NB/Z 20326-2014 核电厂安全系统仪表触发整定值不确定度的分析方法.pdf

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NB/Z 20326-2014 核电厂安全系统仪表触发整定值不确定度的分析方法.pdf

测量不确定度measurementuncertainty,uncertaintyofmeasurement 根据所用到的信息,表征赋予被测量值分散性的非负参数,简称不确定度。 注1:测量不确定度包括由系统影响引起的分量,如与修正量和测量标准所赋量值有关的分量及定义的不确定度。 有时对估计的系统影响未作修正,而是当作不确定度分量处理。 注2:此参数可以是诸如称为标准测量不确定度的标准偏差(或其特定倍数),或是说明了包含概率的区间半宽度。 注3:测量不确定度一般由若干分量组成。其中一些分量可根据一系列测量值的统计分布,按测量不确定度的A类 评定进行评定,并可用标准偏差表征。而另一些分量则可根据基于经验或其他信息获得的概率密度函数,按 测量不确定度的B类评定进行评定,也用标准偏差表征, 注4:通常,对于一组给定的信息,测量不确定度是相应于所赋予被测量的值的。该值的改变将导致相应的不确定 度的改变。 注5:本定义是按2008版VIM给出,而在GUM中的定义是:表征合理地赋予被测量之值的分散性,与测量结果相 联系的参数。 [JJF10012011,定义5.18]

通道不确定度channeluncertainty

用来表示未经修正的随机误差或系统误差使仪表通道输出不确定度(或为此采用裕度)的量。通常 以概率或置信水平表示通道不确定度。 NB/T20072—2012GB/T 12859.1-2012 电子元器件质量评定体系规范 压电陶瓷谐振器 第1部分:总规范-鉴定批准,定义3.181

下列符号适用于本文件。 A/D:模拟/数字 D/A:数字/模拟 R:综合随机不确定度 REQ:等效电阻 RT:总电阻 RTD:电阻温度传感器 STD:受控的、标准的参比准确度 TDF:折算因子,测量上限值除以设备校准量程 URL:测量上限,设备允许的最大测量

下列符号适用于本文件。 A/D:模拟/数字 D/A:数字/模拟 R:综合随机不确定度 REQ:等效电阻 RT:总电阻 RTD:电阻温度传感器 STD:受控的、标准的参比准确度 TDF:折算因子,测量上限值除以设备校准量程 URL:测量上限,设备允许的最大测量

5确定仪表通道整定值的准备

如下讨论为仪表通道不确定 自的是通义

5.2仪表通道的配置图

在不确定度或整定值计算准备过程中,宜将一个仪表通道通过分析用图形来表达成类似图1的开 个图解过程需要将仪表通道中的每个部分的不确定度进行分类,并以组件的形式正确给出每个部 递函数,该过程对仪表通道分析很有帮助。

5.3确定设计参数和不确定度源

在计算时应明确仪表通道的功能需求、触发功能、响应时间,触发时仪表可能承受的假设环境条件。 很多情况下仪表通道的不确定度都与所在系统的运行模式、运行点(如最大液位,最小流量等)或者特 定的时间顺序有关。应该注意的是当一个相同的整定值用于多个触发功能时,每个触发功能都可能有不 同的假设环境条件,这时应考虑对功能最有影响或限制的一种环境条件(或不同环境的组合)。若一个 仪表通道有几个整定值,则既要计算对功能最有限制的环境条件还要分别对每个整定值进行计算,要保 证每个整定值都对应正确的条件集合。 为了简化,图1中给出两组环境条件边界。典型情况下,过程测量,工艺接口,信号调理(如适用), 若干信号接口部件可能位于电厂中的不同区域,该区域可能有与仪表通道内其他部件所在区域明显不同 的环境条件。多数信号调理部件和其他位于控制区域的电子部件在事故后环境条件下不会经历明显的温 度变化。通常,环境A的条件要比环境B的条件严酷,对于暴露在环境A中的仪表通道部分要使用不利 环境下较大的不确定度允许值。

