NB／T 42023-2013 标准规范下载简介：

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NB／T 42023-2013 试验数据的测量不确定度处理

在规定条件下，为确定测量仪器或测量系统所指示的量值、实物量具或参考物质所代表的量值，与 对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作。 注1：此术语基于不确定度方法。 注2：原则上，指示值与测量的关系结果可通过校准标定图表示。 注3：校准包括刻度因数的确定。 [GB/T16927.4—2014，定义3.7.1]

在工作条件下检测整套测量系统性能的试验

4.1测量链的潮源校准

测量链的量值溯源是测量不确定度评定的基础，测量链一股包含以下几个组成部分： 1）传感器，如电流、电压传感器（传感器不确定度分量用符号us表示）； 2）传输系统，如光纤传输系统（传输系统不确定度分量用符号urs表示）； 3）采集和记录系统，如暂态记录仪、示波器（采集和记录系统不确定度分量用符号ur表示）； 4）数据处理软件，如有效值计算（数据处理软件不确定度分量用usw表示）。 b） 测量不确定度的评定以可溯源的测量链校准为基础，一般有两种校准方法： 1）整体校准法； 2）组件校准法。

整体校准法由一个标准测量系统对完整的测量链进行校准。 只要整个测量链的组成结构不变YC/T 321-2009 烟草原料废弃物处置规程，其校准证书上出具的测量不确定度可以应用到所有采用此测量链 测得的数据。另外，还应考虑使用条件的影响，如测量链的环境条件、测量量程等。如果使用条件不能 完全保持一致，应确定或预计环境差异的影响，并在测量不确定度中予以考虑

由于实际使用的测量链差异很大，并且这些组件的组合形式可能多种多样，所以，从经济性的角度 来看，对每种技术组合进行整体校准不合理。因此，可采用组件校准法确定测量链的不确定度 测量链中每个单独组件的不确定度由各自可溯源的校准独立评定，包括各个校准设备的不确定度， 并应考虑特定情况或随机情况的影响。 整个测量链的测量不确定度由各组件的不确定度合成得出。 假定每一组件的不确定度u，之间互不关联、各自独立，则整体测量链的扩展不确定度U（置信概率 为95%）可用式（1）得出：

U=kJu?+u+.+u,k=2

式中，每一组件不确定度u，都包含其校准不确定度分量和影啊因素分量，只要其中一个组件的不确 定度发生改变，扩展不确定度U就应进行重新评定。 只要符合设定环境条件，此特定测量链的不确定度可以应用到所有采用此特定测量链所测得的数据 上。不确定度应考虑到此测量链所有的随机环境，一旦测量环境变化较大，超出了设定的环境限值，应 该把由此引起的重大不确定度影响分量计入扩展不确定度中

4.2测量不确定度的评定步骤

本标准规定了试验标准及试验客户确定的允许测量不确定度与试验过程中产生的测量不确定度间 的关系。 当必须减少测量不确定度以符合测量不确定度的充许值时，应遵循以下步骤： a）限定随机环境因素的影响； b）用有较小不确定度分量的测量组件替换测量链中不确定度较大的测量组件； C）根据特定测量工作重新校准测量链，以达到减小测量不确定度的目的。

表1典型的数量级前缀

c）测量结果应保留到三位有效数字，因此所有测量数值应在1.00～999之间。 测量结果表述方式规范见表2。

表2测量结果表述方式规范

试验标准规定的扩展不确定度限值见表3。 GB1984一2003在第6章规定了扩展不确定度的限值。 使用测量系统每次测量的额定值（例如短路电流、试验电压以及恢复电压）的扩展不确定度不应大 于 5% ( k=2)。

表3试验标准规定的扩展不确定度限值

推荐的电压测量设备校准间隔时间见表4。 推荐的电流及其他测量设备校准间隔时间见表5.

表4推荐的电压测量设备校准间隔时间

NB/T420232013

表5推荐的电流及其他测量设备校准间隔时

本章是为了协助实验室根据试验技术规范、试验标准或客户的要求对试验结果做出符合性（或 ）的评定和报告。 所用的方法应符合ILACG8：1996。

为了给出符合性（或不符合性）的评定和报告，必须提供试验结果及其测量不确定度。提供的测量 不确定度应包括置信概率以及相应计算。通常置信概率不得低于95%。 测量不确定度必须在产品标准、试验标准、技术规范、用户要求以及本标准给出的限值以内。 测量不确定度的计算应按照规范性引用文件提出的国家认可的文件（如ISO导则或者STL导则）

实施，所有试验设备应进行校准， 所有校准应尽可能地溯源到国家标准或国际标准。 测量系统的扩展不确定度必须满足本标准第6章中规定的限值

注：·为测量值，1为容差的下限，「为不确定度区间，"为容差的上限。 图1符合性判定情况图

9测量系统的不确定度评定

测量系统的不确定度评定见附录A。

10评定测量不确定度的示例

评定测量不确定度的示例见附录B和附录C.

