A类和B类不确定度计算公式是什么?什么时候用A类不确定度或者B类
A类和B类不确定度计算公式是什么?什么时候用A类不确定度或者B类
一、A类不确定度和B类不确定度的区别是什么
A类不确定度和B类不确定度的区别在于测定方法、输入量、系统效应的不同,具体如下:
测定方法不同:A类不确定度是通过观测列数据求得标准偏差,继而算出标准不确定度;B类评定则是先估计被评定的(变)量的变化范围(±a),再按变量可能的分布情况反算标准偏差(即标准不确定度)。所有的A类评定和B类评定分量都需要统一到标准不确定度的程度上才能合成。
对输入量的影响不同:A类不确定度做重复性或复现性试验时,可以综合各输入量的影响,但要识别并使参与试验的输入量真正发挥作用(产生贡献)。B类不确定度只能对输入量逐个地去研究分析。
系统效应不同:A类不确定度对有系统效应的输入量较难发现其影响,需要借助于参考标准或标准物质找出系统偏差,检验其显著性,对测量值进行修正后才可评定。B类不确定度无论是系统效应还是随机效应都可以对其进行研究分析。
二、什么是A类、 B类不确定度
“A类不确定度”是使用统计分析法评定,其标准不确定度u等同于由系列观测值获得的标准差σ。基本求法有贝瑟尔法、别杰尔斯法、极差法、最大误差法。
“B类不确定度”不用统计分析法,而是基于其他方法估计概率分布或者分布假设来评定标准差并得到标准不确定度。B类评定法,需先根据实际情况分析,对测量值进行一定的分布假设,如在2a区间的反正弦分布的标准不确定度为u=a/2^(1/2)。
三、不确定度怎么分类每种分类又该怎么计算
用对观测列进行统计分析的方法来评定标准不确定度,称为不确定度A类评定;所得到的相应标准不确定度称为A类不确定度分量,用符号uA表示。它是用实验标准偏差来表征。
平均测量结果A的不确定度uA=S/sqrt(n)=
用不同于对观测列进行统计分析的方法来评定标准不确定度,称为不确定度B类评定;所得到的相应标准不确定度称为B类不确定度分量,用符号uB表示。
它是用实验或其他信息来估计,含有主观鉴别的成分。对于某一项不确定度分量究竟用A类方法评定,还是用B类方法评定,应有测量人员根据具体情况选择。B类评定方法应用相当广泛。
当测量结果是由若干个其他量的值求得时,按其他各量的方差和协方差算得的标准不确定度,称为合成标准不确定度。它是测量结果标准偏差的估计值,用符号uc表示。
方差是标准偏差的平方,协方差是相关性导致的方差。计入协方差会扩大合成标准不确定度。合成标准不确定度仍然是标准偏差,它表征了测量结果的分散性。
所用的合成方法,常称为不确定传播率,而传播系数又被称为灵敏系数,用Ci表示。合成标准不确定度的自由度称为有效自由度,用uc表示,它表明所评定的可靠程度。
误差与不确定度都是由相同因素造成的:随机效应和系统效应。
随机效应是由于未预料到的变化或影响量的随时间和空间变化所致。它引起了被测量重复观测值的变化。这种效应的影响不能借助修正进行补偿,但可通过增加观测次数而减小,其期望值为零。
系统效应是由固定不变的或按确定规律变化的因素造成的。但由于人类认识的不足,也不能确切知道其数值,因此也无法完全清除,但通常可以减小。系统效应产生的影响有些是可以识别的,有些是未知的,如果已知影响能定量给出,而且其大小对测量所要求的准确度而言有意义的话,则可采用估计的修正值或修正因子对结果加以修正。
由于随机效应和系统效应的存在,使得被测量的真值无法确知,每个测量结果也都具有一定的不可靠性,导致误差和不确定度的产生。
四、A类和B类不确定度计算公式
在物理学、化学、工程学等领域,测量和实验都是为了准确度和可靠性。但是,无论如何精密的实验和测量都有误差。误差的量级和性质对实验结果的可靠性有着重要的影响。所以,科学家们提出了A类和B类不确定度的概念来解决误差问题。
A类不确定度是指由于仪器误差、人为误差和环境条件等因素引起的误差,可以通过重复测量进行估算,通常用标准偏差的一半表示。B类不确定度是指由于校准、不确定度参考资料、样品制备等因素引起的误差,通常是由专家判断或根据文献资料给出。
在测量过程中,需要将A类和B类误差合并,来计算总误差。具体的计算公式如下:
其中,Ua表示A类误差的标准差除以测量次数的平方根;Ub表示B类误差的标准差。总不确定度就是A类不确定度和B类不确定度的平方和再开根号。
在科学研究、工程制造和医学检测等领域,A类和B类不确定度是非常重要的。通过计算不确定度,可以确定实验结果的可靠性和置信度,并指导实验的改进和优化。
在工程制造领域,A类和B类不确定度应用非常广泛,例如测量长度、质量、温度、压力、流量等,可以保证产品的质量和精度。在医学检测领域,A类和B类不确定度可以帮助医生确诊疾病和制定治疗方案。
在测量和实验过程中,要尽可能减小A类和B类误差,提高实验和测量的准确度。具体的方法如下:
(1)优化测量方法,减小人为误差。
(2)保证实验环境的稳定性,减小环境误差。
(3)选择合适的仪器设备,减小仪器误差。
(4)严格的样品制备和检测标准,减小B类误差。
(5)合理的数据处理方法,减小随机误差。
以测量一支笔的长度为例,如果使用卷尺进行测量,假设进行了10次测量,得到的平均值为10.5cm,标准偏差为0.05cm。如果使用显微镜和图像分析进行测量,假设进行了5次测量,得到的平均值为10.4cm,标准偏差为0.01cm。
使用A类和B类不确定度的公式计算可得,A类不确定度为0.025cm,B类不确定度为0.0057cm。综合计算总不确定度为0.028cm。
A类和B类不确定度是解决误差问题的一种重要方法,在科学研究、工程制造和医学检测等领域应用广泛。通过减小误差和合理地计算不确定度,可以提高实验和测量的准确性和可靠性。