因此,如果輸出量估計(jì)值y的分布不能估計(jì)為正態(tài)時(shí),一般是不能按Up的計(jì)算給出Up的。例如:數(shù)字式電壓表一次測量給出的示值作為輸出量估計(jì)值時(shí)(參閱《JJF1059-1999》附錄B.7)。
有些技術(shù)規(guī)范(例如量塊的校準(zhǔn))中規(guī)定了校準(zhǔn)值(也就是校準(zhǔn)中的測量結(jié)果)必須給出Up(量塊校準(zhǔn)規(guī)定為U99),這也必須是按規(guī)范規(guī)定的測量程序所得結(jié)果能滿足正態(tài)分布要求,才能如此。
給出Up比給出U麻煩增加許多。最好是:必須給出而又可能給出Up時(shí),才算出Up。否則只給U是完全可以的。雖輸出量估計(jì)值y是正態(tài)分布,也可以給U而不一定是Up。
3.所有不確定度的分量,全部按不確定度傳播律進(jìn)行合成,明顯可忽略的分量也不例外。
在《JJF1059-1999》3.5節(jié)中,明確指出當(dāng)某些不確定度分量對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的貢獻(xiàn)可忽略不計(jì)的情況下,可不予考慮。
在上述規(guī)則中,沒有定量地指出小于多少才是可忽略的。本文認(rèn)為,可以一般地掌握為十分之一。也就是說,由全部不確定度的分量所得出的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度如果是uc,那么,如果忽略其中一部分后,剩下的分量合成為uc′,在(uc-uc′)/uc≤0.1的情況下,這種忽略是可以的。例如:3個(gè)分量,其中兩個(gè)較大者十分接近,均等于1,而第3個(gè)較小,只有他們的約二分之一。這時(shí),3個(gè)分量合成的uc=≈=1.5。但如忽略了其中較小的第3個(gè)分量,則uc′=≈1.4。兩者相差0.1,為uc的十五分之一,這種忽略對(duì)uc并不造成明顯影響。
全部分量進(jìn)行合成導(dǎo)致評(píng)定過程的復(fù)雜化。
4.所報(bào)告的擴(kuò)展不確定度U,Up或是Urel,Uprel都必須修約成兩位有效數(shù)。
在GUM和JJF1059-1999中,都明確地規(guī)定“最多兩位有效數(shù)”。無疑,只給出一位有效數(shù)是完全可以的,特別是當(dāng)準(zhǔn)確度要求不是很高的情況下,或是這些擴(kuò)展不確定度的第一位有效數(shù)大于3的情況下,修約成一位是充分可靠的了。國際純化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)IUPAC公布的原子量Ar的標(biāo)準(zhǔn)不確定度,不論其第一位有效數(shù)值是1還是2,還是大于3,一律只給出一位,這也未必不可。咱們?yōu)槭裁幢仨氁宦蔀閮晌荒兀?br> 如果把擴(kuò)展不確定度給成兩位有效,那么,輸出量的最佳估計(jì)(測量結(jié)果),據(jù)此也會(huì)多出一位,有時(shí),甚至為此還要補(bǔ)加一個(gè)零,未必恰當(dāng)。
5.當(dāng)按韋爾奇-薩特思韋特公式計(jì)算出的有效自由度從《JJF1059-1999》中的附錄A查不出時(shí),必須按該附錄之注所提示的方法計(jì)算包含因子kp。
當(dāng)有效自由度出現(xiàn)小數(shù)或是等于24、80、300等,在附錄A中查不出,但是,并不一定要采用插入法計(jì)算出相應(yīng)包含因子。特別當(dāng)自由度之值比較大的情況下,例如ν>10,可以用一個(gè)鄰近的較小值代替,例如:ν=24≈20;ν=80≈50;ν=300≈100等。因?yàn)樽魃鲜鲞@種近似處理所給出的kp雖比插入法稍大,但這點(diǎn)差別可以忽略不計(jì)。而是當(dāng)ν≤6的情況下,出現(xiàn)小數(shù)時(shí),才需按附錄A之注計(jì)算kp值。
6.輸入量xi與輸出量y之間的函數(shù)關(guān)系在非線性的情況下,也必須按《JJF1059-1999》式(18)或式(19),按偏導(dǎo)數(shù)計(jì)算出靈敏系數(shù)來合成,而不去采用通過輸入量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度簡單地合成。
例如:電阻器的損耗功率P是通過其兩端電壓V與電阻R得出時(shí),
設(shè):P=V2/R
V=100V,u(V)=0.1V
R=100Ω,u(R)=0.1Ω
通過求偏導(dǎo)靈敏系數(shù)分別為:
C1=P/V=2V/R==2V/Ω
c2=P/R=-V2/R2=-(100V)2/(100Ω)2=-1V2/Ω2
合成方差:
(P)=[c1u(V)]2+[c2u(R)]2
=[2V/Ω×0.1V]2+[(-1V2/Ω2)×0.1Ω]2
=[0.2W]2+[-0.1W]2
=0.05W2
uc(P)=0.22W
但如果采用相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度合成,就不必求偏導(dǎo),運(yùn)算也簡單得多。按《JJF1059-1999》式(20),
由于功率P=(100V)2/100Ω=100W
urel(V)=0.1V/100V=10-3
urel(R)=0.1Ω/100Ω=10-3
(P)=[2×10-3]2+[10-3]2=5×10-6
ucrel=2.2×10-3
uc(P)=2.2×10-3×100W=0.22W
可以看出,按《JJF1059-1999》式(20)計(jì)算較為便捷。
綜上所述,由于以上誤區(qū)的存在,不確定度的評(píng)定本可以較簡單的而變的復(fù)雜化了。