环境条件相关的环境影响和假设见6.2.5。 在确定环境条件后,仪表通道每个部分的潜在不确定度来源就可以确定。例如,工艺接口部分通常 受到过程测量的影响而不会受到设备校准或其他不确定度的影响。另外,在环境条件B中的电缆,不 出现明显的绝缘电阻(IR)下降导致的测量信号损失。 图1示出典型仪表通道各部分主要的不确定度类型。列出的每种主要类型可进一步划分为更详细的 定类型和特定部分。以下内容并没有包含全部需要的信息。 过程测量影响包: a)容器/引压管温度影响(参见附录A); b 液体密度对流量测量的影响(参见附录B); C 流量测量的管道配置影响(参见附录B); d 管道压力/压头损失影响(参见附录C)。 仪表不确定度: a) 参比准确度(见第3章和6.2.7); b) 温度影响(见6.2.3); 压力影响(见6.2.4); d) 漂移(见6.2.8); e) 组件电源变化(见6.2.10); f 数字信号调理(见6.2.10); g) RTD精度确认(参见附录D); h 事故环境影响(见6.2.5); i) 校准影响(见6.2.7)。 其他: a)绝缘电阻影响(参见附录E); b)接线影响。 获得上述信息后,需要给出不确定度允许值。有很多因素会影响允许值;例如核蒸汽供应系统制造 分析得出的过程测量影响,制造商的产品规范书和试验报告,或者实际电厂数据。另外,如果数据无 获得且为了确保计算结果有效而有限制条件,需要做不同的假设。列清楚后,这些不确定度宜分类为 机、偏移或者非正态分布。 仪表通道图完成,仪表不确定度允许值已知后,整个仪表通道的不确定度从工艺过程到定值器就都 以用单独的组件之间的输入输出关系的数学表达式来表示。之后,整个仪表通道的总的不确定度就可 确定。将单独的不确定度合成到总的组件和/或仪表通道允许值中将在6.3中展开讨论。 最终,触发整定值和允许值就可以在仪表通道不确定度和分析限值知道后确定。这部分讨论见第7 整定值确定过程的流程图在图2中给出,

6仪表通道不确定度计算

由于测量的不完善,通过测量不可能得到真值(即被测量的定义值),由测量获得的值仅仅是被测 量的估计值。因此,通过测量也就无法获得实际误差量。误差的总量应该仅从概率的角度进行量化;例 如,对某个测量使用一种概率公式保证在一定总量内是正确的,而如果要测量满足另外一个总量的要求 就要使用另外一种概率公式。对于本标准,名词“不确定度”用于表达误差可能的分布。

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每个方框中的活动的参考信息,紧引方框内的段落号。

图2整定值计算流程图

将若干仪表不确定度分量进行组合有几种已知的方法。在本文件中使用的是一种统计和代数组合的 方法,该方法使用统计均方根(SRSS)法将随机不确定度进行组合,然后将非随机分量与以上得到的 结果进行代数组合。下面的公式(1)和后续讨论阐述了该方法的基本原理。其它关于此方法的讨论参见 附录F.1。

将若干仪表不确定度分量进行组合有几种已知的方法。在本文件中使用的是一种统计和代数组 法,该方法使用统计均方根(SRSS)法将随机不确定度进行组合,然后将非随机分量与以上得 果进行代数组合。下面的公式(1)和后续讨论阐述了该方法的基本原理。其它关于此方法的讨论 录F.1。

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式中: D—独立于其他A,B,C分量的随机相关不确定度分量; E独立丁其他A,B,C分量的随机相关不确定度分量。 注:D和E不确定度分量相互关联。 公式(2)的不确定度分量及其相互关系在图3中描述。

6.2.2不确定度分类

6.2.2.1随机不确定度

机反复测 的。这就是常说的统计不确定度,是精密度指标之一 。最常用的指标(通常指 均值的可

靠性)是标准偏差、标准误差(也称为平均值标准偏差)和概率误差。通常制造商产品说明书中带有“士 符号表示的仪表不确定度都是随机不确定度。然而,随机不确定度应以0为中心值且应近似服从正态分 布。因此将制造商提供的全部带有±号的数据都当做符合正态分布是存在风险的,相关内容见6.2.13。 在不确定度归类为随机后,这些随机不确定度分量之间的相互关系应区分清楚。

