fF高频标准电容器作为传递标准。建立高频小电容测量模型,基于“反算法”估算出500fF高频标准电容器分布参数,称作“理论推导”溯源方案,不确定度优于0.15%;利用3台同等量级的高频微小电容测量传递标准,称作“计量比对”溯源方案,不确定度优于0.07%。利用以上2种方案对同1台仪器开展溯源,实验数据结果基本一致,能够满足用户使用要求,为更低容值、更高频率的微小电容的溯源提供了可参考的路径。     

基于形状误差不确定度的大尺寸测量系统优化配置方法

针对大尺寸测量系统部署问题,提出了面向测量任务的以形状误差不确定度为评价指标的优化配置测量系统的方法。对于基于蒙特卡罗仿真方法的测量点仿真和多测量仪器数据融合进行了研究。在建立形状误差评定模型基础上,提出并实现了基于粒子群算法的形状误差评定模型的求解及基于蒙特卡罗法的形状误差不确定度计算方法。通过某卫星舱段端框的仿真试验,验证了以不确定度为指标进行大尺寸测量系统配置方法的有效性,可为大尺寸测量系统现场快速部署提供方案指导。     

Validation of Calculations in a Digital Thermometer Firmware

State-of-the-art digital thermometers are arguably remarkable measurement instruments, measuring outputs from resistance thermometers and/or thermocouples. Not only that they can readily achieve measuring accuracies in the parts-per-million range, but they also incorporate sophisticated algorithms for the transformation calculation of the measured resistance or voltage to temperature. These algorithms often include high-order polynomials, exponentials and logarithms, and must be performed using both standard coefficients and particular calibration coefficients. The numerical accuracy of these calculations and the associated uncertainty component must be much better than the accuracy of the raw measurement in order to be negligible in the total measurement uncertainty. In order for the end-user to gain confidence in these calculations as well as to conform to formal requirements of ISO/IEC 17025 and other standards, a way of validation of these numerical procedures performed in the firmware of the instrument is required. A software architecture which allows a simple validation of internal measuring instrument calculations is suggested. The digital thermometer should be able to expose all its internal calculation functions to the communication interface, so the end-user can compare the results of the internal measuring instrument calculation with reference results. The method can be regarded as a variation of the black-box software validation. Validation results on a thermometer prototype with implemented validation ability show that the calculation error of basic arithmetic operations is within the expected rounding error. For conversion functions, the calculation error is at least ten times smaller than the thermometer effective resolution for the particular probe type.