【摘要】在電學(xué)校準(zhǔn)和檢定中，有很多因素會(huì)產(chǎn)生誤差，而在對(duì)不確定度進(jìn)行計(jì)算時(shí)，也會(huì)受到誤差的干擾。文章總結(jié)了電學(xué)計(jì)量中系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因，使操作人員可以清晰地了解這些原因，從而減少在實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生不必要的系統(tǒng)誤差，提高精確度，還介紹了在計(jì)量校準(zhǔn)中的不確定度的評(píng)定理論，為電學(xué)計(jì)量提供了依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】電學(xué)計(jì)量；誤差；不確定度

隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，測(cè)量的軟硬件也在快速發(fā)展，同時(shí)，對(duì)測(cè)量結(jié)果的精確性也提高了要求。因此，系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)和消除是至關(guān)重要的工作。電學(xué)計(jì)量的特點(diǎn)有準(zhǔn)確度和靈敏度高，應(yīng)用廣泛，已經(jīng)應(yīng)用到各種計(jì)量技術(shù)和控制的工作中，但是影響電學(xué)測(cè)量的影響因素很多，很難察覺(jué)。在實(shí)際的電學(xué)測(cè)量中，測(cè)出的結(jié)果不是真實(shí)值，因?yàn)榇嬖谥`差。物理學(xué)家海森伯根據(jù)量子力學(xué)提出了一種不確定關(guān)系，之后，這種不確定度的評(píng)定就被用在了電學(xué)的計(jì)量中。

1.電學(xué)計(jì)量誤差分析

系統(tǒng)誤差是按照一定的規(guī)律變化或者是恒值不變的誤差，也成為確定性誤差。它是有一定的規(guī)律出現(xiàn)的，在測(cè)量結(jié)果中可以消除其影響。但是，如果沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的系統(tǒng)誤差，就會(huì)對(duì)計(jì)量校準(zhǔn)或者檢定結(jié)果產(chǎn)生影響，與偶然誤差不同，它不易被發(fā)現(xiàn)，不能通過(guò)數(shù)據(jù)去排除和發(fā)現(xiàn)，對(duì)計(jì)量檢定影響很大。系統(tǒng)誤差可以反映測(cè)量的不確定度。根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)評(píng)定事物的優(yōu)劣，其測(cè)出結(jié)果的精度對(duì)經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響。在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，國(guó)家的貿(mào)易經(jīng)濟(jì)效益也受到測(cè)量精度的影響。所以，近年來(lái)，測(cè)量方法成了各國(guó)研究者關(guān)注的熱點(diǎn)，也進(jìn)行了很多研究。

在計(jì)量檢定和電學(xué)測(cè)量中，系統(tǒng)誤差主要來(lái)自人為、儀器、測(cè)量裝置、環(huán)境、元件、電路等等因素，因素的不同產(chǎn)生的誤差也不同。具體來(lái)說(shuō)：人為因素包括人員誤差、操作誤差、讀數(shù)誤差以及溫度等外界環(huán)境等；儀器誤差包括標(biāo)準(zhǔn)量具誤差、間隔采樣以及顯示特性等；測(cè)量裝置因素具體包括靈敏度和實(shí)驗(yàn)設(shè)備；環(huán)境因素有磁場(chǎng)、電流熱效應(yīng)、電場(chǎng)及電路穩(wěn)定性等；元件因素有線(xiàn)性與非線(xiàn)性及穩(wěn)定性；電路因素包括交流電路中的相角和模、直角誤差。

2.不確定度的評(píng)定方法

國(guó)內(nèi)常用的評(píng)定不確定度的方法有傳統(tǒng)的靜態(tài)不確定度評(píng)定方法和動(dòng)態(tài)測(cè)量不確定度的評(píng)定方法。不確定度的評(píng)定過(guò)程有幾個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成：一是建立數(shù)學(xué)模型；二是分析不確定度的來(lái)源；三是進(jìn)行不確定度的評(píng)定，分為A和B類(lèi)；四是合成不確定度；五是擴(kuò)展不確定度；六是不確定度報(bào)告。

建立數(shù)學(xué)模型：在不確定度的測(cè)量中，即是測(cè)量模型化，是要建立滿(mǎn)足評(píng)定的數(shù)學(xué)模型，即影響量Xi和被測(cè)量Y之間的函數(shù)關(guān)系，關(guān)系式為Y=f（X；，X：，…，XN）。要對(duì)測(cè)量過(guò)程足夠了解，盡可能不要遺漏和重復(fù)，所有影響不確定度測(cè)量的輸入量X都要在數(shù)學(xué)模型中，這樣才能建立正確的模型。由X輸入量得出的最佳值x，Y得出的最佳值為y，即y=f（x1....xN）。因此被測(cè)量的不確定度由xi的不確定度決定，所以要先評(píng)定x的不確定度。

分析不確定度的來(lái)源：從已經(jīng)建立的數(shù)學(xué)模型中，把影響被測(cè)量的不確定度的分量全面詳細(xì)地列出來(lái)。在評(píng)定被測(cè)量的不確定度之前，要把修正量加入測(cè)得值來(lái)確定被測(cè)量的最佳值，并剔除異常值。

不確定度的評(píng)定：影響測(cè)量結(jié)果的不確定度有很多，而對(duì)評(píng)定每個(gè)不確定度來(lái)源的標(biāo)準(zhǔn)偏差即是標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量，可以用u表示。有A類(lèi)和B類(lèi)評(píng)定兩種方法，兩類(lèi)評(píng)定基本沒(méi)有區(qū)別，只是獲得的方法不同。所以，無(wú)論哪種方法，評(píng)定的各個(gè)不確定度的分量都要能在數(shù)學(xué)模型中找到對(duì)應(yīng)的輸入量。

合成不確定度：被測(cè)量的估計(jì)值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度可以用uc（y）表示，它是由相應(yīng)的輸入量的不確定度合成的。擴(kuò)展不確定度是可以確定測(cè)量結(jié)果的區(qū)間的值，賦予被測(cè)量值分布的，大部分可能包含于這個(gè)區(qū)間。有時(shí)也稱(chēng)為范圍不確定度或者展伸不確定度。擴(kuò)展不確定度通常用u來(lái)表示，是通過(guò)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的倍數(shù)來(lái)表示的測(cè)量不確定度，是擴(kuò)展了k倍的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度得到的，用關(guān)系式表示是U=kuc，其中k一般為2，可能有時(shí)為3，這是由被測(cè)量的效益、重要性和風(fēng)險(xiǎn)決定的。

不確定度報(bào)告：分析評(píng)定過(guò)測(cè)量不確定度后，給出測(cè)量的最后報(bào)告。如用合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度表示的測(cè)量不確定度，則應(yīng)該把自由度和uc給出。當(dāng)用擴(kuò)展不確定度表示測(cè)量不確定度的時(shí)候，則要給出uc、p、v、k。盡可能在不確定報(bào)告中提供更詳細(xì)地信息，可以提高結(jié)果的使用價(jià)值。

3.結(jié)束語(yǔ)

對(duì)不確定度的評(píng)定研究，可以得出在電學(xué)計(jì)量中，測(cè)量不確定度評(píng)定的應(yīng)用是極其重要的，而電學(xué)計(jì)量的好壞受評(píng)定科學(xué)性和精確性等因素的直接影響，文章介紹的測(cè)量不確定度評(píng)定方法和理論，評(píng)定了電學(xué)計(jì)量中的相關(guān)儀器顯示的誤差不確定度，使不確定度的測(cè)量評(píng)定更加準(zhǔn)確和科學(xué)。

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