6. 2. 2. 1. 2 独立不确定度

6. 2. 2.1 3 相关不确定度

指那些相互之间没有共同发生原因的不确定度分 互独立的。

因仪表通道之间和各种仪表不确定度值之间可能存在复杂关联,一些不确定度分量之间可能存在相 关性。本文件为处理这些相关性提供了保守方法。如果使用者确定,两个或者几个不确定度分量之间存 在相关性,应将这些不确定度分量代数求和来形成一个新的、更大的独立不确定度分量。 相关不确定度分量是指已知或推测存在共同发生原因,该原因会以一种已知的关系影响两个或更多 不确定度分量。

6.2.2.2非随机不确定度

6.2.2.2.1偏移(已知方向)

偏移是一种系统性的仪表不确定度。由于方向(正或负)是已知的,在给定条件下其不确定度是可 预测的。 例如,差压变送器的静压影响,就是一种可以根据静压变化预测的零点偏移,这种影响就作为偏移 考虑。此外偏移还包括压头影响、测量范围迁移、引压管温升或者闪蒸和由于过程温度变化引起的流量 元件差压变化。偏移不确定度与幅值有关。

6.2.2.2.2非正态分布不确定度

一些不确定度是非正态分布的。这些不确定度在均方根计算中不能忽略,但应该归类为非正态分布 不确定度。这些不确定度可能是随机的(对某一值正向和负向近似相等),但是与正态分布极为不同。 这类不确定度对组件不确定度正和负两部分都产生偏移影响。关于中心极限定理的应用参见附录 F。因为他们有正向或者负向偏差是相同可能的,宜按照最差的情况考虑。

6. 2. 2. 2.3偏移(方向未知)

一些偏移影响可能方向未知。对于方向符号的不确定度分量应该作保守考虑,可将偏移按 通道产生最坏影响的方向预估后

6. 2. 2. 2. 4 修正

已知方向和幅值的误差或迁移宜在组件校准中加以修正,不需要包括在整定值计算中(见6.2.7.5)

6. 2. 3温度影响

多数仪表在正常电广运行环境温度下运行,环境温度可能高于或低于仪表最后校准时所处环境的温 度,这些仪表的输出会因为环境温度变化产生和校准时不同的输出。这些变化或温度影响应该在仪表不 确定度计算中考虑进来。为了估计这种影响的幅值,应定义高于或者低于校准温度的极端运行温度

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本条解决在正常运行条件下的环境温度对组件的影响。事故影响和事故环境引入的过程测量不确 列如引压管温升)讨论参见6.2.5和附录A。如果在变化的被测介质温度下仪表会有不确定度,预 望温度范围就需要在实际不确定度计算的时候作为假设条件考虑进去。

有一些测量设备会由于工艺过程或环境压力的变化造成输出信号变化。对于差压变送器可以使用典 型的静压影响表达式,其中列出的参数规范是指过程压力的变化。例如,可以看作在制造商指定的范围 内每1000kPa有±0.5%量程变化。 测量差压(dP)的仪表使用低静压工艺介质校准,但却在高静压的被测介质中使用的时候就可能 产生静压影响带来的测量不确定度。假定校准是在低静压下完成的,制造商应对在正常设计运行压力下 工作的仪表校准提供指导以保证校准的仪表读数正确。这通常包括量程迁移和调零,通过使用制造商提 供的低压(校准)条件修正因子可以使仪表在高压(实际运行)条件获得正确的输出。为了计算静压影 响不确定度(SP),宜确保校准读数都在运行压力(OP)的正常高低压力变化范围内。这些校准点读 数定义清晰后,与公式(3)相似的表达式就可以用于计算静压影响(假设影响是线性的)。正常情况 下,制造商会分别给出量程和零点的影响。 为了保证正确使用上述方法对压力影响造成的不确定度进行计算,应该注意一个问题。上述的压力 影响都是随机的。但是,考虑已经完成的静压校准修正方法不相同,因此在一些情况下可能需要在计算 中包括附加的偏移影响。例如,一些仪表在高静压的条件下读数呈单问负值。如果这些仪表的静压影响 没有修正,则在不确定度计算中就需要包含一个负偏移分量。 另外一种压力极端情况是过压影响。这种不确定度是因为压力传感器超压力范围引起的。 环境压力变化会造成在压力表指示随着仪表所在位置的环境压力降低或升高而向上或向下偏移,而 与被测(过程)变量的变化无关。这种情况往往发生在过程仪表的参比侧对环境压力开放而工艺系统是 一个封闭系统,或者工艺过程是对周围环境大气开放的但却有不同的环境大气压力。该影响结果是一个 偏移。变化的幅度和方向则与仪表所在位置环境大气压力变化有关。这种情况主要是针对处于封闭环境

