[发明专利]一种测量不确定度的分析方法

说明书

技术领域

本发明属于测量技术领域，具体涉及一种新的分析测量不确定度的方法。相对于传统的单纯基于最小二乘法的测量不确定度分析方法，该方法能获得更加全面地考虑和衡量各种误差源对最终测量结果的影响。它适用于对测量系统的测量结果不确定度的分析。

背景技术

在用一个测量系统或测量仪器对标准样件进行测量时，测量的结果往往会在一定程度上偏离真实值。产生这些偏离的原因包括系统不确定度、环境随机噪声甚至样件的自身缺陷等等。实际中，往往将这些偏离在数学上描述为一个不确定度值，也就是该不确定度值在一定程度上确定了标准样件的真实值所在的范围。为了合理地计算该不确定度值，必须利用一定的数学工具来对各种不确定度或者误差来源作出一个合理的描述，并计算不确定度或误差的传递对最终测量结果的影响。目前已经使用的方法有最小二乘法，然而最小二乘法并没有完全考虑所有的测量不确定，相反地，最小二乘法武断地假定参考测量系的不确定度为零，这在一定程度上直接导致了最终测量结果不确定度的增加。因此，需要设计一种合理的测量不确定度分析方法，使得该方法能够尽可能全面地考虑输入不确定度对最终测量不确定度的影响。美国阿切尔等人(C.N.Archie et al.，US7286247B2)提出了一种整体测量不确定度评估方法，该方法在Mandel精度分析方法基础上，提出了一种迭代计算全局不确定度TMU(Total MeasurementUncertainty)的思想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测量不确定度分析方法，该方法可以对测量系统的测量不确定度作更为合理的分析。

本发明提供的一种测量不确定度分析方法，包括下述步骤：

第1步利用参考测量系测量各标准样件，获取测量结果X＝(x₁，x₂，...，x_n)，测量分量x_k表示对标准样件组中的第k个标准样件进行测量的结果，n表示标准样件的个数；

参考测量系是独立于待分析的测量系统之外的一套已经比较可靠的测量系统；标准样件组含有一系列名义设计值各不相同的样件；

第2步利用某一待分析的测量系统对标准样件进行测量，获取测量结果Y＝(y₁，y₂，...，y_n)，每一个测量分量y_k表示对标准样件组中的第k个标准样件进行测量的结果；

第5步分别计算测量结果X＝(x₁，x₂，...，x_n)和Y＝(y₁，y₂，...，y_n)的方差V(X)和V(Y)，并定义一个比例参数α＝V(X)/V(Y)；

第6步由于样件的真实值无法获取，我们只能在最大限度上给出真实值的一个近似值。此处我们假设和是测量值X＝(x₁，x₂，...，x_n)和Y＝(y₁，y₂，...，y_n)的一个合理估计；并假设有关系存在，其中与是线性拟合方程系数的一个近似估计；