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?f22(?)u(xi)uc(y)2i?1?xi]?? [2yyn?(i?1npiy22)u(xi)n2xipiu(xi)??[] 2xiyi?14.4.3.2 各输入量之间存在相关系数时的合成标准不确定度
当各输入量之间存在不可忽略的相关性时,合成标准不确定度为:
nn?1n?f?f?f?f?f2u(y)???u(xi,xj)??()u(xi)?2??u(xi,xj)
i?1j?1?xi?xji?1?xii?1j?i?1?xi?xj2cnn2式中,u(xi,xj)为输入量xi和xj之间的协方差。
通常取相关系数为1(完全正相关)或-1(完全负相关)。 4.4.4 扩展不确定度 4.4.4.1 自由度的确定
4.4.4.1.1 A类评估不确定度的自由度
对某一被测量进行了n次独立重复测量,由各种A类评估方法得出的标准不确定度的自由度如下:
⑴ 贝塞尔公式:v?n?1
1⑵ 极差法按v?计算,自由度如下表所示:
?(s)22[]sn 2 3 4 5 6 7 8 9 10 v 4.4.4.1.2 B类评估不确定度的自由度
B类评估的标准不确定度u(xi)的自由度为:vi?11u(xi)2?(),
?[u(xi)]22?[u(xi)]2()u(xi)15 20 0.9 1.8 2.7 3.6 4.5 5.3 6.0 6.8 7.5 10.5 13.1 其对应值如下表所示:
vi ?[u(xi)]/u(xi) vi ?[u(xi)]/u(xi) vi ?[u(xi)]/u(xi) 1 2 3 4 5 0.71 0.50 0.41 0.35 0.32 6 7 8 9 10 0.29 0.27 0.25 0.24 0.22 15 20 50 100 0.18 0.16 0.10 0.07 4.4.4.1.3 合成标准不确定度的自由度
合成标准不确定度的自由度为有效自由度,记为veff。按下式给出,称为
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Welch-Satterthwaite公式。
veffuc4(y)?n4
ui(y)?vii?1当用相对不确定度来评估时,可表示为:
veff?[ucrel(y)]4(y)]4?i?1n[ui
relvi4.4.4.2 ?2,t分布
v个独立同标准正态分布N(0,1)平方和为?2(v)分布,v为自由度。
?(v)的期望与标准差:
2E{?2(v)}?v?{?(v)}?2v2
若?服从于N(0,1),v?2服从?2(v)独立,则t??/?为自由度v的t(v)分布。计算扩展不确定度时用t分布。 4.4.4.3 包含因子 4.4.4.3.1 赋予法求出
当无法由t分布求时(如以前的历史资料缺某个vi),取k?2~3,常取k?2。对于汽车、摩托车领域大多数检测,如无特殊要求,可直接赋予k值,不需要考虑自由度及分布情况。当k?2时,扩展不确定度U?2uc(y)确定的区间具有包含概率p?0.95;当k?3时,扩展不确定度U?3uc(y)确定的区间具有包含概率
p?0.99。
4.4.4.3.2 被测量接近正态分布
被测量接近正态分布时,原则上应计算各分量的自由度和合成标准不确定度的有效自由度,并根据所规定的包含概率由t分布表得到包含因子。
k?tp(v)tp(v)tp(v)tp(v),为t分布临界值。
中p为包含概率,可取0.95、0.99、0.997,通常取p=0.95 中v为合成标准不确定度的自由度
对于非整数自由度v,处理的方法有:
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⑴ 为使查表简化,对非整v切尾求tp(v) ⑵ 有准确要求时,按非整v线性内插求tp(v) ⑶ 有更准确要求时,按非整v由v-1线性内插求tp(v) 4.4.4.3.3 被测量为其它分布时
若被测量接近某种已知的非正态分布,如矩形分布、三角分布等,由分布的概率密度函数及所规定的包含概率可以计算出包含因子kp。
包含因子 k95 k99 矩形分布 1.65 1.71 三角分布 1.90 2.20 4.4.4.4 扩展不确定度
计算扩展不确定度:U?kuc(y)或Up?kpuc(y)
其中:U或Up为扩展不确定度,k或kp为包含因子,uc(y)为合成标准不确定度。被测量的最终测量结果可表示为:Y?y?U或Y?y?Up。 4.5 测量不确定度的表示与报告 4.5.1 扩展不确定度的报告
