简介
分辨率不确定度是造成测伟德之道量不确定度的一个因素。在每一个不确定性预算中都应该考虑它的影响。伟德之道然而，评估分辨率的不确定性取决于几个因素。伟德之道因此，我创建了这个指南，以帮助您正确地识别和评估各种测量设备的分辨率不确定度。伟德之道
在这篇指南中，我将教授你需要知道的关于分辨率不确定性的一切;伟德之道它比你想象的还要复杂。为了帮助您快速找到问题的答案，请使用下面的链接跳到前面。
- 什么是分辨率不确定性伟德之道
- 为什么分辨率的不确定性很重要伟德之道
- 分辨率不确定性与不确定伟德之道性分析
- 分辨率不确定度方程伟德之道
- 如何按设备类型计算分辨率不确定度伟德之道
- 将分辨率不确定度转换为标准不确定度伟德之道
- 夸大和低估测量中的不确定度伟德之道
- 图片分辨率不确定性的例子伟德之道
什么是分辨率不确定性伟德之道
分辨率不确定度是由测量伟德之道设备的分辨率造成的测量不确定度。
为什么分辨率的不确定性很重要伟德之道
分辨率不确定度很重要，伟德之道因为它考虑到测量设备的局限性。测量的精度、精密度和能力受到测量标准和被测单元分辨率的限制。
无论多么仔细或科学，您的测量结果受到您的测量标准的分辨率和被测单元的限制。
重要的是要考虑到测量系统中的所有设备。分辨率最差的设备将限制您的测量能力。
例如，您可以将多功能校准器(如Fluke 5700A)的电压输出与3.5位万用表进行比较，被测单元的分辨率将对测量结果和相关的不确定度有相当大的影响。伟德之道
在另一个例子中，您可以将量块的长度与数字校准器进行比较，但数字卡尺的分辨率将影响测量结果和相关的不确定度;伟德之道即使你使用的是0级量块。
在这两个例子中，工业测量设备使用精密设备进行校准，测量结果和测量不确定度受到被测单元分辨率差的显著影响。伟德之道
因此，无论分辨率不确定度对测量计算不确定度的影响是否显著伟德之道，它都被认为是重要的。
分辨率不确定性与不确定伟德之道性分析
分辨率不确定性是不确定伟德之道度分析中应该考虑的一个因素。但是，您必须考虑到您的测量系统中的所有测量设备。
简单的校准
对于简单的测量或校准，您可能只有两个测量设备;测量标准和被测设备。在这种情况下，您需要考虑测量标准和被测单元的分辨率。
如果你在进行测量或校准时，被测单元的类型总是相同的，你应该在CMC不确定度计算的不确定度预算中包括被测单元的分辨率。伟德之道
另一方面，如果您正在执行测量和校准，其中被测单元可以例行更改，您应该从您的CMC不确定度估计中省略UUT分辨率。伟德之道相反，您应该在稍后的时候包含UUT解析根据ILAC P14计算校准不确定度伟德之道．
这样，通过考虑两个UUT的分辨率，您就不会高估测量中的不确定度。伟德之道
复杂的校准
当执行复杂的校准时，您可能会在校准过程中涉及多个测量标准和一个被测单元。在这种情况下，您需要考虑流程中每个度量标准的分辨率。
如果您的测量标准有不同的测量单位，您将需要执行额外的工作计算灵敏度系数或分数不确定度伟德之道．
当使用敏感系数或分数不确定性时，一定要遵循伟德之道不确定度分析的传播规则伟德之道．
类似于简单的校准;如果校准过程中UUT的类型没有改变，则应在CMC不确定度分析中包括UUT分辨率。伟德之道
如果你的校准过程可以用来校准几种不同类型的UUT，那么你可以从CMC不确定度分析中忽略UUT分辨率，然后在计算校准不确定度时考虑它。伟德之道
分辨率不确定性方程伟德之道
在确定分辨率不确定度时，有几个方程可以用来评估测量设备的伟德之道分辨率。对许多人来说，最大的挑战是决定应该使用哪个方程。
为了选择合适的方程，对这些因素进行评估是很重要的;
- 设备类型(例如数字显示器、模拟刻度或人工制品)
- 操作理论
- 测量分辨率
全数字/比例分辨率
当测量设备的全分辨率被认为是造成测量不确定度的原因时，使用下式。伟德之道
式中测量装置的分辨率为分辨率不确定度。伟德之道
Ures=分辨率不确定性伟德之道
R我=仪器刻度分辨率
半数字/比例分辨率
当测量设备的一半分辨率被认为是造成测量不确定度的原因时，使用下式。伟德之道
式中测量装置的分辨率除以2，计算分辨率不确定度。伟德之道
Ures=分辨率不确定性伟德之道
R我=仪器刻度分辨率
精密刻度分辨率
下式用于估计模拟比例尺和器件的分辨率不确定度。伟德之道
式中，测量装置的分辨率除以模拟比例尺的估计细度．
Ures=分辨率不确定性伟德之道
R我=仪器刻度分辨率
f我=尺度划分可细分的细度
这个公式是留给有经验的计量学家和技术人员的，他们有能力正确估计模拟比例尺的精细度。
在使用模拟设备时，许多专家建议将模拟比例尺的分辨率减半。这可能适用于许多设备，但如果刻度标记之间的距离有一半超过规格和公差怎么办?