6.2.5环境影响一事故环境

对事故工况,由于高温、高压、高湿度和辐射环境并伴有地震响应产生的不确定度,可以根据需要 纳入仪表不确定度的计算中。 核安全相关仪表的鉴定报告通常包括表格,图形或者两者都有,用于描述仪表在辐照和蒸汽/压力 环境以及地震试验之前,试验中和试验后的精度。很多情况下制造商会将鉴定试验结果体现到产品说明 书的相关表格中。更详细的信息建议在设备鉴定报告里面获得。 因为鉴定试验所用样品或者样机数量通常有限,可以保守地采用试验数据中最坏情况的数据来作为 实际计算的不确定度。为了能更好理解仪表设备不确定度的情况并获得相关帮助,建议与制造商开展详 细讨论(例如:可以讨论某一不确定度分量是作为随机变量还是偏移分量来考虑)。 用鉴定报告的数据(或使用组件特定的温度补偿数据)取代设备设计性能规范书中的数据时,通常 可以证明采用较低的环境温度或者辐射剂量水平条件下可能存在较低的仪表设备不确定度值是合理的。 一般情况下,鉴定试验需要模拟最极端的设计基准事故情况下的环境条件,每种试验都有不同的要求, 这样可以保证鉴定后的产品最大限度适用于各种不同的厂址。因此,当产品实际使用的环境条件并没有 达到鉴定试验包络曲线中那样极限的工况时,使用鉴定试验的数据就显得过分保守。应引起注意的是, 一定要避免错误使用数据:

