测量不确定度
怎么在现场估算

§不确定度与误差不是一回事

误差是测量结果与真值之差，真值通常不可知，所以误差多数时候只能估计。不确定度是对测量结果分散性的量化评定，回答的是「这个结果的可信区间有多宽」。两者思路不同，混用会让讨论跑偏。

现场评定习惯把来源分成两类：一类靠重复观测的统计得到，例如同一工况下多次读数的标准差；另一类靠已有信息换算，例如仪器允差、校准证书给出的扩展不确定度、仪表的分辨率。焓差法的能力由风量与焓差相乘得到，焓又由干湿球温度与大气压算出，因此分量主要集中在温度、湿度、风量、压差与电参量这几处。

§温度与湿度的分量

温度分量的起点是传感器允差。以铂电阻为例，IEC 60751 的 A 级允差为 ±(0.15 + 0.002|t|)℃，在 27℃ 附近约为 ±0.2℃；若按均匀分布处理，标准不确定度取允差除以根号 3，约 0.12℃。采集模块的分辨率与冷端补偿也会贡献，量程选择合适时通常小到可忽略，量程选大了就不能忽略。

湿球比干球敏感。湿球温度的偏差通过含湿量进入焓值，在名义制冷工况附近，湿球 0.1℃ 的偏差大致对应 0.3%~0.5% 的能力偏差，具体随工况的温湿度水平变化。湿球处的风速通常要求保持在 5 m/s 以上，不少标准给出的是 3.5~10 m/s 的允许区间，风速不足会让湿球读数偏高。

另外，能力算的是送风与回风的焓差，若两支传感器来自同一批次、漂移方向接近，差值中的系统成分会部分抵消。这也是现场倾向于把同一测点的两支传感器一起送检的原因。

§风量与压差的分量

风量的计算式可写成流量系数、喷嘴面积与压差、密度平方根的组合形式，因此相对不确定度可近似按各分量的相对值合成，其中压差项的系数是一半。换个说法，压差 1% 的相对误差大约带来风量 0.5% 的误差，这个减半关系在估算时容易记错。

微压计的允差常以读数的百分比加固定帕数给出，现场更大的问题是零漂，建议每班开机前归零，并在测试前后各记一次零点。喷嘴流量系数在标定后给出的不确定度一般可到 0.5% 以内；多个喷嘴组合使用时，各喷嘴的系数误差应按各自承担的风量加权合成，而不是只取其中一个。

空气密度由干球、湿球与大气压算出，若软件里的大气压是固定常数而当地气压年变化达到数百帕，密度误差会在千分之几的量级。至于风室漏风、管路接头渗漏这类问题，不属于不确定度评定的范畴，属于测量之前就应当消除的系统性因素。

§合成与扩展的简化算法

各分量互不相关时，相对标准不确定度可按平方和开方合成：把每个分量的相对值平方后相加，再开平方。若分量之间存在相关，例如两支传感器同批标定且同向漂移，严格做法要计入协方差项；现场的简化处理是把同一来源的误差合并成一项，避免重复计入。

扩展不确定度由标准不确定度乘以包含因子得到，通常取包含因子 2，对应约 95% 的包含概率。举例说，风量分量 0.6%、焓差相关分量 0.8%、功率分量 0.5%，合成后约为 1.1%，取包含因子 2 后约为 2.2%。

§估算结果怎么用

• 排序改进：把分量按占比排队，排在前面的两三项通常是见效比较明显的改造点。
• 方法比对：同一台样机在两套系统上测，结果之差落在双方扩展不确定度范围内时，差异可用测量分散性解释。
• 实验室间比对：参加比对时用归一化偏差判定，前提是双方都给出了评定结果。
• 报告声明：客户提出要求时才写入报告，并注明评定的分量来源与所用包含因子。
• 与合格判定分开：合格与否按标准规定的限值判，不确定度只说明结果的可信区间，两者不要混为一谈。

评定结果建议随设备状态更新：更换传感器、改动风室结构、调整喷嘴组合之后重新评一次，比长期沿用一份旧表更贴近实际。