3-14 一种动态测量不确定度评定方法

宋 琼

　　测量不确定度分量的评定方法分为统计方法（A类）和非统计方法（B类）两类。A类不确定度评定结果具有统计学上的严格性，在重复次数足够大的情况下，A类评定的结果是准确的，而B类评定结果的准确性则在很大程度上依赖于信息的来源以及评定技巧。

　　动态测量具有动态性、时变性、相关性等特点，显然不符合重复实验条件，目前通常采用B类不确定度评定方法估算各分量。如何实现对动态测量信号不确定度较为准确的评定，首先开展了静态测量信号的频域分析：静态测量信号的傅里叶变换在0频率处有一个幅值为的冲激分量，在其它较宽频率范围内还有幅值大小变化的分量。周期信号的测量数据表现在频域幅值图上，为一个或多个冲激分量（基频）和其它频率点处的分量（测量噪声）。对于标定合格的测量系统，可以很容易地从频域中分辨出基频。

　　通过对贝塞尔公式的频域解释以及数学推导得到：静态测量信号采用A类评定方法得到的标准不确定度，等于测量信号滤除掉与测量真值同频率信号（均值）后的测量噪声的标准差（均方根值）。

　　将一个噪声信号分别叠加到一个直流信号和正弦信号上，叠加了噪声的直流信号的不确定度采用贝塞尔公式计算，叠加了噪声信号的正弦信号的不确定度采用功率谱密度方法计算。叠加了噪声的直流信号利用贝塞尔公式计算的标准差为0.1037，叠加了同一噪声的正弦信号采用功率谱密度不确定度评定方法计算的标准差为0.1025。考虑采用功率谱密度计算方法中，引入了叠形计算误差（0.02%）。因此，可以说采用通过计算功率谱密度，从而计算均方根得到标准差的动态测量不确定度方法的精度与贝塞尔公式的计算精度一致。