測量不確定度分析的案例
網絡課程 | 10月25日測量誤差與測量不確定度
<p class="ql-align-center"><br></p><p><br></p><p><strong style="color: rgb(0, 51, 90);">課程內容</strong></p><p><span style="color: rgb(68, 68, 68);">系統誤差和隨機誤差在某些情況下界限不是十分清楚，使得同一被測量在相同條件下的測量結果因評定方法不同而不同，從而引起測量數據處理方法和測量結果的表達不統一。測量結果以往常用測量誤差來表述，測量不確定度是對于誤差分析的最新理解和闡述，它表示由于測量誤差的存在而對</span><strong style="color: rgb(51, 182, 177);">被測量值不能確定的程度</strong><span style="color: rgb(68, 68, 68);">。測量誤差一般在一定的標準狀態下得出，無法表征實際應用工況下的測量結果好差，測量不確定度可以定量地表示實際工況下</span><strong style="color: rgb(51, 182, 177);">測量結果的可信程度</strong><span style="color: rgb(68, 68, 68);">。對于測試測量來說，測量人員、傳感器儀器儀表、測量方法、測試對象、環境等都會影響整個測量結果。
展開 免費網絡課程 | 7月15日 測量不確定度的應用實踐
培訓內容
測量誤差是一個理想化的概念，實際難以準確定量確定。系統誤差和隨機誤差在某些情況下界限不是十分清楚，使得同一被測量在相同條件下的測量結果因評定方法不同而不同，從而引起測量數據處理方法和測量結果的表達不統一。
測量結果以往常用測量誤差來表述，更準確的評估應為測量不確定度，兩者具有完全不同的含義，測量不確定度是對于誤差分析的最新理解和闡述，它表示由于測量誤差的存在而對被測量值不能確定的程度。測量誤差一般在一定的標準狀態下得出，無法表征實際應用工況下的測量結果好差，測量不確定度可以定量地表示實際工況下測量結果的可信程度。對于扭矩測量，傳感器、機械設計、運行環境等都會影響整個測量結果，本課程將為您剖析如何對扭矩測量進行不確定度評定。
內容概要：
測量誤差
測量不確定度發展歷程、定義、來源
測量誤差與測量不確定度的主要區別
統計學基礎
標準不確定度和擴展不確定度
測量不確定度評定
測量不確定度應用實例（以扭矩測量為例）
測量改進措施（以扭矩測量為例）
培訓時長
1小時
課程對象
從事測試測量特別是扭矩測量領域的工程、技術、營銷、采購、管理人員；大中專院校相關專業師生。
主講講師簡介
金智煒，Manager - China IMS & SI
工科背景管理學碩士，IPMA認證IPMP，十余年傳感器儀器儀表行業技術和營銷經驗。
培訓時間
7月15日（周三）下午 14:00-15:00
費用：免費
備注
培訓將通過網絡授課的方式進行，請自備具備上網條件的電腦
報名方式
點擊 即刻報名；或長按識別下方二維碼進入報名。
展開 工程師課程筆記 | 測量誤差和測量不確定度的區別
6) 結果修正
測量誤差：可以用已知誤差，對未修正測量結果進行修正。
測量不確定度：不能用測量不確定度修正測量結果。
7) 試驗標準差
測量誤差：來源于給定的測量結果。
測量不確定度：來源于合理賦予的被測量的值。
8) 結果說明
測量誤差：誤差屬于給定的測量結果，相同的測量結果具有相同的誤差，而與得到該測量結果的測量設備、測量方法和測量程序無關。
測量不確定度：測量不確定度與人們對被測量、影響量，以及測量過程的認識有關。
展開 網絡研討會 | 10月30日測量誤差與測量不確定度
n=2674-28688
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</div></a>
</figure>