扩展不确定度有两种表示方式,U或Up表示。采用何种表示方式取决于包含因子的获得方式。当包含因子是根据被测量的分布并由规定的包含概率计算得到,则用Up表示。当包含因子的数值是设定时,则用U表示。一般采用的包含概率为99%和95%,多数情况下采用95%。扩展不确定度应报告包含因子(k为2时可以不写)。
4.5.2 报告的形式和位数
U或Up可用相对或绝对的形式报告不确定度。最后结论的合成标准不确定
度或扩展不确定度(或其相对形式)有效数字最多为两位。 4.6 积累的检测数据在不确定评估中的使用 4.6.1 数据的来源
(1) 实验室在方法使用前进行确认和验证中积累的数据;
(2) 多个实验室依据GB/T6379测量方法与结果的准确定度(正确度与精密度)或
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等效方法对方法效果(如重复性和复现性标准偏差)的研究数据; (3) 质控数据; (4) 能力验证数据。
4.6.2 数据使用前应确认的内容
(1) 实际检测活动能够达到方法验证中确认的精密度;
(2) 偏离数据的使用需经确认,如采用参考物质、通过参加相关的能力验证计划或实验室间比对并取得满意结果来确认;
(3) 试验效果的持续表现(如定期质控样的统计分析)以及质量保证程序执行的效果分析。
当方法的使用未超出适用范围,且方法确认研究中已考虑不确定度分量或分量的影响可忽略时,在合成标准不确定度中可使用复现性标准偏差。
5 汽车和摩托车检测领域的测量不确定度评估
5.1 检测实验室应制定与检测工作特点相适应的测量不确定度评估程序,并将其用于不同类型的检测工作。
5.2 检测实验室应有能力对每一项有数值要求的测量结果进行测量不确定度评估。在以下情况下需要进行不确定度评估:
当不确定度与检测结果的有效性或应用有关、或在用户有要求时、或当不确定度影响到对规范限度的符合性时、当测试方法中有规定时和CNAS有要求时(如认可准则在特殊领域的应用说明中有规定),检测报告必须提供测量结果的不确定度。
检测实验室在采用新的检测方法时,应按照新方法重新评估测量不确定度。 检测实验室对所采用的非标准方法、实验室自己设计和研制的方法、超出预定使用范围的标准方法以及经过扩展和修改的标准方法重新进行确认时,其中应包括对测量不确定度的评估。
在能力验证计划、实验室间比对活动中,应包括对测量不确定度的评估。 在进行仲裁试验时,应提供测量结果的不确定度。
5.3 对于某些广泛公认的检测方法,如果该方法规定了测量不确定度主要来源的极限值和计算结果的表示形式时,实验室只要按照该检测方法的要求操作,并出具测量结果报告,即被认为符合要求。
5.4由于某些检测方法的性质,决定了无法从计量学和统计学角度对测量不确定度进行有效而严格的评估,这时至少应通过分析方法,列出各主要的不确定度分量,并做出合理的评估。同时应确保测量结果的报告形式不会使客户造成对所给测量不确定度的误解。
在汽车和摩托车检测领域,对破坏性不宜重复的定量检测项目,可以只进行
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B类不确定度评估。例如:整车碰撞;头枕冲击等。
5.5如果检测结果不是用数值表示或者不是建立在数值基础上(如合格/不合格,阴性/阳性,或基于视觉和触觉等的定性检测),则不要求对不确定度进行评估,但鼓励实验室在可能的情况下了解结果的可变性。
在汽车和摩托车检测领域, 对一些定性检测项目不用评估不确定度。如安全带、门锁等的动态试验、摩托车头盔的冲击试验等。对于寿命试验、环境试验,必要时应考虑不确定度分量的影响因素。
5.6当试验项目是对一组样品进行破坏性试验时,进行测量不确定度评估时建议采用相对不确定度表示。此类项目主要包括材料和零部件的物理性能,例如制动软管的拉伸强度试验、安全带织带的拉伸强度试验、内饰材料的阻燃性能等。对此类项目,可以利用能力验证、实验室间比对结果作为A类不确定度评估的输入,这样能够保证样品均匀性,同时可以减少重复试验。
5.7对试验样品随试验时间或试验次数发生变化的试验项目,应考虑样品的稳定性。例如机动车的排放试验。
5.8在进行测量不确定度评估时,应考虑重复试验的独立性。例如对灯光的配光性能进行A类不确定度评估时,每次试验应重新安装灯具。
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