元器件检测的测量不确定度评定方法与实例

其中K为包含因子，在不能确定Xi的分布形式时，根据标准的规定，K选择2，相当于约95％的包含概率；一般给出扩展不确定度时，同时也会给出包含因子。若给出的扩展不确定度为up（Xi）时（p为包含概率），则其Kp与Xi的分布相关，按照正态分布考虑时，如p=0.95，可查表得到Kp=1.960.

2）若资料给出Xi可能值分布区间半宽度为a（通常为允许误差限的绝对值）：

（3）输入量的标准不确定度u（Xi）引起的y的标准不确定度分量ui（y）为：

其中为灵敏系数，等于输入量Xi变化单位量时引起y的变化量，可以由数学模型得到，也可以由实测得到。反映了该输入量的标准不确定度对输出量的不确定度的贡献灵敏程度。

（4）合成标准不确定度uc（y）的计算

实际工作中，若各输入量之间互不相关，或有部分输入量相关，但其相关系数较小（弱相关），即r（Xi，Xj）=0，可化简为：

此时，计算合成不确定度采用的是方和根法，即将各标准不确定度分量平方后求和再开根。

（5）扩展不确定度u的计算1）通常提供的不确定度是特定包含概率下的扩展不确定度，这时需要估计不确定度分量的分布形式，在不确定度较多、其大小比较接近，而无法确定其分布形式时，按照标准的规定取K=2，近似的正态分布其包含概率约为95％，即U=Kuc（y）=2uc（y）。

2）如果可以确定合成不确定度包含的分量中较多分量或占支配地位的分量的概率分布形式，则需要按照其分布形式来确定K值。

3元器件测试中测量不确定度评定实例3.1测试过程信息（1）测试设备为数字电路自动测试系统J750.电压测量能力：量程5V、分辨力0.625mV；测量电压准确度±0.1％+3mV.（2）测试参数及测试结果：在重复性条件下（26.4℃、54％），测量标准样片54LS245的Voh参量（Ioh=3mA），其2次结果如下：

平均值为Ave=2.93477V

3.2测试不确定度来源分析

（1）测试设备固有的不确定度：电压测量分辨力，电压测量准确度。

（2）环境条件。对于元器件测试来说，其环境条件在实验室可以控制在特定的温湿度下，由此引入的不确定度可忽略不计。

（3）测量方法和检测过程。对于元器件较复杂的测试过程中，因各种假设和近似计算等技术因素有时无法分析出不确定度，需要经过多次的试验才能定量描述；对于该例中的加流测压的简单过程，引入的不确定度可忽略不计。

（4）测试夹具、引线等工装辅助装置的残余参数。对于自制或临时增加的该类装置，其残余参数的度量是较复杂的过程，取决于其介质、形状、长度等多种因素，也和测试速度、测试对象有关，该实例中使用的是设备厂家配置的夹具，其残值已包含于系统的误差范围，这里将该因素引入的不确定度忽略不计。

（5）测量重复性引起的不确定度。可以通过多次测量的实验方法得出，该例中的重复测试为6次。

（6）人员素质引起的不确定度。该实例的测量由自动测试设备实现，操作过程符合规程要求，此项因素引入的不确定度可忽略不计。

3.3不确定度评定的计算过程

（1）数学模型Y=Voh

（2）重复测量所引入的不确定度。

A类评定，使用Bessel公式计算重复测量引入的不确定度：

（6）扩展不确定度。

U=K×uc=0.0068V（k=2）

（7）标准样片54LS245在J750上测得的Voh=2.9348V，不确定度为0.0068V.

4结束语

在影响测量结果的各因素受到控制的情况下，不确定度的来源主要为重复测试的分散性和设备自身的偏差，测量不确定度的评定并不复杂，该实例所用样片作为盲样在不同实验室比对得到的测量结果时，表明该次测量结果为满意。其中比对结果值的计算方法：

包含了使用扩展测量不确定度的计算。所以，开展测量不确定度的评定同时也是评价检测方法和过程的合理水平，评价实验室间比对检测结果的必要工作。