CN111433571A - 确定测量系统的测量不确定度的方法和计算机程序产品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定测量系统(S)的测量不确定度(U)的方法(V)；测量系统(S)采集物理测量参数；测量系统(S)具有多个传输链节(G1‑G4)；传输链节(G1‑G4)形成用于采集物理测量参数的测量链(K)，在测量链(K)中直接相邻的传输链节(G1‑G4)相互成因果关系；该方法包括以下步骤：a)通过计算机程序产品(C)读取用于识别测量链(K)的传输链节(G1‑G4)的信息；b)通过计算机程序产品(C)读取已识别传输链节(G1‑G4)的影响变量(E11‑E42)的可读标签，并通过计算机程序产品(C)确定已识别传输链节(G1‑G4)的影响变量(E11‑E42)与测量系统(S)的测量不确定度(U)的相关性；c)通过计算机程序产品(C)将确定为相关的影响变量(E11‑E42)用于计算测量系统(S)的测量不确定度(U)。

Description

确定测量系统的测量不确定度的方法和计算机程序产品

技术领域

本发明涉及一种根据独立权利要求的前序部分所述的、用于确定测量系统的测量不确定度的方法和一种计算机程序产品。

背景技术

众所周知，物理测量参数是利用测量系统采集的。物理测量参数可以是力、重量、温度等。在此，物理测量参数是以数字和单位显示为测量值。单位通常被标准化为牛顿(N)、千克(kg)、开尔文(K)等。

为了采集物理测量参数，通常需要在时间和空间上彼此分开的多个步骤。例如，在测量室中采集温度，为此，布置在测量室中的传感器采集电阻作为电压，该电压作为测量信号通过信号线缆传送到在空间上远离测量室的分析单元，测量信号在那里被电放大并在显示器上显示为测量值。从时间上说，要在显示测量值之前先测量温度。因此，这样的测量系统具有多个传输链节，例如传感器、测量线缆和分析单元，这些传输链节形成测量链。该测量链中直接相邻的传输链节为了采集物理测量参数而相互存在因果关系。

由于测量值总是偏离真实值，因此物理测量参数的采集受到测量不确定度的影响。因此，ISO/IEC Guide 98-3:2008-09要求将物理测量参数表示为具有相关重叠间隔的最佳估计值。最佳估计值是多个测量值的算术平均值。测量不确定度是重叠间隔的上限和下限与最佳估计值之间的差。真实值以预定义的重叠概率位于重叠间隔中。

测量不确定度是传输链节的影响变量

的函数。每个影响变量都显示为一个影响值。最佳影响估计值是多个影响变量的算术平均值。为了确定测量不确定度，按照ISO/IEC Guide 98-3:2008-09执行一模范性方法，其中，首先确定传输链节的影响变量，随后针对每个所确定的影响变量计算最佳影响估计值和对应于该最佳影响估计值的测量不确定度贡献(Messunsicherheitsbeitrag)。

测量系统的用户通常希望知道测量不确定度，测量系统利用该测量不确定度来采集物理测量参数。例如，测量系统是工业产品生产设备的一部分。在此经常发生的情况下是：生产设备的尺寸由于未知的测量不确定度而过大，或者在工业产品的生产中由于未知的测量不确定度而导致次品。二者都由于未知的测量不确定度而造成在投资和生产中的更多成本。

然而，为了获知测量系统的测量不确定度，需要一种模范性方法，其包括确定传输链节的相关影响变量、计算最佳影响估计值和相关的测量不确定度。测量系统的用户往往顾忌这种模范性方法中的时间和材料成本。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于确定测量系统的测量不确定度的方法，该方法所需要的时间和材料成本极少。

本发明的目的通过独立权利要求的特征来实现。

本发明涉及一种用于确定测量系统的测量不确定度的方法；该测量系统采集物理测量参数；该测量系统具有多个传输链节；这些传输链节为了采集物理测量参数而形成测量链，其中，在该测量链中直接相邻的传输链节相互存在因果关系；该方法包括以下步骤：a)通过计算机程序产品读取用于识别测量链的传输链节的信息；b)通过计算机程序产品读取已识别传输链节的影响变量的可读标签，并通过计算机程序产品确定已识别传输链节的影响变量与测量系统的测量不确定度的相关性；和c)通过计算机程序产品将被确定为相关的影响变量用于计算测量系统的测量不确定度。

