不确定度计算方法.doc

EMC 测量 不确定度分析与计算2007-3-2 20:54:00
  测量不确定度是测量系统最基本也是最重要的特性指标,是测量质量的重要标志。一个 EMC 完整的测量过程,引起测量不确定度的因素有很多,测量系统的概念不只局限于测量仪器、测量设备的范畴,而是指用来对被测量值赋值的测量操作程序、测量人员、设备、环境及软件等要素的综合,是获得测量结果的整个过程。 EMC 测量的准确性咋样?即 EMC 测量不确定度究竟咋样?大家非常关心。
    二、误差和测量不确定度比较
    1、误差的基本概念: 测量时,由于种种原因,被测物理量的测量结果总是偏离真值。这种偏差就叫做误差。误差如果按性质及特点可分为三类:系统误差,随机误差,粗大误差。由于在实际测量中如发现结果属于粗大误差即删除不用,误差按性质就分为随机误差和系统误差两类。
    2、测量不确定度的基本概念: 测量不确定度是说明测量值在测量结果附近分散性,意为对测量结果正确性的可疑程度, 与测量结果相联系的参数。测量不确定度有两种表示方式:一是标准不确定度,二是扩展不确定度,大多数情况下,推荐使用扩展不确定度。扩展不确定度:它是确定测量结果区间的量,提高其置信水平,用标准偏差的倍数表示,将合成标准不确定度 u c 扩展k倍后得到。扩展不确定度U表示置信水平的区间半宽度。
    实验标准差是分析误差的基本手段,也是不确定度理论的基础,从本质上说不确定度理论是在误差理论基础上发展起来的,其基本分析和计算方法是共通的。但测量不确定度与测量误差在概念上有许多差异,列表说明如下。
    三、评定 EMC 测量不确定度的三步曲
    首先画出测试系统图,针对引起 EMC 测量不确定度的诸多因素,全面分析误差源,从人、设备、法、环、软件五个方面找出所有误差源; 同时,列出与这些误差源可能相关的六个测量系统评定指标:
    这六个指标反映了测量系统不确定性的基本特征,实际上也就是误差源引起测量系统不确定度的主要原因。再次,选择适合各指标特征的不确定度评定方法, 考虑误差源的概率分布, 分别将测量系统误差源对应相关指标转化为标准不确定度。第三,计算合成不确定度和扩展不确定度。我们注意到以上提到的误差源及转化后的不确定度分量彼此独立,计算合成不确定度有以下公式:
    
通过计算和分析可以知道,假若只有两个分量,其中某个量小于另一量的三分之一,则计算时可以忽略这个量;假若有两个以上的分量,则在保留十分之一的较大分量前提下,计算时可以忽略小一个数量级的其它分量。
    四、辐射骚扰场强的测量不确定度分析与计算
    根据 JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》标准中对不确定度的定义和评定要求,我们对本中心辐射骚扰场强测试系统在 5米法暗室中30MHz—1GHz 的骚扰场强测量不确定度进行评定。
    根据 GB9254 辐射骚扰场强测试系统图,辐射骚扰场强测试的合成不确定度涉及EMI接收机R&S ESIB26、场地和天线及其他因素。
    步骤一:定性分析误差源及不确定度分量
    步骤二:定量分析及正确计算不确定度分量(上表中不确定度分量已知为“ 0”的不再计算)
    表 2:误差源对应不确定度分量计算
    1、测量不确定度的A类分量