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本附录给出了评定一个测量系统的刻度因数的扩展不确定度的简单程序。该程序基于很多假定，这 些假定在许多情形下是真实的。但是应该在每一独立的情况下予以验证。主要假定如下： a）测量量之间没有相关性： b）用B类方法评定的标准不确定度分量具有矩形分布； c）最大的三个不确定度分量具有近似相等的幅值。 这些假定提供了一个刻度因数F的扩展不确定度的评定程序，该刻度因数F既适用于校准状况也适 用于其他延伸条件下认可测量系统在测量中的应用。 校准的相对扩展不确定度U是由确定刻度因数时的标准不确定度、标准系统的校准不确定度和其 他影响量的估算得到的，例如，测量系统的稳定性和校准期间的环境参数等。 一个试验量的测量值的扩展不确定度U.是由认可测量系统刻度因数的校准不确定度和其他量的 影响估算求得的，例如，测量系统的稳定性、测量过程中的环境参数等。 A类和B类不确定度分量的计算方法见GB/T16927.2一2013和GB/T16927.4一2014。 评定不确定度的其他方法见JF1059.1一2012。

A.2认可测量系统整体法溯源时测量不确定度评定

A.2.1认可测量系统校准的不确定度

U = k·leal =2 Jue + u +u

A.2.2使用认可测量系统的测量不确定度

使用者应估算测量扩展不确定度。可以结合校准证书，在测量条件的一个限定的范围内进行估算。 测量值的相对扩展不确定度Ums由认可测量系统在校准中得到的刻度因数的合成标准不确定度和I 类不确定度分量计算得出：

Umes = k · Uenes = 2

k一一包含因子，对应于约95%的覆盖概率，且为正态分布，k=2； 认可测量系统的合成标准不确定度，在预定的使用时间（例如一个校准时间间隔）内有 效； uccal 在校准中确定的认可测量系统的刻度因数的合成标准不确定度： uBi 由第i个影响量引起的认可测量系统的合成标准不确定度的分量，以B类分量评定。这些 分量与认可测量系统的正常使用有关，由非线性、短时和长期不稳定性等因素产生，依 据既可由附加测量确定，也可由其他数据源估算确定，还应考虑其他影响，如认可测量 系统的显示分辨率。 注：校准证书可包含校准不确定度信息U。及在规定条件下使用认可测量系统测量试验电流的相对扩展不确定度 U的信息 在以上假定不成立的情况下，可采用JF1059.1—2012规范中给出的程序

认可测量系统组件法溯源时测量不确定度评

测量链中每个单独组件的不确定度由各自可溯源的校准独立进行评定，包括各个校准设备的不确定 度，并应考虑特定情况或随机情况的影响。 整个测量链的测量不确定度由各组件的不确定度合成得出。 假定整个测量链包含n个组件，每一组件的不确定度u，之间互不关联，各自独立，则整体测量链的 扩展不确定度U（置信概率为95%）可由式（A.3）得出：

U=k.yu? +u? +..+u? k=2

式中，每一组件标准不确定度u，都包含有其校准不确定度分量和影响因素分量，只要其中一个组件 的标准不确定度发生改变，扩展不确定度U就应进行重新评定。 只要符合设定环境条件，此特定测量链的不确定度可以应用到所有采用此特定测量链所测得的数据 上。不确定度应考虑到此测量链所有的随机环境，一旦测量环境变化较大，超出了设定的环境限值，应 该把由此引起的重大不确定度影响分量计入扩展不确定度中。 依据本标准、GB/T16927.2—2013和GB/T16927.4一2014对测量系统出具的试验数据进行不确定度 评定。

B.1测量链的数学模型

依据ENISO/IEC13005：1999建立模型是评定不确定度的基础。本附录将讨论测量系统的通用评 定模型梯形网络。

依据ENISO/IEC13005：1999建立 定模型梯形网络。

B.1.1梯形网络表示的测量系统

与传输组件相关的过程模型的数学表达式为：

Y输出量，例如测量结果： a影响量，乘数，例如刻度因数： X一输入量； A影响量，加数，例如零点漂移。 在实际情况中，测量系统一般包含传感器、传输系统、测量仪器和系数标定四个组件，如图B.2所 示，如用必要，可以很容易地引入更名的组件

