GJB3756-99的理解及教學實踐

2009-11-27 高龍寶 國防科技大學炮兵 院

  測量結果的不確定度概念、理論依據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對測量結果不確定度的評估及表示作了統一規定。自99年9月1日起在全軍和全軍工系統中,測試報告、技術協議等有關文件資料均按此標準執行幾。這給軍校實驗教學及機械類課程教學內容的知識更新提出了新的課題。本文結合教學實踐,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常是不知道的,因此用傳統的誤差公式:△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系又有區別。二者都是用來描述測量結果與真值之間的偏離量。由于測量算術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間,也就是測量結果對真值的偏離程度,俗稱誤差區間。即:測量不確定度也可理解為測量結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,以示與傳統的概念有區別。

1.2、側云誤差理論的創新點是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,凡未知因素都根據經驗來估算UB的值,且人為使它具有類似于方差的性質,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理統計理論

  由于所有被定義的各類不確定度均具有方差的性質,因此各計算公式都嚴格遵循概率與數理統計理論。凡以往理論上不嚴密的計算公式均不宜應用,例如:“和差關系以絕對誤差為準,乘除關系以相對差為準”的計算方法,而應以標準中規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、結束語

  GBJ3756-99還涉及許多其它內容,但對大學教學而言,能正確傳授本文中所敘述的兩個問題,并結合實際例子計算出測量結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(為節省篇幅,本文不舉實例)。同時,對大部分軍工企業的應用場合,上述問題同樣極其重要,文中所述僅供參考。