</div><p class="ql-align-center"><br></p><p><br></p><p><strong>會議內容</strong></p><p>系統誤差和隨機誤差在某些情況下界限不是十分清楚，使得同一被測量在相同條件下的測量結果因評定方法不同而不同，從而引起測量數據處理方法和測量結果的表達不統一。測量結果以往常用測量誤差來表述，<strong>測量不確定度</strong>是對于誤差分析的最新理解和闡述，它表示由于測量誤差的存在而對被測量值不能確定的程度。<strong>測量誤差</strong>一般在一定的標準狀態下得出，無法表征實際應用工況下的測量結果好差，測量不確定度可以定量地表示實際工況下測量結果的可信程度。對于測試測量來說，測量人員、傳感器儀器儀表、測量方法、測試對象、環境等都會影響整個測量結果，本課程將為您剖析測量誤差與測量不確定度的聯系與區別。</p><ul><li>測量誤差</li><li>測量不確定度</li><li>測量誤差與測量不確定度的主要區別</li></ul><p><br></p><p><strong>會議時間</strong></p><p>2024年10月30日（周三）14:00-15:00</p><p><br></p><p><strong>會議對象</strong></p><p>從事測試測量領域的工程、技術、營銷、采購、管理人員；大中專院校相關專業師生。
展開 
譜尼測試成為全國測量不確定度計量技術委員會首屆委員單位
2021年12月20日，全國測量不確定度計量技術委員會（MTC39）成立大會以視頻形式順利召開。市場監管總局計量司、中國計量科學研究院、全國測量不確定度計量技術委員會委員、顧問、工作組成員、秘書處及有關專家共70余人參加了此次會議。譜尼測試集團有幸成為首屆委員單位。本次會議由技術委員會秘書長、中國計量科學研究院研究員劉軍主持，市場監管總局計量司一級巡視員張益群、中國計量科學研究院書記兼副院長段宇寧出席會議并講話。在成立大會上，市場監管總局計量司及中國計量院相關領導對技術委員會的成立表示了祝賀，計量司相關負責人宣讀了《市場監管總局關于同意成立全國測量不確定度計量技術委員會的批復》。會上審議并表決通過了委員會章程和秘書處工作細則。
譜尼測試集團作為委員單位，在以后的工作中，將加大對測量不確定度領域工作的研究，積極支持委員會的工作，將測量不確定度更好的應用于檢驗檢測及計量校準等領域。
展開 綜述 | CFD不確定度量化方法研究綜述
圖4中以雷諾應力輸運模型和線性渦黏模型為例，標注出湍流模型中可能存在的不確定性來源。
圖 4 不同類別的湍流模型以及其中的不確定性來源[67]
混合不確定度量化
CFD系統非常復雜，涉及到大量的不確定性因素，將這些因素割裂分析將會忽略他們之間的聯系，需要對CFD系統進行整體不確定度量化。混合不確定度量化方法被廣泛地應用于CFD整體不確定度量化中。Duque等[85]開發了“Spectre”平臺，該平臺能夠根據用戶的自定義進行網格以及來流參數（馬赫數、迎角、雷諾數等）的不確定度量化，實現CFD整體不確定度量化的商業化。圖5展示了利用該平臺對NACA0012翼型進行不確定度量化獲取的升力系數統計信息。
圖 5 NACA0012翼型升力系數累積密度分布函數[86]
不確定性因素的敏感性分析
對不確定度量化結果的分析也是不確定性研究中不可或缺的內容。一旦明確了CFD數值模擬中的各種不確定性來源和表現形式，并且對這些不確定性在CFD系統中的傳遞進行了量化，研究各類不確定性因素對總不確定性的貢獻就顯得尤為關鍵。敏感性分析常常被用來研究不確定性因素對CFD計算結果的影響大小。目前對敏感性分析的研究主要集中在提升效率和精度上。
展開 紫外可見分光光度計測定POM塑料中甲醛含量的不確定度評價
聚甲醛（POM）是具有高密度、高結晶度的通用工程塑料，具有類似金屬的硬度、強度和鋼性，可取代鋁、鎂、銅等金屬材料在汽車工業上的應用。POM材料在汽車上的應用位置主要包括發動機、底盤、車身、座椅安全帶部件、門把手、門鎖、電子電氣設備等。