专利申请人已经发现：作为测量系统的商业供应商，其已经具有足够的专业知识来帮助现有测量系统的用户确定其测量系统的测量不确定度。由于对于用户来说，测量链通常是由现有的传输链节组成。在此，传输链节是根据其简单可用性而被选择的。但是用户并不知道测量系统的测量不确定度有多大。

在这里采用本发明。在根据本发明的方法中，本申请人的专业知识可供用户使用。为用户识别出由他组成的测量链的传输链节，并确定识别出的传输链节对测量系统的测量不确定度的影响变量。利用所确定的影响变量来计算测量系统的测量不确定度。

优选地，针对每个确定的影响变量，均提供对应于该确定的影响变量的最佳影响估计值的测量不确定度贡献。根据所提供的测量不确定度贡献，计算测量系统的测量不确定度。对于用户而言，本发明的方法所需要的时间和材料成本极少。

根据本发明的用于确定测量系统的测量不确定度的方法中的步骤a)至c)通过计算机程序产品来执行。

附图说明

下面参照附图对本发明进行示例性的详细说明。其中：

图1示出了具有多个传输链节的测量系统；

图2示出了用于确定根据图1的测量系统的测量不确定度的方法中的步骤的示意图；

图3示出了用于执行图2所示方法的计算机程序产品的计算系统；

图4示出了根据图3的用于执行图2所示方法的步骤a)的计算系统的第一种实施方式；

图5示出了根据图3的用于执行图2所示方法的步骤a)的计算系统的第二种实施方式；

图6示出了在图2所示方法的步骤c)中基于测量不确定度贡献所计算出的测量不确定度的第一实施例；

图7示出了在图2所示方法的步骤c)中基于测量不确定度贡献所计算出的测量不确定度的第二实施例；

图8示出了利用在根据图2和图6的方法的第一实施例中所计算出的测量不确定度来调整测量系统性能的图示；和

图9示出了利用在根据图2和图7的方法的第二实施例中所计算出的测量不确定度来调整测量系统性能的图示。

具体实施方式

图1示出了具有多个传输链节G1-G4的测量系统S的实施例。如引言中所述，该测量系统S用于采集物理测量参数。为此，传输链节G1-G4形成测量链K。测量链K的直接相邻的传输链节G1-G4，例如传输链节G1和G2或传输链节G2和G3，为了采集物理测量参数而相互形成因果关系。在根据图1的实施例中示出了四个传输链节G1-G4，在了解本发明的情况下，本领域技术人员当然可以实现具有更多或更少传输链节的测量系统。

传输链节G1是传感器，例如压力传感器、加速度传感器、温度传感器等。传感器相应地测量诸如压力、加速度、温度等物理测量参数，并生成诸如电流、电压等模拟测量信号。对于压电传感器形式的传感器，可以以高达100kHz的测量频率来测量物理测量参数。在压电传感器中，正常情况下模拟测量信号也与物理测量参数成比例。压电传感器可以以几pC/N的测量灵敏度来测量力。但是，测量灵敏度会随着环境温度和压电传感器的寿命而改变。模拟测量信号也与相对于物理测量参数的比例有偏差，这被称为压电传感器的线性度。最后，模拟测量信号只能以压电传感器的测量精度再现。传输链节G1的与测量系统S的测量不确定度U相关的第一影响变量E11是“压电传感器的测量灵敏性的温度依赖性”。传输链节G1的与测量系统S的测量不确定度U相关的第二影响变量E12是“压电传感器的测量灵敏度的与寿命有关的变化”。传输链节G1的与测量系统S的测量不确定度U相关的第三影响变量E13是“压电传感器的线性度”。传输链节G1的与测量系统S的测量不确定度U相关的第四影响变量E14是“模拟测量信号的可再现性”。