图B.2以梯形网络表示的测量系统

该过程模型的数学描述为： Y = g(X,Z,Z,",Z.)=d×(D+C+bx[B+a×(A+ X)]) 乘数和加数影响量以它们的参考值（用下标0表示）与偏离量（用△表示）之和表示。例如

提供测量值，并且传输元件的零点漂移已经调

ao×b ×cg×d。=1 A = B =C。 = D,=0]

在一次测量中，已知传输组件(a,b,",D)和输出量Y，需要得到输入量X。为获取计算模型， 方程B.2的输入量X，即：

X= f(Y,Z),Z2,.,Zn)= abcd abc ab a

假设影响变量Z,的估计值等于它们的参考值，并且满足式（B.4）的条件，输入量X的估计值为x 则：

V，Z数据Y和Z.的估计值。

B.1.3测量标准不确定度的计算

如果根据式（B.5）得到的模型函数于的非线性可以忽略（例如泰勒近似变换的一阶值就足够 并且所有考虑的数据都不相关【例如数据Z,和Z，（i不等于j）的协方差cov(Z,Z,）等于零]，估计 的合成标准不确定度u.(x)为：

xu'(y)+ T qf ×u(z,) I z y"

u(y)，u(z)一与估计值y和z,相关的标准不确定度。 模型函数f对Z,的偏导数可/z,在估计值z,处获得的值的Z,称为敏感系数，它用来描述估计值z 的变化对x的影响程度。 z,变化△z,引起值x的改变量Ax可写作(of/aZ)×Az。如果改变量由与z,估计值有关的标准不确定 度产生，则相应的改变量为(of/aZ,)×u(z）。测量的不确定预算表中将该改变量作为Z,对测量不确定度 u(x)的贡献量。 假设影响参数a,b,",D的估计值等于它们的参考值，并且满足式（B.4）的条件，则与计算模型相 关的合成标准不确定度u（)以及相对合成标准不确定度（/Lrl为：

(x)=1 u'(a)u"(b)u (c)u (d) u"(B), u(C) u(D) +u"()+u (A)+ a b ca a a2 (abo) (agboco)2 "() [n(a) +(b)+ (c) + (d) u'(B) u"(C) (D) 71 u"(y)+u(A)+ IxI a, b d. a2 (a,b,) (agboco)?

(B.8) (B.9)

u(a),u(b),",u(D)一一与参数a,b,"",D估计值相关的标准不确定度。 如式（B.8）所示，测量的标准不确定度u.(x)以及相对标准不确定度u(x)/!x!取决于被测变量x的 值。因此，测量的相对不确定度在被测变量×很小时将达到很大值。在这种情况下，应该调整测量量程 以提高测量不确定度。

B.2短时电流有效值的测量

本章给出了评定短时电流测量链中测量不确定度的示例。

使用方框图表示测量系统的主要配置。需要考虑的影响量和变量在适当的位置叠加在不同组件的输 出变量上，从而叠加到下一个组件的输入量上。 如果使用影响变量的最大偏离量进行不确定度分析，计算的扩展不确定度将会是整个测量链的最大 不确定度。考虑这种最坏的条件，可以很容易地将分析的有效性扩展到变量的边界条件（例如周围温度 的波动）。

B.2.2 测量系统描述

a）测量任务：测量回路短时电流的有效值（50kA以下）。 b）测量原理：分流器将短路大电流转变为低电压，测量低电压即可准确得到短路大电流。 C 测量系统：将分流器、0.5m双绞线连接、10:1衰减器（阻容型）、光纤传输系统（包括模拟发 送器、20m光纤、模拟接收器）通过10m同轴电缆连接到测量计算机的模拟/数字转换器。用 测量软件显示和计算数据，如图B.3所示

测量在室内环境下进行，所有测量组件都接受过定期的校准。 B.2.3测量的不确定度的确定

B.2.3测量的不确定度的确定

图B.3电流测量系统结构图

(B.10) (B.11) (B.12)

3）区间半宽度：0.65%； 4）估计值。 注：该值可以通过前两次的校准值来计算。 e) ANL(%)：分流器的非线性。 1）B类分量属于矩形分布； 2）值：0%： 3）区间半宽度：0.36%； 4） 在校准中通过试验确定（估计）该值。 注： 在下表中，可找到分流器线性偏差的估计值。在不同的校准电流下分流器的电阻值不同，与参考值对应的相对 偏差也不相同，不同校准电流下分流器电阻值相对于参考值的偏差见表B.1。