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a 建议使用在降低的温度或剂量条件下所有被试验设备的最高不确定度;该原则是为了保证在缺 乏样本统计数据时采用极限不确定度。如果推算的试验数据低于原先的试验环境数据时,需要 加上一个裕量。在这种情况下,建议与制造商开展讨论,这样对确定推算数据有帮助。 被试设备应该在相同或等效的环境条件下以及相同的试验顺序下试验过。 如果使用了降低的温度,要保证在该温度下读数前有足够的保温时间保证仪表壳内达到足够 的热平衡。换句话说,如果一个变送器壳体需要1min达到热平衡,则先将降温状态保持至少 1min再读数。 最后,在一些情况下根据驱动功能的时间可以在计算过程中删除或减少事故不确定度。例如,一个 电厂仅考虑设计基准事故(失水事故(EOCA)停堆),则反应堆冷却剂低压停堆整定值不确定度计算 中就不需要考虑事故环境下的环境影响因素。这是因为在真实情况中,压力降低非常快的情况下停堆信 号会发生得非常快。也就是说停堆功能在环境变得恶劣前已经完成了,所以恶劣环境对设备性能影响就 不明显或还不足以影响分析结果 在使用该计算技巧的时候要注意证明已经使用了所有适用的安全分析极限条件。 6.2.6过程测量影响 (P 过程测量影响是仪表测量不确 定度的其中 分量。该影 响不是由测量设备本身造成的。该不确定 度分量是由被测工艺过程的物理 业特 寺性或者属性造成的。判定过程测量不确定度分类为随机或偏移应遵循 6.2.2的要求。 在仪表系统设计中可能遇到几种过程测量不确定度分量。在附录A、B、C、I D对 十一些最常见的过程 测量不确定度分量进行了讨论。 进行不确定度计算中,需要对所有可能的过程测量影响的适用性进行 考虑。 6.2.7校准影响(CE) 6.2.7.1概述 校准是为了验证设备能按照设备说明书的精度要求发挥功能,并最大限度地消除由于安装和使用工 况带来的偏移不确定分量。依 例如,压头影响和密度补偿。校准影响则表示在校准过程中引入到仪表通道 内的不确定度。包括由试验设备,校准规程和校准人员引入的不确定 度。本段内容用于解决校准不确定 度分量和这些分量应如何包括进仪表通道的总的不确定度计算中。 此外还要考虑其他影响,如安装影响 (仪表从现场拆卸,校准之后再安装回去)也应该考虑进去。同时,在本文件中假定对一个组件的每次 校准都是在近似相同的温度下进行的,这样不同时间先后的校准的温度差异影响可以最小化。 6.2.7.2测量和校准设备 (M&TE)不确定度 在确定全部M&TE的不确定度种类和大小时需要考虑这些因素:M&TE的参比准确度、与M&TE校 准相关的不确定度、M&TE对技术人员的可读性。通常假定一个标准的M&TE不确定度(如±0.5%)。 该方法要确保足够可信,需要保证M&TE是受控的。 M&TE的参比准确度(RA)通常都可以从M&TE制造商获得。需要注意的是参比准确度可能随着 M&TE上的刻度不同而不同。 M&TE应该按照受控标准定期校准以维持精度。一般情况下,这些标准的参比准确度对仪表通道的 总的不确定度影响不明显。 但是如果受控标准源的RA劣于1/4的M&TE的RA,该影响就需要评价。如果该标准的参比准确度需 要包括到不确定度计算中,可能就需要用平方和开根法组合M&TE的参比准确度来给M&TE确定一个单 独的不确定度分量。

MTE=(RAe +RA2)2

MTEM&TE的不确定度; RAMTE一M&TE的参比准确度; RAsTD 一受控标准源的参比准确度。 技术人员执行仪表校准(或M&TE的定期校准)会在仪表通道内引入额外的不确定度。该不确定度 是校准过程中读取仪表值时引入的。如果M&TE部件是模拟量刻度,除了仪表设备移动造成的不确定度, 刻度的特定使用要求也应该在评估不确定度的时候加以考虑。如果校准过程安排成刻度分度一直不变并 且没有视觉误差,则可以认为不会存在技术人员不确定度,因为指针可以很容易地与固定标记对准。这 就要求校准试验准备人员对该过程有所了解。例如,如果刻度间隔较宽,技术人员可能造成刻度之间差 的±20%的不确定度。在刻度间隔更近的情况下,人员造成的误差可能为刻度之间差的50%才合理。 通常,在校准过程中因为读数引入的不确定度应该转换成恰当的单位并和M&TE不确定度合成以获 得更准确的代表校准过程的不确定度。组合计算方法可以采用均方根法。 例如:

MTE=(RA+RD')"

式中: RD读数不确定度。 如果测量和测试设备因为在校准时使用的标准而存在不确定度并且还存在一个读数不确, M&TE不确定度按公式(4)计算:

MTE=(RAMTe +RASTD +RD')"2

式中: MTE,—与传感器输入试验设备相关的不确定度; MTE, 一与传感器输出试验设备相关的不确定度。 注:假定组件的传递函数是线性的。非线性组件的处理见6.3.2