传输链节G2是信号线缆，该信号线缆将模拟测量信号从传感器传输到电放大器。对于压电传感器，模拟测量信号可以具有高达100kHz的频率，并且可以是几pC的电荷。信号线缆的线缆阻抗在这里至关重要。只有当信号线缆没有以波阻终止时，信号线缆输入端的线缆阻抗才会改变。传输链节G2的与测量系统S的测量不确定度U相关的第一影响变量E21是“信号线缆的长度”。传输链节G2的与测量系统S的测量不确定度U相关的第二影响变量E22是“传输频率”。

传输链节G3是电放大器，该电放大器接收所传输的模拟测量信号并将其电放大并转换为数字测量信号。传输链节G3的与测量系统S的测量不确定度U相关的第一影响变量E31是“电放大器的测量精度”。传输链节G3的与测量系统S的测量不确定度U相关的第二影响变量E32是“电放大器的输入信道之间的串扰”。

传输链节G4是分析单元，该分析单元分析数字测量信号。该分析单元具有数据处理处理器、数据存储器和显示屏。为了进行分析，可以将数字测量信号加载到在数据处理处理器中运行的计算机程序产品中。数字测量信号可以由计算机程序产品进一步处理。数字测量信号可以存储在数据存储器中。数字测量信号也可以显示在屏幕上。传输链节G4的与测量系统S的测量不确定度U相关的第一影响变量E41是“进一步处理时的舍入误差”。传输链节G4的与测量系统S的测量不确定度U相关的第二影响变量E42是“进一步处理时的速度”。

在了解本发明的情况下，本领域技术人员可以实现具有其它传输链节和其它相关影响变量的测量系统。

图2是用于确定测量系统S的测量不确定度U的方法V中的步骤a)至e)的示意图。步骤a)至c)对于本发明是必不可少的。其它的步骤d)和e)是可选的。在步骤a)中，对测量链K的传输链节G1-G4进行识别。在步骤b)中，确定G1-G4中已识别的传输链节的关于测量系统S的测量不确定度U的影响变量E11-E42。在步骤c)中，将所确定的影响变量E11-E42用于计算测量系统S的测量不确定度U。在步骤d)中，确定至少一个具有偏离平均测量不确定度贡献

的测量不确定度贡献U11-U44的已识别的传输链节G1-G4。并且在步骤e)中，针对该至少一个所确定的传输链节G1-G4，确定至少一个具有替代测量不确定度贡献U11*-U44*的替代传输链节G1*-G4*。

图3示出了用于执行确定测量系统S的测量不确定度U的方法V的计算机程序产品C的计算系统R。该计算系统R具有作为组件的数据处理处理器R1，数据存储器R2，至少一个输入单元R3、R3'，输出单元R4和至少一个通信单元R5、R5'。计算系统R可以是商用计算机。输入单元R3、R3'可以是计算机键盘、计算机鼠标、触摸屏、数据接口等。输出单元R4可以是计算机屏幕、触摸屏等。通信单元R5、R5'在计算系统R的组件之间传输数据。通信单元R5、R5'可以是网络(例如互联网)、计算机总线(例如周边组件高速互联(PCIe)等。数据接口与网络形式的通信单元R5、R5'连接，其可以通过网络根据诸如互联网协议(IP)、PCIe协议之类的网络协议进行通信，并且其在网络中可通过网络地址来调用。

计算系统R的各个组件可以布置在用户的测量系统S附近，然而，它们也可以被布置为远离用户的测量系统S。在本发明的意义下，“远离”是指任意大的距离。计算系统R的组件也可以被布置为彼此相距任意远。因此，可以仅将输入单元R3和输出单元R4布置在用户附近，而数据处理处理器R1和数据存储器R2则是远离用户地布置。计算系统R的组件还可以多重地存在。因此，可以在用户附近布置第一输入单元R3和第一输出单元R4，而远离用户地布置第二输入单元R3'。并且计算系统R还可以具有第一通信单元R5和第二通信单元R5'。

计算机程序产品C可以存储在数据存储器R2中，并且可以从数据存储器R2加载到数据处理处理器R1中，并且可以在数据处理处理器R1中执行用于确定测量系统S的测量不确定度U的方法V。

为了执行步骤a)，将用于识别传输链节G1-G4的数字信息数据I读取到计算机程序产品C中。通过输入单元R3和通信单元R5实现数字信息数据I从数据存储器R2中的读取.