在这种情况下，半位数分辨率方法不能充分估计分辨率的不确定性。伟德之道相反，您应该考虑您可以如何精确地估计标记之间的刻度分辨率。
如何确定细度
要做到这一点，你需要考虑以下因素;
- 尺度分辨率;
- 刻度标记的宽度;而且
- 表盘、指针或指示器的宽度。
1.确定模拟比例尺的分辨率;
2.评估刻度标记和刻度指针的宽度;
3.确定细度:可细分多少次尺度分辨率;
A.确定刻度标记之间可以容纳多少个刻度标记;
B.确定刻度标记之间可以容纳多少刻度指针;
C.选择最小的数字。这是细度的值。
4.用模拟比例尺的分辨率(从步骤1)除以比例尺的细度(从步骤3c)。
按设备类型计算分辨率不确定度伟德之道
分辨率不确定度受所评估伟德之道的测量设备类型的影响。下面，您将找到确定各种测量设备的分辨率不确定度的逐步说明。伟德之道
如何确定数字设备的分辨率不确定度伟德之道
用数字显示来寻找测量设备的分辨率，只是
- 找出最低有效位(提示:它是右边的最后一个数);
- 确定最小增量变化(如1、2、5等);
- 确定仪器是对最后一位进行计数还是四舍五入;
- 对于计数值，将分辨率除以1，对于四舍五入值，将分辨率除以2。
如何确定模拟器件的分辨率不确定度伟德之道
用模拟比例尺或显示器来寻找测量设备的分辨率，只需
- 找出最小的刻度间隔(即刻度标记之间的距离);
- 观察刻度标记和刻度指针的宽度(如果配备);
- 确定尺度可以细分多少次(如1、2、5等);
- 用刻度的分辨率除以步骤3中确定的值。
如何确定工件的分辨率不确定度伟德之道
在没有刻度或显示器的情况下寻找测量设备的分辨率，只需
- 参考工件校准报告;
- 找到工件的报告值和不确定性。伟德之道
- 确定哪个值分辨率较低。
- 选择分辨率最小的值。
将分辨率转换为标准不确定度伟德之道
在将分辨率不确定度转换为标准差等价物时，有两个方程被广伟德之道泛接受。第一个方程用根号3除以分辨率第二个方程用根号12除以分辨率。
确定应该使用哪一种取决于您决定如何评估解析不确定性。伟德之道因此，我将在下面更详细地解释这一点。
的概率分布与分辨率测量设备相关的是均匀分布或矩形分布。因此，分辨率除以3的平方根，具有无限的自由度。
专家提示:为了表示无穷，我喜欢用一个天文数字或者1后面跟着100个0(即1.0E+100)。
将分辨率转换为标准不确定度的标准方法伟德之道
当转换为标准不确定度时，通常使用标准方法。伟德之道在这种方法中，将分辨率除以根3。
Ures=分辨率不确定性伟德之道
R我=测量设备的分辨率不确定度伟德之道
当您已经对测量标准和被测单元的分辨率进行了评估和细分时，最好使用这种方法。当你有疑问时，使用标准方法。
将分辨率转换为标准不确定度的替代方法伟德之道
有时，您可能希望将分辨率不确定性计算为半位数。伟德之道不是将分辨率除以2再除以根号3，而是通过将分辨率除以根号12将其转换为标准偏差的等效值。
如果您不熟悉这种方法，可以尝试一下。你会发现结果是一样的。
Ures=分辨率不确定性伟德之道
R我=仪器刻度分辨率
当您将测量标准和被测单元的分辨率评定为半位数或半比例尺分辨率时，最好使用这种方法。如果用其他方法计算分辨率，则使用标准方法。
夸大和低估测量的不确定度伟德之道
在测量中夸大或低估不确定度的估计是不明智的。伟德之道然而，它发生的频率比你想象的要高;而且，大部分都是偶然。因此，重要的是要考虑如何评估分辨率的不确定性。伟德之道
