據(jù) JCGM 200:2012 第 4.14 節(jié),分辨率是"被測量數(shù)量中最小的變化,導(dǎo)致相應(yīng)指示的可感知變化"。多年來,這個(gè)簡單的定義已經(jīng)成為計(jì)量界一個(gè)混亂的話題。我們希望簡化如何計(jì)算測試單元 (UUT) 的分辨率,以便這是一個(gè)簡單的指導(dǎo)文檔。但是,我們首先要簡要地討論為什么正確計(jì)算受測試單元的分辨率至關(guān)重要。
Morehouse 報(bào)告我們校準(zhǔn)證書上測試單元的分辨率,并使用除數(shù)中的分辨率計(jì)算 TUR 和報(bào)告擴(kuò)展的不確定性。TUR 在 ANSI/NCSLI Z540.3-2006 和 ILAC G8 中定義為"受校準(zhǔn)的測量數(shù)量的容差跨度比,與用于校準(zhǔn)的測量過程 95% 擴(kuò)展的不確定性的兩倍的比率"。這種TUR的計(jì)算至關(guān)重要,因?yàn)樗荌SO/IEC 17025:2017節(jié)7.8.6.1和2要求的符合性聲明的基礎(chǔ)。
圖 1 校準(zhǔn)時(shí)計(jì)算 TUR 的典型最小貢獻(xiàn)者
我們通常處理分母中的 UUT 分辨率,如上圖 1 所示。ANSI/NCSL Z540.3 手冊指出,"對(duì)于分母,用于校準(zhǔn)的測量過程的 95% 擴(kuò)展不確定性將用于計(jì)算 TUR。此不確定性估計(jì)值應(yīng)反映使用經(jīng)批準(zhǔn)的程序校準(zhǔn)特定類型的 M&TE 時(shí)合理預(yù)期的結(jié)果。因此,估計(jì)包括影響校準(zhǔn)測量結(jié)果的所有誤差分量,其中還包括被校準(zhǔn)項(xiàng)目的影響,但 M&TE 的偏差除外。因此,校準(zhǔn)過程誤差包括校準(zhǔn)過程中產(chǎn)生的臨時(shí)和不可糾正的影響,如可重復(fù)性、分辨率、測量源錯(cuò)誤、操作員錯(cuò)誤、校正系數(shù)誤差、環(huán)境影響等。
ILAC P-14 在第 6.4 節(jié)的"擴(kuò)大不確定性"中談到?jīng)Q議,該段指出,"對(duì)校準(zhǔn)證書上所述的不確定性的貢獻(xiàn)應(yīng)包括校準(zhǔn)期間的相關(guān)短期貢獻(xiàn)和可合理歸因于客戶設(shè)備的貢獻(xiàn)。在適用的情況下,不確定性應(yīng)涵蓋對(duì) CMC 不確定性組件評(píng)估中包含的不確定性的相同貢獻(xiàn),但為最佳現(xiàn)有設(shè)備評(píng)估的不確定性組件應(yīng)替換為客戶設(shè)備的不確定性組件。
現(xiàn)在,我們希望已經(jīng)提出了一個(gè)理由,為什么我們需要知道UUT的分辨率,我們可以討論各種方法來計(jì)算決議。在 Morehouse,我們經(jīng)常被問到,你如何計(jì)算分辨率?答案是,我們采用施加的力值,并將其除以相應(yīng)點(diǎn) UUT 的輸出,然后將該數(shù)字乘以可讀性。讓我們看一個(gè)例子。在示例 1 中,我們有一個(gè)輸出為 4.11235 mV/V 的 10,000 lbf 稱重傳感器,并且力測量設(shè)備讀取為十進(jìn)制數(shù)(0.00001),顯示計(jì)數(shù)為 1
示例 1: |
設(shè)備讀?。ㄒ?mV/V )和計(jì)數(shù) 1 |
||
強(qiáng)制應(yīng)用 |
UUT 的測量輸出 |
UUT 的可讀性 |
計(jì)數(shù)者 |
10,000 |
4.11235 |
0.00001 |
1 |
分辨率 | |
((10,000 / 4.11235) *0.0001)*1 | |
0.02432 |
在我們的下一個(gè)示例中,我們有一個(gè)輸出為 4.11235 mV/V 的 10,000 lbf 稱重傳感器,并且力測量設(shè)備讀取為第五位點(diǎn)數(shù) 0.00001,顯示計(jì)數(shù)為 5
示例 2: |
設(shè)備讀?。ㄒ?mV/V )和計(jì)數(shù) 5 |
||
強(qiáng)制應(yīng)用 |
UUT 的測量輸出 |
UUT 的可讀性 |
計(jì)數(shù)者 |
10,000 |
4.11235 |
0.00001 |
5 |
分辨率 | |
((10,000 / 4.11235) *0.0001)*5 | |
0.12158 |
在示例 3 中,我們在同一力點(diǎn)有多個(gè)力點(diǎn)或多個(gè)讀數(shù);我們將采取力點(diǎn)的平均值,并應(yīng)用相同的公式。
示例 3: |
2 測量值設(shè)備 |
以 mV/V 表示讀取,計(jì)數(shù)按 1 |
|
|
|
強(qiáng)制應(yīng)用 |
UUT 的測量輸出 |
UUT 的測量輸出 |
|
運(yùn)行 1 |
運(yùn)行2 |
10,000 |
4.11235 |
4.11325 |
|
|
|
平均輸出 |
UUT 的可讀性 |
計(jì)數(shù)者 |
4.1128 |
0.00001 |
1 |
|
|
|
分辨率 | |
((10,000 / 4.11228) *0.00001)*1 | |
0.02431 |
我們使用此公式用于所有方案,即使指標(biāo)以生效單位計(jì)數(shù),如示例 4 所示。
示例 4: |
設(shè)備讀?。ò酰?/span> |
||
強(qiáng)制應(yīng)用 |
UUT 的測量輸出 |
UUT 的可讀性 |
計(jì)數(shù)者 |
10,000 |
10250.5 |
0.1 |
5 |
分辨率|分辨率|分辨率|分辨率| |
((10,000 / 10,250.5) *0.1)*5 | |
0.488 |
如果我們有多個(gè)力點(diǎn),那么我們應(yīng)該采取平均分辨率顯示在示例 5 中。
Example 5: |
多點(diǎn) mV/V |
|||
強(qiáng)制應(yīng)用 |
UUT 的測量輸出 |
UUT 的可讀性 |
計(jì)數(shù)者 |
分辨率 |
2,000 |
0.82199 |
0.00001 |
1 |
0.02433 |
4,000 |
1.64316 |
0.00001 |
1 |
0.02434 |
6,000 |
2.46741 |
0.00001 |
1 |
0.02432 |
8,000 |
3.28632 |
0.00001 |
1 |
0.02434 |
10,000 |
4.11235 |
0.00001 |
1 |
0.02432 |
平均分辨率 |
0.02433 |
圖 2 校準(zhǔn)時(shí) 95% 置信度擴(kuò)展不確定性計(jì)算的最低貢獻(xiàn)者
結(jié)論:
在上面提供的五個(gè)示例中,公式變化不多,我們要么采用測量值的單點(diǎn)值,要么使用平均偏轉(zhuǎn)值的公式,要么在測量范圍內(nèi)的所有點(diǎn)上采用平均值。我們將此值乘以可讀性,然后乘以儀器計(jì)數(shù)的多少。然后,該分辨率用于報(bào)告擴(kuò)展的不確定性,如圖 2 所示,該圖符合 ILAC P-14 校準(zhǔn)不確定性策略的要求。
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