由于分子結構的原因，POM熱穩定性較差，受熱容易分解產生易揮發的甲醛氣體，有刺激性氣味，且長期接觸對身體會引起一系列不良反應，甚至致癌。
塑料中甲醛的檢測方法主要以分光光度法為檢測手段，通過對樣品中的甲醛進行加熱散發并用蒸餾水吸收，再與乙酰丙酮、乙酸銨反應，利用外標法定量計算出樣品中甲醛含量。目前利用紫外可見分光光度計測定POM塑料中甲醛含量的不確定度研究尚未見文獻報道，因此國高材分析測試中心依據JJF 1059.1-2012標準對此方法進行不確定度評定，分析結果不確定度的主要來源，從而提高測定結果的準確性。
什么是測量不確定度？
1）測量不確定度是對任何測量的結果存有懷疑。
2）測量不確定度的表述：由于對任何測量總是存在懷疑的余量，所以我們需要回答“余量有多大？”和“懷疑有多差？”
3）如何給不確定度定量？
需要有兩個數：1）余量（或稱區間）的寬度；2）置信概率，說明我們對"真值"在該余量范圍內有多大把握。
展開 干貨｜大學生電子競賽題目分析——2021年A題《信號失真度測量裝置》
若放大器的輸入交流電壓為
出現諧波失真的放大器輸出交流電壓為
，則uo的總諧波失真（失真度）定義為
本題信號失真度測量采用近似方式，測量和分析輸入信號諧波成分時，限定只處理到5次諧波。定義
為本題失真度的標稱值。
若失真度測量值為THDx，則失真度測量誤差的絕對值為
（3）基波與諧波的歸一化幅值：當輸入信號的基波幅值為Um1 ，各次諧波幅值分別為Um2、Um3、…，基波與諧波的歸一化幅值為：1、(Um2/Um1)、(Um3/Um1) …。
（4）用函數/任意波形發生器（以下簡稱為發生器）輸出的周期信號作為測量裝置的輸入信號。參賽隊員必須熟練掌握發生器“諧波發生”功能的操作技能（包括但不限于設置信號諧波參數、存儲與調用信號）。
（5）參賽隊必須自帶本隊自用的發生器參加賽區作品測試，根據測試專家提出的有關要求自行設定、存儲自帶發生器的輸出信號，作為測量裝置輸入信號。
（6）除輸入信號外，不得再有任何其他信號引入測量裝置。一鍵啟動測量后，裝置應在10 秒鐘內自動完成失真度測量與顯示（期間不得有人工操作），超時扣分。一旦測量顯示總用時超過30 秒，停止作品測試。
題目分析與方案設計
盡管此題的題目是失真度測量裝置，但實際上是對輸入信號進行頻譜分析。
常見的頻譜分析設備有兩種不同的結構：一種是基于模擬電路實現的超外差式頻譜分析儀，這種結構連續改變本振頻率，輸入信號中的對應頻譜分量則通過中頻濾波器后輸出，相當于一個連續改變其中心頻率的帶通濾波器。另一種則是數字頻譜分析儀，用ADC將輸入信號轉換為數字信號，然后基于FFT算法得到其頻譜分量。
展開 SALOME_HYDRO在二維水力學不確定性分析方面的應用
在Salome平臺上，利用TELEMAC-MASCART以及OpenTURNS和YACS模塊對其進行模擬分析。
處理不確定性的方法步驟
不確定性分析一般包含以下幾個步驟：
步驟A：確定研究對象：研究模型，輸入參數，輸出量以及需要研究；通過輸入參數中的固定量d和不確定量x，由模型計算得到我們感興趣的輸出Y;
步驟B：根據需要由輸出量Y決定更改輸入固定量d的值;
步驟B'：在步驟B的同時，通過對輸出量Y的變化方差和概率分析，加之概率判據和反饋調節，對不確定量的可能分布進行概型假設，并據此更改輸入不確定量x的值。
這一方法步驟的正向流程可以看做是不確定量在模擬計算中的傳播過程（步驟C），而反饋流程則可以看做是進行敏感度和變量優先度分析的過程（步驟C'）。
二維自由表面流動模型
下面給出軟件進行模擬時采用的二維自由表面流動方程，首先，該模型包括如下假設：
不可壓縮流假設;
靜水壓力假設;
表面和底部不可滲透性假設。
展開 Moldex3D仿真分析之芯片封裝制程挑戰與不確定性