表B.1分流器电阻值相对于参考值的偏差表

NB/T42023—2013

NB/T420232013

4）包含因子：2； 5）计算机A/D输入卡传输因子的校准值包括软件及其不确定度在内。 注：例如GB/T 33770.2-2019 信息技术服务 外包 第2部分：数据保护要求，可以通过软件校准获得该值。这里使用值10，是为了抵消安装在传输系统前的分压器的系数。 q) Upc(V)：A/D转换器输出信号。 中间结果。 r) Skc(%)：包括软件在内的计算机A/D转换器的刻度因数的长期稳定性。 1）值：10： 2） 扩展不确定度：0.05； 3）1 包含因子：2； 4） 可以通过前两次校准估计该值。 s) △NLpc(%)：包括软件在内的计算机A/D转换器刻度因数的非线性。 1) B类分量属于矩形分布； 2） 值：0%; 3) 区间半宽度：0.02%； 4） 来自校验值（软件校验）或估计值， t) SUres(V)：包括软件在内的计算机AVD转换器刻度因数的分辨率误差。 B类分量属于矩形分布： 2） 值：0%; 区间半宽度：0.00025V； 显示装置的最小分辨率为12位、测量量程的0.025%，相对误差取决于测量值； 5） 测量量程为2V时，等于最大偏差0.0005V。 例如：测量量程为2V的A/D转换器，其最大分辨率误差等于0.0005V；在U=1.256V时相对误 差约等于0.04%，Uzp=1.8V时相对误差等于0.028%；为了与测量值无关，分辨率误差使用绝对值。 u）Up(V)：电压的输出值。 1）常数： 2）值：1.256V； 3）显示值。 v) 试验结果及其不确定度。 1）试验结果参量：Isc： 2）值：37120A； 3）相对扩展不确定度：2.3%： 4）包含因子：2.0； 5）置信概率：95%。 这是相对扩展不确定度，是通过标准不确定度乘以包含因子k=2确定的。 注：严格意义上来说，显示的测量不确定度仅仅适用于瞬时输出电压Up，它是与电流值相关的数值。 这是因为各影响变量并不以相对值的形式单独列入不确定度分析。以绝对值出现的变量 与这个类似，同样适用于用绝对值表示扩展不确定度时测量不确定分量用相对值表示的情况。 只有扩展不确定度自身值及其影响因素使用相对或绝对值表示或使用时，扩展不确定度才与输入保 持独立；然而在这种情况下，以绝对值表示的分量对扩展不确定度的影响很小。 当电流从起始值近似为Isc=5000A（对应于显示电压Uinp近似等于0.15V）时，只改变相对扩展不 确定度数值小数点右边第二个数字。 随着电流上升，绝对分量的影响继续下降。

注：如果分量的绝对值U以10次方的速度提高，则只有从电流Isc=32000A和/或Up=1.1V开始，才能获得总 体有效性。 由于最坏情况估计值是各不确定度分量评定的基础，所以如果满足前面提到的边界条件，测量不确 定分析的结果应与现场情况无关。 注：以电流近似值Isc=5000A作为起始（最大为50kA）确定的测量不确定度，在提及的边界情况以内，对所有的 测量值均有效。

B.3TRV电压峰值的测量

3.3.1测量系统的描述

在天容量试验室进行试验需要测量瞬态恢复电压的峰值（TRV峰值）。使用校准过的分压器作为传 感器。分压器的输出电压由校准过的暂态记录器测量。 测量任务：频率为400Hz、电压持续时间大约1s、峰值为59.5kV（待测值）的交流电压TRV峰值。 观察方法：直接法。 测量原理：分压器将高电压转换成低电压，用暂态记录仪测量低电压值即可得到高电压值。 测量步骤：在试验回路中连接分压器。分压器的输出通过30m同轴电缆传输到记录室的暂态记录 仪TR上，如图B.4所示。 为了计算测量的不确定度，假设： 暂态记录仪上的显示电压为59.52kV； b) 分压器变比为5952V/V； c) 暂态记录仪上的垂直分辨率为12位； d) 暂态记录仪的量程为10V； e) 试验回路的温度为13℃； f) 记录室温度为21℃。

B.3.2测量不确定度的确定

图B.4电压测量系统结构图

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SY 4201.1-2016 石油天然气建设工程施工质量验收规范 设备安装工程 第1部分：机泵类Miee =αxt A kTRteme =αTR × ATR