GJB3756-99的理解及教學實踐
測量結(jié)果的不確定度概念、理論依據(jù)及應用已得到國際的普遍贊同,在我國的宣傳推廣己有二十余年。國家軍用標準GJB3756-991對測量結(jié)果不確定度的評估及表示作了統(tǒng)一規(guī)定。自99年9月1日起在全軍和全軍工系統(tǒng)中,測試報告、技術(shù)協(xié)議等有關(guān)文件資料均按此標準執(zhí)行幾。這給軍校實驗教學及機械類課程教學內(nèi)容的知識更新提出了新的課題。本文結(jié)合教學實踐,就教學中應注意的幾個主要問題進行了討論。
1、主要基本概念的理解
1.1、MR不確定度
1) 基本含義
對測量結(jié)果的誤差評估用“不確定度”來表述是70年代末國際上誤差理論研究的重要突破。這是現(xiàn)階段被國際上所接受的測量誤差評估的最佳表述。
由于被測量的真值經(jīng)常是不知道的,因此用傳統(tǒng)的誤差公式:△X=X-x0,就很難實施。而用不確定度來表述就比較確切。誤差與不確定度這兩個名詞既有聯(lián)系又有區(qū)別。二者都是用來描述測量結(jié)果與真值之間的偏離量。由于測量算術(shù)平均值是真值的無偏離估計值,因此,不確定度是某置信度下真值可能存在的區(qū)間,也就是測量結(jié)果對真值的偏離程度,俗稱誤差區(qū)間。即:測量不確定度也可理解為測量結(jié)果在某置信概率下對真值的誤差。但這種表述更嚴密,避免了“誤差”的字眼,以示與傳統(tǒng)的概念有區(qū)別。
1.2、側(cè)云誤差理論的創(chuàng)新點是B類不確定度UB的評估
以往圍繞誤差合成的難題是所謂的系統(tǒng)誤差的處理,由于條件及認知等原因,在概念、應用等方面引起了許多矛盾,而不確定度的分類是基于誤差獲取的方法來分,凡未知因素都根據(jù)經(jīng)驗來估算UB的值,且人為使它具有類似于方差的性質(zhì),這樣,誤差合成問題就解決了。
1.3、新國軍標的理論依托是概率與數(shù)理統(tǒng)計理論
由于所有被定義的各類不確定度均具有方差的性質(zhì),因此各計算公式都嚴格遵循概率與數(shù)理統(tǒng)計理論。凡以往理論上不嚴密的計算公式均不宜應用,例如:“和差關(guān)系以絕對誤差為準,乘除關(guān)系以相對差為準”的計算方法,而應以標準中規(guī)定的誤差傳遞公式為準。
2、新國軍標應用中幾個注意之點
新國軍標UB,U C,U的使用細節(jié)談的不多,這使初學者往往帶來不便,我們在教學中注意了以下幾點。
2.1、uB的估算方法
uB的估算不但要尋找所有誤差源,而且要憑經(jīng)驗和技巧去估算,因此這是不確定度計算的難點和重點。一般地說 ,可采用按誤差分布的性質(zhì)估算其極限誤差,再除以某置信概率下的K因子的辦法,如下表:
2.2、正確選擇uA的計算公式
標準中推薦的常用公式是貝塞爾法和極差法。對于大學實驗課教學,應兩種方法都要訓練,但注意應用場合,概念要講清。
2.3、誤差傳遞公式的兩種表達方法
新國軍標中的誤差傳遞公式在使用時為了便于計算往往可以變形為:
其它公式不宜采用。
3、結(jié)束語
GBJ3756-99還涉及許多其它內(nèi)容,但對大學教學而言,能正確傳授本文中所敘述的兩個問題,并結(jié)合實際例子計算出測量結(jié)果的不確定度就可以了。我們通過幾年的教學實踐,取得了較好的教學效果(為節(jié)省篇幅,本文不舉實例)。同時,對大部分軍工企業(yè)的應用場合,上述問題同樣極其重要,文中所述僅供參考。