由于微芯片封裝包含許多復雜組件，故芯片封裝制程中將會產生許多制程挑戰與不確定性。常見的IC封裝問題如：充填不完全、空孔、金線偏移、導線架偏移及翹曲變形等。
Moldex3D 解決方案
Moldex3D芯片封裝模塊目前支持的分析項目相當完善，以準確的材料量測為基礎，除了基本的流動充填與硬化過程模擬；并延伸到其他先進制造評估，例如 : 金線偏移、芯片偏移、填充料比例、底部填充封裝、后熟化過程、應力分布與結構變形等。透過精準的模擬可以預測及解決重大成型問題，將有助于產品質量提升，更可以有效地預防潛在缺陷；藉由模擬優化達到優化設計，并縮減制造成本和周期。
芯片布局評估
? 顯示動態熔膠流動行為
? 評估澆口與流道設計
? 優化流動平衡
? 避免產生氣泡缺陷
結構驗證
? 應用流固耦合（fluid-structure interaction）算法預測金線、導線架、芯片偏移、芯片變形等行為
? 可與ANSYS及Abaqus整合，共同分析結構強度
制程條件影響預測
? 模擬實際生產的多樣化制程條件
? 計算制程改變所造成的溫度、轉化率和壓力分布
? 預測氣泡缺陷（考慮排氣效果）與翹曲
后熟化制程翹曲與應力分析
? 顯示經過后熟化階段的應力松弛和化學收縮現象
? 計算溫度、轉化率與應力分布并預測可能產生的變形
高階材料特性量測
? 可量測反應動力、黏度、黏彈性提供流動仿真
? 黏彈應力釋放、化學收縮率、熱膨脹收縮效應達成精準預測翹曲
Moldex3D 支持多種封裝制程模擬轉注成型與覆晶底部填膠模擬。
展開 基于HyperWorks的聲固耦合系統不確定性分析與優化
摘要：在實際工程問題中，計算模型、材料屬性、幾何特性及測量響應等有關的誤差或者不確定性現象廣泛存在，雖然各個參數的不確定范圍較小，但這些不確定性耦合在一起可能使結構響應產生較大的偏差，因此在工程分析中，應將不確定性考慮在內。聲固耦合系統由聲學域和結構域組成，結構域的振動會激勵聲學域的壓力波動，聲學域的聲壓波動也會反過來作用在結構域上對其產生影響，在聲學域與結構域及其耦合面均存在不確定性影響因素，本文將某型客車對聲固耦合系統的不確定性分析方法展開研究，基于HyerWorks對可客車聲學響應進行仿真分析，并對不確定系統進行魯棒性優化，減小聲場的性能波動性。
關鍵詞：不確定性分析；HyperWorks；聲學仿真；魯棒性優化；
備注：詳細案例見附件
基于HyperWorks的聲固耦合系統不確定性分析與優化.pdf
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設計仿真 | 基于Digimat & ODYSSEE的結構不確定性量化分析
不同溫度下，PBT-GF30零部件力-位移曲線及失效
3-2 產品可靠性分析
上述仿真分析是確定性的，即忽略了實際情況中的不確定性來源。在產品設計生產過程中考慮不確定性因素越晚，則需要設計更改的時間越晚，這樣實施起來的成本就會很高。同時，考慮組件結構可靠性的所有不確定性，需要大量的仿真計算工作。
圖6. 在設計前期考慮產品的各種不確定性，可以有效減少設計變更成本和時間花費
這里我們考慮纖維取向不確定性對結構可靠性的影響，研究產品在準靜態載荷下的變化，考慮其失效指標（FI）的分布情況。
按照圖1所示的UQ分析流程進行產品可靠性分析：
●首先進行DoE樣本點的準備，按照二階取向張量均勻分布的要求生成10個樣本點，每個樣本點使用Digimat進行零部件性能仿真分析并計算FI。
●利用上述10組結果進行高精度ROM訓練和驗證，即7組樣本進行訓練，3組樣本進行驗證，結果表明預測模型和高保真仿真模型之間非常匹配。
●之后利用上述高精度ROM進行產品可靠性分析，以評估纖維取向的不確定性對結構可靠性的影響，針對五種纖維取向波動情況進行研究，每種情況調用1000次ROM進行計算，結果表明當纖維取向不確定性大于0.05時，產品可靠性開始下降；當外載荷降低20%時，纖維取向不確定性即使達到0.2，產品可靠性也不會降低。
圖7.
