ГОСТ IEC/TR 61000-1-6-2014. Межгосударственный стандарт. Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 1-6. Общие положения. Руководство по оценке неопределенности измерений

5. Формирование бюджета неопределенности измерений

5.1 Основные шаги

Таблица 1 обобщает шаги вычисления НИ.

Таблица 1

Основные шаги при вычислении НИ

Шаг	Действие	Квалификация испытательной лаборатории	Статистические инструменты
1	Записать точное определение измеряемой или создаваемой величины	Y
2	Собрать входные величины X_i для НИ (т.е. диаграмму причинно-следственных связей). Определить модель уравнения.	Y
3	Получить лучшие оценки x_i и ФПВ входных величин. Все предположения должны быть задокументированы.	Y
4	Вычислить стандартную неопределенность u(x_i) каждой влияющей величины (используя оценки неопределенности либо типа A, либо типа B с применением простого деления с задаваемыми делителями для определенных ФПВ)		Y
5	Оценить коэффициенты чувствительности c_i входных величин	Y
6	Получить вклады частных составляющих в стандартную неопределенность u_i = c_i·u(x_i)		Y
7	Объединить частные вклады для получения "общей стандартной неопределенности" u_C, т.е. используя правило квадратного корня из суммы квадратов		Y
8	Получить расширенную неопределенность U для данного уровня доверия U = k·u_C, где k - коэффициент охвата для требуемого уровня доверия		Y

Комментарии к шагам

Шаг 1

Например, при измерении эмиссии на открытой измерительной площадке измеряемой величиной является не просто напряженность поля в месте расположения приемной антенны, а максимальная напряженность электрического поля, дБ (мкВ/м), создаваемая объектом испытаний при горизонтальной и вертикальной поляризациях на заданном расстоянии от объекта на высоте в пределах 1 - 4 м над заземленной отражающей плоскостью при вращении объекта испытаний в азимутальной плоскости в пределах 360°. Подробное определение измеряемой величины также поможет определить входные величины. Таким же образом детализированное определение может относиться к величинам, которые будут воздействовать на объект испытаний при испытаниях на помехоустойчивость.

Шаг 2

Модель уравнения будет показывать, как вычисляется измеряемая величина, включая все возможные корректирующие факторы. Пример, взятый из CISPR 16-4-2 для измерения тока помех:

где V_r - входное напряжение измерительного приемника;

A_c - затухание в соединительном кабеле;

Y_T - проводимость потерь пробника тока;

- поправки приемника (см. CISPR 16-4-2);

- поправка на рассогласование;

- поправка к вносимому сопротивлению пробника тока;

- поправки для погрешностей, вызванных помехами от вспомогательного оборудования (ВО)

- поправка для погрешностей, вызванных отклонением полного сопротивления ВО от допускаемого полного сопротивления;

- поправка для влияния окружающей среды на оборудование.

Все величины в этом примере выражают в логарифмических единицах.

Корректировка - это компенсация систематической погрешности. Корректировка может быть известна из протоколов калибровки или внутренних задокументированных оценок испытательной лаборатории. Считается, что корректировка с неизвестной амплитудой равновероятна в сторону положительных или отрицательных значений и принимается равной нулю. Предполагается, что все известные поправки уже были применены в соответствии с моделью. Это выражено уравнением модели. Каждая коррекция (даже нуля) действует так же, как влияющая величина, имеющая приписанную неопределенность.

Шаг 3

Список следует записывать в форме таблицы.

Шаг 4

Стандартную неопределенность u(x_i) вычисляют делением доверительного интервала для x_i на коэффициент, который зависит от ФПВ для x_i и от уровня доверия, связанного с интервалом. Для симметричной U-образной, прямоугольной и треугольной ФПВ оцениваемая величина X_i лежит между (x_i - a) и (x_i + a) с уровнем доверия в 100%, u(x_i) принимают как , или соответственно, где a = (a⁺ + a^-)/2 - полуширина интервала. Для нормальной ФПВ делителем будет 2, если доверительный интервал для x_i имеет уровень доверия 95% (значение равно удвоенному экспериментальному стандартному отклонению), или 1, если доверительный интервал для x_i имеет уровень доверия 68% (значение - экспериментальное стандартное отклонение). В случае симметричной и несимметричной ФПВ, ожидаемое значение поправки есть . В случае, когда ожидаемая величина не может быть вычислена по ФПВ, предполагается, что для исправления результата измерений будет использоваться величина . Если эта величина незначительна (т.е. очень мала по сравнению со стандартной неопределенностью), то приемлемо использовать среднее значение этих двух границ.

Таблица 2

Выражения, используемые для получения стандартной

неопределенности

ФПВ	Выражение для стандартной неопределенности	График
Прямоугольная
Треугольная
U-образная
Нормальная (из оценки стабильности k = 1)	u(x_i) = a
Нормальная (из протокола калибровки k = 2)	u(x_i) = a/2

Шаг 5

Коэффициенты чувствительности - частные производные функций в модели для измеряемых величин относительно изменения влияющей величины. Если функции модели линейные, выраженные в логарифмических единицах, все коэффициенты чувствительности c_i становятся 1 или 1 (c_i = 1 или минус 1), и поэтому не записаны в таблице.

Шаг 6

Если c_i = 1 то все u_i = u(x_i).

Шаг 7

Объединенную стандартную неопределенность в случае, если все входящие величины некоррелированы, вычисляют с использованием выражения

Шаг 8

Расширенную неопределенность вычисляют с использованием U(y) = k·u_c(y). Примеры k: если необходимо описать, что неопределенность ниже или равна U(y) при уровне доверия 95%, тогда k должно быть равно 2 (более точно 1,96). Если необходимо, чтобы результат измерения был ниже порога с уровнем доверия 95%, то следует брать k, равное 1,64 для сравнения результата измерения R с порогом L (R + U <= L) [2].