SMTE =[(MTE,)”+(MTE,)"j/2

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的情况下,校准充差仅表示试验性能的参比准确度,它不表示在整定值不确定度计算中的单独不确定度 分量。 注:参考准确度通常假定由四种属性构成:线性度、回差、死区和重复性。 如果校准或者性能验证的方法不能验证参比准确度的全部分量,就会存在潜在的仪表通道的性能特 生,这些特性不能通过校准和性能验证识别并会造成引入仪表通道的迁移。通常这些迁移很小;但其上 限会是校准允差。在这种情况下,参比准确度和校准允差是不同的两种分量,都应在整定值不确定度计 算中考虑。多种方法都可用于将参比准确度和校准允差相结合。下文给出使用这些方法的一些范例,但 不限于这些范例: a)一种包络的方法是考虑参比准确度的全部属性不能通过校准或性能验证来验证,因此在整定值 计算中就将参比准确度和校准允差作为两个不确定度分量来考虑。 b): 另外一种方法是确定小于参比准确度的校准允差。如果校准允差和参比准确度之间的差异考 了校准或性能验证未检查的各种属性的不确定度,则在不确定度计算过程中就只需要考虑参比 准确度。 第三种方法是基于保守的不确定度算法或数值来确定允许值。这样可以保证有足够的裕量为参 比准确度和校准允差提供包络允许值,而不需要将这些分量在不确定度计算中细分。该方法的 例子为,将一个组件的参比准确度、漂移、M&TE不确定度分量进行数学求和,而不采用SRSS 方法。但是,该裕量的可用性宜在按照本文件进行计算前证明。 d 第四种方法,对于一些不能通过校准或性能验证而验证的参比准确度的属性,在整定值不确定 度计算中考虑特定的允许量。例如,对一个仪表通道的校准或者性能验证不超过一次以证明重 复性,这样在不确定度的计算过程中需要合理地考患重复性充许量。如果一个仪表通道在增加 和减少两个方向上执行功能,且校准或性能验证未检查这两个方向上的精度,则在计算不确定 度中需要合理地考虑回差的允许量。在触发功能区域内如果校准或性能验证未检查精度,则在 计算不确定度中需要合理地考虑线性度的允许量

7.4“校准前状态/校准或验证后状态”校准

在组件校准期间,需获取并记录“校准前状态”和“校准或验证后状态”的数据。如果可能,“校 准前状态”数据宜在组件试验前记录,这样可以更好地了解一个组件在两次校准之间的变化过程。本次 校准的“校准前状态”数据和前次校准的“校准或验证后状态”数据的差异表示几个不确定度分量的净 影响值,包括重复性(参比准确度)和定期校准期间组件的漂移。如果组件前后两次校准时所在的环境 温度不同,则“校准前状态”数据与“校准或验证后状态”数据的差异部分可能是由于温度影响造成 的。“校准前状态”数据和“校准或验证后状态”数据可用于评价组件的漂移,获取环境条件的变化和 校准时的其他不确定度,若合适,都可在分析“校准前状态”和“校准或验证后状态”数据时考虑。 对于新投入运行电厂的整定值确定,计算组件不确定度可使用名义值和该组件总体性能数据。这些 名义值需经足够的运行经验证明或可以通过特定的电厂运行数据获取。 由于特定电广的组件具有特殊的安装和应用特性,性能数据更具有实际代表性,可用于计算较小的 组件漂移不确定度。减小组件漂移的不确定度就可以重新修改整定值,增大整定值与电厂正常运行的预 期过程工况之间的裕量。但是,需要注意的是确保使用的特定电厂数据应符合一般的统计学原理,因为 有限的样本集合可能造成不必要的保守

6. 2. 7. 5 校准修正

通常情况下,校准程序包括校准条 表性能和读数差异的修 静压和压头影响导致的修正。如果这些修正已经在校准时考虑,则在整定值不确定度计算时就 些影响,但是,应包括这些经修正的不确定度,并在整定值不确定度计算中记录。

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6.2.9组件的电源变化

6.2.10对数字信号调理的考虑

法的计算产生。A/D和ID/A转换产生的不确定度可从组件制造商或通过测试获取。不确定度的来源可包 括:计算精密度、圆整和四舍五入导致的不确定度,过程变量变化在数据接收采样扫描死区导致的不确 定度,以及超越函数或者经验曲线算法的不确定度。由软件造成的不确定度(不管是统计的还是代数的)