如果您决定细分您的测量标准或被测单位的分辨率，那么很容易低估伟德之道测量的不确定度。此外，如果您决定不细分，就很容易夸大测量中的不确定度。伟德之道因此，你需要评估估计的不确定度计算伟德之道验证您没有夸大或低估不确定性。伟德之道
为了帮助您，我将在下面给出两个常见场景，以帮助您避免夸大或低估不确定性。伟德之道
在评估低分辨率的数字设备时伟德之道，低估不确定性更常见。例如，当测量过程的不确定度比被测单元的分辨率伟德之道好得多，并且您决定将UUT分辨率计算为半位数时，您更可能低估测量结果的不确定度。
在评估低分辨率模拟设备时伟德之道，夸大不确定度是很常见的。例如，当您的测量过程的不确定度比被测单元的分伟德之道辨率好得多，并且您决定不细分UUT分辨率时，您更有可能夸大测量结果的不确定度。
在我看来，我从不细分数字设备的分辨率，不确定性估计将小于UUT的分辨率。伟德之道此外，在实际情况下，我总是对模拟比例尺进行细分，以避免报告的不确定度估计大于测量的公差。伟德之道
所以，下次在计算测量不确定度时，把这些要点都考虑进去，用你最好的判断。伟德之道
分辨率不确定性例子伟德之道
评估分辨率不确定性并不像大多数人想象的那么容伟德之道易。在评估许多人认为理所当然的决心时，需要考虑很多因素。
为了帮助您更好地理解如何评估分辨率不确定性，我决定给您提供大量的例子。伟德之道在本节中，您将看到我计算几种不同类型设备的分辨率不确定度。伟德之道使用这些例子来帮助您计算测量结果和校准的分辨率不确定度。伟德之道
现在，要知道下面这些结果都是主观的;他们是我的意见。一个计量学家、科学家或技术人员确定的分辨率不确定度可能与另一个不一致。伟德之道它取决于解释、能力和技巧。所以，一定要用你最好的判断和常识。
数字万用表分辨率不确定性伟德之道
上图中的数字万用表的分辨率为0.001 VDC。因为最后一位是四舍五入的，所以可以将分辨率除以2。这使得分辨率不确定度为0.0005 VDC。伟德之道
数字压力表分辨率的不确定性伟德之道
上图中的数字压力表的分辨率为0.1 psig。因为最后一位是四舍五入的，所以可以将分辨率除以2。这使得分辨率不确定度为0.05 psig。伟德之道
数字天平/分析天平分辨率不确定性伟德之道
上图中的数字天平或分析天平的分辨率为0.0001 g。因为最后一位是四舍五入的，所以可以将分辨率除以2。这使得分辨率不确定度为0.00005 g。伟德之道
数字秒表分辨率不确定性伟德之道
上图的数字秒表的分辨率是0.01秒，由于是最后一个数字，所以分辨率除以2是不能接受的。相反，分辨率应该除以1或保持与分辨率相同。这使得分辨率的不确定度为0.01秒。伟德之道
数字卡尺分辨率的不确定性伟德之道
上图中的数字卡尺分辨率为0.0005英寸。因为最后一位是四舍五入的，所以可以将分辨率除以2。这使得分辨率的不确定度为0.00025英寸。伟德之道
数字流量计分辨率的不确定性伟德之道
上图中的数字流量计的分辨率为0.01 lpm。因为最后一位是四舍五入的，所以可以将分辨率除以2。这使得分辨率的不确定度为0.005 lpm。伟德之道
模拟压力表分辨率的不确定性伟德之道
上图中的模拟压力表的分辨率为1 psig。由于刻度标记非常接近，所以可以将分辨率除以2。这使得分辨率不确定度为0.5 psig。伟德之道
模拟压力表分辨率的不确定性伟德之道
上图中的模拟压力表的分辨率为2 psig。由于刻度标记间隔很远，所以可以将分辨率除以4。我相信你可以在马克笔间隔之间放4支马克笔。这使得分辨率不确定度为0.5 psig。伟德之道
