对GUM法量块测量不确定度评定的验证

我国新颁布了JJF1059.2-2012《用蒙特卡洛法评定测量不确定度》,该规范规定了用蒙特卡洛法(MCM)评定与表示测量不确定度的方法,并提供了检查GUM法是否适用的验证方法。本文以量块校准为例,详细介绍了用蒙特卡洛法验证GUM法结果的具体步骤。     

蒙特卡洛法为基础的测量不确定度评定软件系统开发

目前,我国计量校准结果的不确定度评定依据的是JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》和JJF1059.2-2012《用蒙特卡洛方法评定不确定度》,当采用JJF1059.1-2012不确定度传递率进行测量不确定度评定存在困难时,蒙特卡洛方法(MCM)就是实用的替代方法。目前多数编程工具和计算软件都要求使用者具有较高的程序开发水平,导致使用MCM进行不确定度评定难以大面积推广。因而开发出一款功能实用、界面友好、操作便捷,计算效率高且结果精确的测量不确定度计算、评定系统成为摆在测量不确定度评定人员面前的首要问题。     

《测量不确定度评定与表示》系列讲座 第一讲 测量不确定度评定的技术规范及其适用条件

JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》颁布实施至今已10多年,随着我国科学技术的迅猛发展和计量管理工作的不断规范,同时为了与国际接轨,国家质检总局组织对JJF1059-1999进行了修订。修订后的JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》于2013年6月开始实施。为了使广大计量工作者更好地掌握测量不确定度评定与应用的基础知识,深入了解JJF1059.1-2012的修订重点及变化,本刊特约请JJF1059.1-2012的主要起草人叶德培老师从以下6个方面开展系列讲座:第一讲测量不确定度评定的技术规范及其适用条件第二讲测量不确定度评定中的一些基本术语及概念(一)第三讲测量不确定度评定中的一些基本术语及概念(二)第四讲GUM法评定测量不确定度(一)第五讲GUM法评定测量不确定度(二)第六讲蒙特卡洛法评定测量不确定度简介     

第四讲GUM法评定测量不确定度(一)

JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》中关于测量不确定度评定的方法是采用国际标准ISO/IEC Guide 98-3:2008《测量不确定度表示指南》所规定的方法,测量不确定度表示指南的原文为"Guide to the Uncertainty in Measurement",缩写为GUM,所以称其为GUM法.GUM法是采用"不确定度传播律"得到被测量估计值的测量不确定度的方法.     

自适应蒙特卡洛法和GUM法在加油机测量不确定度评定中的比较研究

蒙特卡洛法(MCM)是比传统的GUM法适用范围更广的不确定度评定方法,特别适合非线性模型和非正态分布输入的情况。文章同时采用自适应MCM法和GUM法对加油机示值误差测量不确定度进行评定,并将两者的评定结果进行了比较,以验证GUM法的适用性。研究结果表明GUM比自适应MCM的不确定度评定结果更为保守,且不能通过验证。因此,实际工作中宜选用MCM法进行加油机测量不确定度评定。     

心脏除颤器释放能量示值误差测量结果的不确定度评定

本文依据JJF 1149-2014《心脏除颤器校准规范》和JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》,介绍心脏除颤器释放能量示值误差测量结果的不确定度评定过程,评定中构建了测量模型,并对测量不确定度进行分段评定,评定过程科学、值得推广。     

蒙特卡洛法评定木材测湿仪示值误差的不确定度

作为对测量不确定度表示指南(GUM法)的重要补充,蒙特卡洛法(MCM法)尤其适用于非线性模型,输入量或输出量的概率密度函数明显非对称等场合。文章以木材测湿仪的示值误差不确定度评定为例,通过建立数学模型和确定输入量的概率密度函数等,采用MATLAB软件编程,从而得到输出量的估计值、标准不确定度和指定概率下的包含区间等参数,阐述了蒙特卡洛法评定不确定度的实现过程。根据规范提供的采用MCM法验证GUM法的方法,文章验证了GUM法适用于木材测湿仪的示值误差不确定度评定。     

液体表面张力实验结果的测量不确定度评定

文章对大学物理化学实验中所涉及的采用最大气泡压力法测量正丁醇溶液表面张力时所得到的实验结果的不确定度进行了详细的评定。同时按照JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》规范的要求,给出了其实验结果的扩展不确定度。     

标准电阻自动检定装置测量值的不确定度评定

本文采用同标称值替代法,按照JJF1033-2008《计量标准考核规范》、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》及相关计量检定程序和计量技术规范的要求,应用测量不确定度理论,对标准电阻自动检定系统测量值的不确定度进行定量分析。     

基于MCM的不确定度评定软件开发

蒙特卡洛法(MCM)是基于对输入量的概率分布进行统计模拟的一种不确定度评定方法,主要应用于不适合使用GUM法评定测量不确定度的场合,并可对GUM法评定结果进行验证。提出一种用VB6实现自适应蒙特卡洛试验的软件实现方法,根据用户录入的输入量参数生成符合相应分布规律的伪随机数,代入用户录入的测量模型,得到一组输出量的蒙特卡洛试验数据,对这些数据进行统计处理得到输出量的测量不确定度评定结果及其概率密度分布曲线。该文简要介绍了软件的系统架构、测量不确定评定中常见分布的伪随机数算法及统计试验关键算法。     