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宜由软件设计者确定。当不确定度既能被定性又能被定量确定,不确定度就可通过6.3描述的方法进行 计算。详细的讨论参见附录G。

6.2.11绝缘电阻影响

6.2.12不确定度数据的来源

获取和证实不确定度数据的最可靠方法是在设备上进行受控的试验,即,在设备上加载一个会产生 设备不确定度的条件,或分析从设备和维护运行获取的数据。该方法已广泛用于确定由于极端温度、压 力和辐照导致的不确定度。从试验中获取的允许量宜考虑试验对实际运行条件的模拟能力,以及模拟的 完整性见6.2.5的说明。 更通用的数据来源于仪表制造商。性能说明宜由仪表或反应堆制造商提供。数据宜包括参比准确度、 漂移(稳定性)、环境影响和参考条件。由于性能说明通常都是对一系列产品的描述,故任何一个从这 一系列中抽出的产品的性能可能明显优于设备说明书中的数据。 性能说明可以从制造商的产品样本或与制造商直接沟通获取。试验数据可以,或可能不能用于支持 性能说明,因为这些数据仅是设备在正常环境条件下的例行运行数据。因此,性能规范可通过设备使用 和维护以非正式的方式验证。 如果性能综合数据不可用,或者不能满足用户的需要,则原始数据可能需要进行重新评价或通过附 加试验产生。 有时会出现在整定值计算过程中数据不易获取的情况:即试验数据和制造商资料都没有。此时,建 议采取以下几种途径。若可能,通常最好能从制造商或者客户中根据他们的经验获取一些建议。另外一 种方法是,可以对其他生产商的产品进行电子电路分析和或使用有相似工作原理的仪表的相关数据。在 这些情况下可能没有可靠的替代品,而只能使用通常习惯的工程判断来代替制造商的资料或试验数据。 在这些情况下,使用工程判断应考虑整定值的重要性,可以对整定值的重要性列表,按照列表决定可否 使用。不管采用上述哪种方法都要使不确定度数值尽量保守,且应对不同的取值编制书面理由以便于使 用。

6.2.13不确定度数据的解释

正确的不确定度信息的说明是确保不确定度计算有效性的保证。从以往经验来看,有很多种不同的 方法来描述数字量的不确定度。 几乎所有的简化符号都会造成模棱两可。例如,符号“±”,若不加解释常常理解为一个随机正态 分布不确定度的概率区间。此外,概率可以假定为50%(可能的误差)、68.27%(1α)、95.45%(2α)、 或99.73%(3α)。还有的人可能认为符号“±”是定义偏差或非正态分布的不确定度的误差限值(合 理范围)。与制造商开展讨论可以对性能规范或试验结果有更深入的解释。 使用者应正确使用制造商提供的性能数据。如果制造商提供的不确定分量数据(来源)有显著的偏 差不确定度,则正负值宜作为估计的误差限值来考虑。若需获取单独的数据部分,用户可以通过简单的 现场试验(重复的测量)来证明制造商提供数据的随机部分。若不确定度分量仅代表随机不确定度(无 用SRSS(均方根法)来让算

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性能数据中需详细说明的是那些从严酷环境试验中获取的数据。通常进行这些试验仅用于证明特定 仪表设备在特定的严酷环境条件下的功能能力。这类数据通常仅需要一个小的样本集且不采用仪表不确 定度的概率确定方法。通常,这类数据库会产生与偏移或非正态分布不确定度相关的误差(合理包络) 的限值。 样本集的大小宜在调整测得的正常环境不确定度、参比准确度等的净影响之前考虑。这些试验的结 果描述了互斥的几类不确定度。例如,严酷环境试验所包含的不确定度,包括仪表参比准确度、M&TE 不确定度、校准影响和严酷环境影响之外的其他一些因素。习惯上保守的做法是将测量到的净影响仅当 做由严酷环境造成的不确定度。 在某些情况下,选择的试验数据可能与收集的主要试验数据不 致。在这种情况下可能就需要说明 将不一致的数据当作异常值处 在附录F中对该