模拟磁磁分辨率的不确定性伟德之道
上图中的模拟磁感应计的分辨率为0.2 inH2O。由于刻度标记非常接近，所以可以将分辨率除以2。这使得在水中的分辨率不确定度为0.1。伟德之道
玻璃液体温度计分辨率的不确定性伟德之道
上图中的玻璃液体温度计的分辨率为1°C。由于刻度标记非常接近，所以可以将分辨率除以2。这使得分辨率不确定度为0.5°C。伟德之道
表盘指针分辨率不确定性伟德之道
上图中的表盘指针的分辨率为0.001英寸。由于刻度标记间隔很远，所以可以将分辨率除以5。我相信你可以在记号笔间隔之间放5支记号笔。这使得分辨率的不确定度为0.0002英寸。伟德之道
扭矩扳手分辨率不确定性伟德之道
上图中的扭矩扳手的分辨率为1英寸/磅。由于扭矩扳手的最小设置间隔为1in -lb，因此可以将分辨率除以2。这使得分辨率不确定度为0.5 in-lb。伟德之道
力矩螺丝刀分辨率不确定度伟德之道
上图中的扭矩扳手的分辨率为5英寸/磅。由于扭矩扳手的最小设置间隔为2in -lb，因此可以将分辨率除以5。这使得分辨率的不确定性为1磅。伟德之道
干气表分辨率的不确定性伟德之道
上图中的模拟干气计的分辨率为0.001 CFH。由于刻度标记间隔很远，所以可以将分辨率除以5。我相信你可以在记号笔间隔之间放5支记号笔。这使得分辨率不确定度为0.0002 CFH。伟德之道
可变面积流量计分辨率的不确定性伟德之道
上图中的可变面积流量计的分辨率为0.05 CFM。由于刻度标记间隔很远，所以可以将分辨率除以5。我相信你可以在记号笔间隔之间放5支记号笔。这使得分辨率不确定度为0.01 CFM。伟德之道
滴管气泡流量计分辨率的不确定性伟德之道
上图中的滴管气泡流量计的分辨率为0.2 mL，由于刻度标记非常接近，可以将分辨率除以2。这使得分辨率的不确定度为0.1 mL。伟德之道
弹簧刻度/力计分辨率不确定性伟德之道
上图中的模拟弹簧刻度或力计的分辨率为1 lbf。由于刻度标记间隔很远，所以可以将分辨率除以3。我相信你可以在记号笔之间放3支记号笔。这使得分辨率的不确定性为0.33 lbf。伟德之道
校准质量分辨率不确定度伟德之道
上图中的校准质量或重量报告的测量结果分辨率为0.0000001 g。然而，校准证书中报告的相关测量不确定度的分辨率为0.000001 g。伟德之道
由于报告的测量不确定度分辨率较低，测量结果应四舍五入以匹配测量伟德之道不确定度的分辨率(根据ILAC P14政策)．因此，适当的分辨率应为0.000001 g。
另外，我不建议细分工件的分辨率，所以分辨率不确定度应该匹配测量结果的分辨率或0.000001 g。伟德之道
量块分辨率不确定度伟德之道
上图中的测量块报告了分辨率为0.1µin的测量结果。此外，校准证书中报告的相关测量不确定度的分辨率为0.1µin。伟德之道
由于报告的测量不确定度与测量结果具有相同的分辨率，所以分辨率不伟德之道确定度应为0.1µin。
我不建议细分工件的分辨率，所以分辨率不确定度应该匹配测量结果的分辨率或0.000001 g。伟德之道
结论
分辨率不确定度是测量不伟德之道确定度估计的重要影响因素。随着技术的进步和公差的减少，知道如何确定和评估测量设备的分辨率变得越来越重要。在本指南中，我为您提供了正确评估分辨率不确定性所需的一切知识。伟德之道
现在，应用你从本指南中学到的东西，告诉我你在解决不确定性时最大的挫折。伟德之道
7评论