标准不确定度A类评定中极差法的深入讨论

JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》与GUM的区别之一是在标准不确定度的A类评定中引入了极差法。假设总体分别服从正态分布和均匀分布,则总体标准差的极差估计量,以及用于实际计算的极差系数可以从样本极差的分布函数导出。理论分析表明:虽然用极差法估计的总体标准差是无偏的,但是估计的总体方差偏大,这将导致最终测量结果的合成标准不确定度偏大。同时JJF 1059.1中仅提供了总体接近正态分布时的极差系数,并不适用于所有情况。作为比较,不论总体分布如何,使用贝塞尔公式估计的总体方差总是无偏的,不会给测量结果的合成标准不确定度带来原理性误差。由于极差法存在概率统计学上的原理性误差以及适用性限制,建议在标准不确定度A类评定中应审慎使用极差法。     

空盒气压表温度系数的不确定度评定

本文依据JJG 272-2007《空盒气压表和空盒气压计》检定规程的测量方法和JJF 1059. 1-2012《测量不确定度评定与表示》技术规范的要求步骤,分析了各输入量的来源和影响,对空盒气压表温度系数的不确定度进行评定。     

高效液相色谱法测定化妆品中防晒剂奥克立林含量的不确定度评定

通过对化妆品能力验证样品中奥克立林含量检测的不确定度评定,分析影响防晒剂定量检测的相关因素。根据《化妆品安全技术规范》(2015年版)中15种防晒剂的高效液相色谱测定法,按照JJF 1135-2005《化学分析测量不确定度评定》和JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》中的有关规定,建立测定奥克立林的不确定度数学模型,并对不确定度来源进行分析和评定。结果表明,当化妆品中奥克立林含量为0.843%时,拓展不确定度为0.026%(k=2)。不确定度的主要来源为标准溶液的配制及工作曲线的拟合。     

ICP-MS测定陶瓷片密封水嘴浸泡液中镉含量的不确定度分析

利用ICP-MS法测定陶瓷片密封水嘴浸泡液中镉含量,依据JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》的要求,建立数学模型,对其不确定度来源进行分析计算,计算合成标准不确定度与扩展不确定度。通过分析计算表明:当浸泡液中镉含量为7.622μg/L、取置信概率为95%时,其相对不确定度为3.2%;标准曲线的拟合对不确定的影响最大, 标准浓液的配置对不确定度的影响最小。     

移动式天然气计量标准装置不确定度评定

根据《JJF1059测量不确定度评定与表示》的规定,结合移动式天然气计量标准装置,采用GUM对标准装置进行了不确定度分析评定。该标准装置的扩展不确定度为0.33%,按照量值溯源要求,可以对准确度等级不优于1.0级的流量计开展检定/校准工作。经与南京分站标准装置进行比较验证,评定结果得到验证。     

角位置指示器测得值的不确定度评定

本文依据JJF(军工)21-2012《同步器/解算器校准规范》和JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》,以8810A-R型角位置指示器为例,详细展示了角位置指示器测得值的不确定度评定方法,对其他型号的角位置指示器测得值的不确定度评定具有指导意义。     

流量积算仪计量标准装置不确定度评定

根据JJF 1059《测量不确定度评定与表示》的规定,结合流量积算仪标准装置,以天然气计量中涡轮流量计使用的Daniel S600+流量积算仪为实例,采用GUM方法对标准装置进行了不确定度分析评定。该标准装置的扩展不确定度为0.14%,按照量值溯源要求,可以对准确度等级不优于0.5级的流量积算仪开展检定/校准工作。     

Evaluation of Measurement Uncertainty Based on the Propagation of Distributions Using Monte Carlo Simulation

The uncertainty associated with a value of some quantity is widely recognized throughout scientific disciplines as a quantitative measure of the reliability of that value. In addition, measurement uncertainty is increasingly seen as essential in quality assurance for industry. The Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM) provides internationally agreed recommendations for the evaluation of uncertainties. This paper outlines the current situation of uncertainty evaluation in the context of international norms and arrangements. It describes the basic ideas and concepts that underlie the GUM and serves as a brief tutorial on methods for evaluating measurement uncertainty in a manner consistent with the GUM. It recommends an approach to evaluating measurement uncertainty based on the propagation of distributions using Monte Carlo simulation. An example is presented to illustrate Monte Carlo simulation.     

CMM形状测量任务的不确定度分析与评定

研究了坐标测量机(CMM)形状测量任务的不确定度评定问题,实现了CMM形状测量的不确定度快速、可靠地评定。给出了测量不确定度评定与表示指南(GUM)和蒙特卡洛随机抽样两种不确定度合成方法,平面度测量实验验证了不确定度评定方法的可行性,实验结果表明:GUM确定的不确定度精度意义不可靠,扩展不确定度相对于实际情况扩大了11.1%; 解决CMM形状测量任务的不确定度评定问题,具有较强的典型性和代表性,可有效地应用于解决其他精密仪器的不确定度评定问题。     

水泥抗折强度测量结果不确定度评定

本文就水泥胶砂抗折强度依据GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》(ISO法)进行测试,按JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》对水泥胶砂抗折强度的测量结果不确定度的评定方法。