展開 Moldex3D模流分析之幫助消除模具制造過程的不確定性
為了減少制造過程中的諸多不確定性，Extreme決定借助Moldex3D來尋找合適的解決方案，希望在制造前能夠獲得更多自信。
挑戰
須找到合適的排氣位置
須決定合適的冷卻液溫度
須決定有效的保壓時間，以達到產品可容許的收縮量
解決方案
使用Moldex3D Advanced解決方案(流動、保壓、冷卻、翹曲模塊)以及3D Coolant CFD)找到最佳的成型條件
效益
找到合適的排氣位置
減少產品收縮
優化冷卻時間及生產周期
案例研究
Extreme借助Moldex3D來降低成型過程中的不確定性，希望在試模前找到適合排氣的位置、評估機臺是否符合需求、最大鎖模力、合理的充填時間，以及預測翹曲情形等等。
從Moldex3D的充填/保壓模擬結果中可發現，充填壓力低于機臺最大值，其最大的鎖模力和最大剪切率也都在可接受范圍。因此評估機臺符合制造需求(圖一)。
圖一 經由Moldex3D充填/保壓模擬，可得知Extreme的機臺符合制造需求。
Moldex3D的流動波前模擬結果，也幫助Extreme做出有把握的決策，找到合適的排氣位置并在制造初期就做出正確的工具設計，而不必等到發生短射問題后，才進行后續修正(圖二)。
圖二 Moldex3D的短射模擬符合實際結果。
接下來Extreme降低冷卻液溫度，使得表面平均溫度大幅降低。他們進行了3種不同冷卻液溫度的仿真，并觀察其對于產品收縮的影響。最后發現在117℉時，收縮量符合了規格需求(圖三)。
圖三 透過3種不同冷卻液溫度仿真，發現在117℉時的收縮量最符合規格。
Extreme并嘗試提高保壓時間，進行了4種不同的保壓時間模擬，觀察到其中在保壓時間17秒時，會獲得較佳的收縮結果(圖四)。
圖四 仿真結果顯示17秒的保壓時間可達到最適的收縮量。
展開 Ansys Zemax | 表面不規則度的公差分析
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平行平板表面不規則度分析
本文主要介紹Opticstudio如何對表面不規則度進行公差分析：
如何使用公差操作數TEZI指定RMS公差
表面不規則度的頻率參數和RMS振幅參數如何影響波前傳輸
透鏡表面不規則度的不確定性使得其公差分析不那么簡單。通常情況下，透鏡供應商通過對樣品的平均表面誤差進行測量得出RMS公差并提供給使用者。表面不規則度通常用“平滑度 λ/10 或者 λ/20”來形容。
首先，我們做如下假設：
初始表面類型為標準面或者偶次非球面
用Zernike多項式系數表示表面公差。因為如果用干涉儀對表面進行測試，那么干涉儀測量軟件會將表面公差用Zernike多項式的形式表示出來。此時用Zernike多項式系數來表示表面公差會是一個非常好的選擇。
在公差分析的過程中，OpticStudio會用Zernike標準矢高面來代替標準面/偶次非球面，用Zernike多項式系數表示與原始面之間的誤差。如果想要詳細了解Zernike標準矢高面 ，請查閱用戶手冊。請注意，表面不規則度的RMS幅值不能確定表面不規則的形狀。
公差分析
接下來，我們看一個小例子，系統的3D Layout 圖以及LDE圖如下所示：
為了簡單起見，本例的系統結構為平板，當然，我們可以用偶次非球面面型設置各種形狀的表面。
展開 Ansys Zemax | 表面不規則度的公差分析
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平行平板表面不規則度分析
本文主要介紹Opticstudio如何對表面不規則度進行公差分析：
如何使用公差操作數TEZI指定RMS公差
表面不規則度的頻率參數和RMS振幅參數如何影響波前傳輸
透鏡表面不規則度的不確定性使得其公差分析不那么簡單。通常情況下，透鏡供應商通過對樣品的平均表面誤差進行測量得出RMS公差并提供給使用者。表面不規則度通常用“平滑度 λ/10 或者 λ/20”來形容。
首先，我們做如下假設：
初始表面類型為標準面或者偶次非球面
用Zernike多項式系數表示表面公差。因為如果用干涉儀對表面進行測試，那么干涉儀測量軟件會將表面公差用Zernike多項式的形式表示出來。此時用Zernike多項式系數來表示表面公差會是一個非常好的選擇。
在公差分析的過程中，OpticStudio會用Zernike標準矢高面來代替標準面/偶次非球面，用Zernike多項式系數表示與原始面之間的誤差。如果想要詳細了解Zernike標準矢高面 ，請查閱用戶手冊。請注意，表面不規則度的RMS幅值不能確定表面不規則的形狀。
公差分析
接下來，我們看一個小例子，系統的3D Layout 圖以及LDE圖如下所示：
為了簡單起見，本例的系統結構為平板，當然，我們可以用偶次非球面面型設置各種形狀的表面。打開公差數據編輯器（ Tolerance Data Editor ），按照下圖數據設置公差：
Surf : 進行不規則度分析的表面編號；
MAX# / MIN# ：Zernike多項式最高階/最低階次數。
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