6.3仪表通道的总的不确定度计算 6.3.1概述 一个仪表通道不 确定度的计 算宜使用清晰且简单易懂的流程。实际计算中可使用一个单回路的公 式,在公式中包含 全部潜 在不确 度数值或使用 系列不确定分量相关的公式。无论使用哪种方法,特 定仪表通道的计算 算方法宜符合从 土程测量到最终 前出组件的通道配置。 实际计算方法和配置会受至 所分析的具体仪 表通道类型的影响 很多仪表测量通道可使用在6.1中 规定的基本公式 进行分 析,对于 包含传递函数,如放大,求和、开方等的组件需要特殊考虑。这是因为 要考虑到传递函 数对输入信号和 相关不确定度的影响,组件的传速 数会对真实信号和不确定度都会产 生影响并输出。 这样 真实信号 身的不确定度就会因为通过组件 的传递函数而增加或减小。 对通过功能 组化 的不确定度的传递见6.3 使用6.3.2中的方法推导的公式和使 使用6.1中的基本公 式对通道不确定 度进 分析。对不包含传递函数组件的基本统计公式应用的说 明见6.3.3,同时6.3.4提供 了不确定度传递 公式应 用的讨论 6.3.2通过功能组件传 递不确定度的公式 如果在仪表通道中使 用了信号调理组件,如定标器 放大器、加法器、 千方器和乘法器等,则在仪 表整定值不确定度计 算中宜考虑组件传递函数的影响。在已知输入 号不确定度,与组件相关的不确定 度、以及传递函数后 就可确定信号调理组件输出的不确定度。对 使用偏微 方法或者扰动技术(参 见附录H),公式(17) (34)给出几种用于确定通用类型信号 调理组 件输出信号不确定度的公 式。对于同类型的信号调 理组件 这些公式都是适用的,而无需考虑组件的生产商。 随机性或独立性等不确定度属性的说明见6.2.2。为了简单起见,公式(17)~公式(34)都是假定 输入的不确定度包括全部随机的或全部偏移的不确定度。使用者应在使用这些公式时注意单个仪表通道 的不确定度计算,以保证维持数据的概率、置信度和结果的不确定度数值。在权衡计算保守性、概率和 运行裕量的要求下,最好采用计算机仿真技术 来优化不确定度的确定。通常情况,对于带有随机和偏移 部分的不确定度情况在附录H中详细讨论。 需要特别注意的是校准或试验的方法会直接影响在本段中出现的信息的使用。例如,如果某个特定 仪表通道的一组组件是一起试验和校准的,这一组组件可作为一个组件。作为一个组件处理的这一组输 出的不确定度将小于或等于单个组件不确定度的组合值,

6.3仪表通道的总的不确定度计算

DB11T 937-2021 企业知识产权管理规范6.3.3基本不确定度传播等式的应用

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对没有传递函数或有线性传递函数的单个仪表通道,可以直接使用6.1的公式来计算仪表通道不确 定度。基本的公式也可直接应用于有线性传递函数的多个信号通道,只要保证传递函数有相同的增益。 仪表通道总不确定度按公式(6)和(7)计算:

GB/T 5517-2010 粮油检验 粮食及制品酸度测定式中: e——组件不确定度:

注:e表示组件不确定度的正不确定度。e表示组件不确定度的负不确定度。 RA一一组件参比准确度(通常由制造商规定); DR一一组件在特定时间段内的漂移; TE一组件的温度影响;环境温度变化对组件精度的影响;可以是正常运行TE,或是事故工况 TE; RE一 组件的辐照影响;辐照对组件精度的影响;可以是正常运行RE,事故工况RE,或是停 堆工况RE; 组件的地震或振动影响;地震或运行振动对组件精度的影响; HE一 组件的湿度影响;环境湿度变化对组件精度的影响; SP一一组件的静压影响;过程静压变化对组件精度的影响; MTE一M&TE对组件的影响;主要考虑用于校准和试验组件的设备不确定度; B一与组件相关的偏移。

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