Разработка и исследование методов оценивания результатов измерений в новых метрологических задачах

• Автор: Чуновкина, Анна Гурьевна
• Шифр специальности: 05.11.15
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 209 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Оценивание данных ключевых сличений национальных эталонов
1.1 Оценивание данных ключевых сличений Международного Комитета
по Мерам и Весам
1.1.1 Задачи ключевых сличений национальных эталонов,
классификация сличений
1.1.2 Альтернативные подходы к выражению степени 18 эквивалентности эталонов
1.1.3 Оценивание данных ключевых сличений при наличии дрейфа
транспортируемого эталона сравнения
1.1.4 Байесовский подход к оцениванию систематических смещений
результатов измерений в лабораториях
1.2 Оценивание данных региональных ключевых сличений
1.2.1 Два подхода к интерпретации и оцениванию данных региональных ключевых сличений
1.2.2 Уравнение связи КМ О - С1РМ КС. Оптимизация алгоритма оценивания степеней эквивалентности
1.2.3 Различные принципы трансформирования результатов региональных ключевых сличений и сравнительный анализ соответствующих алгоритмов
1.2.4 Оценивание систематических смещений в результатах
измерений участников региональных ключевых сличений
Глава 2. Оценивание результатов измерений при калибровке мер и измерительных приборов
2.1 Оценивание неопределенности измерений при калибровке мер и
измерительных приборов в точках диапазона измерений
2.1.1 Составление уравнения измерений
2.1.2 Оценивание неопределенностей входных величин
2.1.3 Оценивание метрологических характеристик СИ и соответствующих неопределенностей. Представление результатов калибровки.

2.2 Оценивание калибровочных функций измерительных приборов.
2.2.1 Выбор модели калибровочной функции /(X)
2.2.2 Планирование измерительного эксперимента при построении калибровочных функций измерительных приборов
2.2.3 Оценивание параметров калибровочной функции. Метод наименьших квадратов оценивания параметров линейной зависимости в случае активного эксперимента.
Глава 3. Оценивание точности результатов измерений при использовании программного обеспечения для обработки измерительной информации.
3.1 Источники неопределенности и способы их оценивания при
использовании программ обработки данных для получения результата измерения
3.1.1 Спецификация программного обеспечения
3.1.2 Источники неопределенности. Оценивание и контроль составляющих суммарной неопределенности
3.1.3 Вычисление трансформированной неопределенности
3.1.4 Задачи тестирования программного обеспечения
3.2 Применение методологии аттестации алгоритмов
обработки данных при аттестации программного обеспечения
3.2.1 Схема аттестации алгоритмов обработки экспериментальных данных при измерениях
3.2.2 Пример. Аттестация алгоритмов определения информативных параметров аналитических сигналов
Заключение
Литература
Приложение 1 Цели и задачи иерархической системы межлаборагорных сличений
Приложение 2 Анализ путей внедрения неопределенности измерений в отечественную систему нормативных документов Приложение 3 Принятие решений на основе измерительной информации
Приложение 4 Список сокращений и обозначений

Введение
На рубеже XX и XXI веков произошли коренные изменения в методах и структуре обеспечения единства измерений в мире, вызванные необходимостью кардинального снижения влияния существующих барьеров, препятствующих развитию международной торговли, охране здоровья, защите окружающей среды, кооперации в промышленности и т.д Современное развитие метрологии в полной мере отвечает процессам глобализации, происходящим в мире. Новый этап в построении международной системы измерений вполне обосновано связывают с подписанием 14 октября 1999 г. директорами национальных метрологических институтов "Договоренности о взаимном признании национальных измерительных эталонов и сертификатов калибровки, выдаваемых национальными метрологическими институтами" (MRA) [153].
Реализация Договоренности является одной из первоочередных задач отечественной метрологии, решение которой позволит обеспечить дальнейшее широкое международное сотрудничество, конкурентоспособность отечественной продукции и независимость Российской системы обеспечения единства измерений.
Договоренность определяет объективную основу для взаимного признания результатов измерений, которой, прежде всего, являются результаты ключевых сличений национальных эталонов и системы менеджмента качества национальных мегрологических институтов.
Показателем уровня выполнения измерений в стране являются строки калибровочных и измерительных возможностей, которые национальный метрологический институт представляет в базу данных Международного Бюро Мер и Весов по результатам региональной и межрегиональной экспертиз.
Регулярно проводимые ключевые сличения национальных эталонов образуют верхние звенья иерархической системы межлабораторных сличений, направленных на экспериментальное подтверждение качества измерений в лабораториях-участницах сличений. На верхнем уровне международных сличений стоят ключевые сличения национальных первичных эталонов, в ходе которых устанавливается степень эквивалентности эталонов и подтверждаются измерительные и калибровочные возможности (СМС), заявляемые этими институтами. Следующий уровень образуют региональные ключевые сличения национальных эталонов, которые распространяют эквивалентность эталонов на те национальные институты, которые не участвовали в сличениях высшего уровня, через результаты связующих институтов.
Новый этап в международном сотрудничестве по формированию международной системы измерений требует выработки единого метрологического языка, унифицированных процедур обработки результатов измерений и оценивания точности, согласованных критериев оценки качества результатов измерений и калибровок*.

систематических смещений 1-гой и ]- гой лаборатории может быть получена из (1.1.3), интегрированием по «мешающим» переменным:
р(ь,,^...,х1„и1!г...аг..)к
ГГ Г ТТ т=— ехр{—г“— ехр|_ У! ~—х 2^
М Чл/2тгиВ1 Ч 2ит л/Ъга. Ч ^ 2ег, |
Математическое ожидание разности величин равно разности математических ожиданий:
Аи=Ь.-Ь;=-Г
-{Х>~Х^У
и% + а)

Для вычисления соответствующей неопределенности необходимо знать ковариацию соукоторая может быть получена из совместной плотности вероятности (1.1.3). В
итоге получим:

иНІ(Ті , ,1 [ 4 иВ] ]
иі+а: Ч,+а> [4+4 «1+а2
и2 ( лу ) .
Следует отметить, что оценка систематического расхождения и соответствующей неопределенности, полученные с привлечением информации всех участников сличений, отличны от соответствующих оценок, полученных на основе данных только двух лабораторий. Байесовский подход на основе данных только двух лабораторий дает следующие оценки систематических расхождений:
ит +ищ
2 2 2 2 ’ а?+сг; +и„,+ и»
его +а-+и1 +и.
*В/ г "В] ^] * 1лв
Предполагается, что данные из двух лабораторий прошли тест на их согласованность.
Сопоставление двух оценок попарных систематических расхождений показывает,

• опенка , полученная на основе информации от всех участников, всегда имеет меньшую неопределенность, а именно справедливо следующее неравенство
"2 (х,) и2(*Д

и2(х,) и2(х/) Г«2(-ї,)
оценки и соответствующие неопределенности совпадают, если лаборатории имеют одинаковые характеристики прецизионности и точности сг = сг, иш = г/, V/,