在根据图4的步骤a)的第一种实施方式中，用户可以通过计算机键盘形式的输入单元R3输入用于识别测量链K的传输链节G1-G4的信息，或者用户可以在触摸屏形式的输入单元R3上通过选择在其上成像的传输链节来输入用于识别测量链K的传输链节G1-G4的信息。随后，在输入单元R3上输入的信息作为数字信息数据I通过通信单元R5被传输到数据处理处理器R1，并在那里由计算机程序产品C读取。

在根据图5的步骤a)的第二种实施方式中，用户可以通过计算机键盘或者计算机的触摸屏形式的输入单元R3输入用于识别测量链K的传输链节G1-G4的信息。在图5中未图示出计算机。第一输入单元R3通过计算机与网络形式的第一通信单元R5连接。第一输入单元R3通过计算机和第一通信单元R5调用数据接口形式的第二输入单元R3'的网络地址。随后，第一输入单元R3将所输入的信息作为数字信息数据I传输到第二输入单元R3'的网络地址。传输到第二输入单元R3'的数字信息数据I通过第二通信单元R5被传输到数据处理处理器R1，并且在那里由计算机程序产品C读取。

接下来参照图5，在步骤a)的第三种实施方式中，计算机程序产品C也可以在没有与用户交互的情况下自主读取用于识别测量链K的传输链节G1-G4的数字信息数据。为此，传输链节G1-G4具有至少一个信息发送器，例如根据电气与电子工程师协会(IEEE)1451标准的变换器电子数据表(TEDS)。在图中未示出信息发送器。信息发送器是数据存储器。传输链节G1-G4的数字信息数据I被存储在信息发送器中。信息发送器通过至少一个数据接口形式的第一输入单元R3与网络形式的第一通信单元R5连接。计算机程序产品C通过数据接口形式的第二输入单元R3'与第一通信单元R5连接。计算机程序产品C通过第二输入单元R3'和第一通信单元R5调用至少一个第一输入单元R3的网络地址。随后从被调用的信息发送器将数字信息数据I传输到第二输入单元R3'的网络地址。被传输到第二输入单元R3'的数字信息数据I通过第二通信单元R5'被传输到数据处理处理器R1，并在那里由计算机程序产品C读取。

在了解本发明的情况下，本领域技术人员可以将前面介绍的步骤a)的三种实施方式相互结合。因此，根据步骤a)的第一种实施方式，用户可以在非接触式屏幕上通过选择在其上成像的传输链节来输入用于识别传输链节G2-G4的信息，而根据步骤a)的第三种实施方式，计算机程序产品C自主地读取传输链节G1的数字信息数据。

在步骤b)中，计算机程序产品C针对所识别出的传输链节G1-G4确定关于测量系统S的测量不确定度U的影响变量E11-E42。为此，计算机程序产品C包括对具有预先确定的传输链节G1-G4的影响变量E11-E42的数据存储器R2的访问。在此，在相关影响变量与不相关影响变量之间进行了区分。如果影响变量对测量系统S的测量不确定度U有重大贡献，则该影响变量是相关的。优选下述影响变量是相关的：即，其在测量系统S的测量不确定度中具有最大贡献，并且这些影响变量在测量系统S的测量不确定度U中总共占有至少80％的贡献。影响变量的相关性是预先确定的。优选地，在确定关于测量系统S的测量不确定度U的影响变量时，仅考虑相关的影响变量。优选地，相关的影响变量具有标有“相关”说明的可读标签，而非相关的影响变量具有标有“不相关”说明的可读标签。计算机程序产品C可以读取标签并且通过识别标签上的说明来确定关于测量系统S的测量不确定度U的影响变量的相关性。

计算机程序产品C为每个识别出的传输链节G1-G4确定至少一个配属于该识别出的传输链节G1-G4的相关影响变量E11-E42，并从数据存储器R2中加载它们。对于所识别出的压电传感器形式的传输链节G1，计算机程序产品C从数据存储器R2中加载相关影响变量E11-E14“压电传感器的测量灵敏性的温度依赖性”、“压电传感器的测量灵敏度的与寿命有关的变化”、“压电传感器的线性度”以及“模拟测量信号的可再现性”。对于作为识别出的传输链节G2的信号线缆，计算机程序产品C从数据存储器R2中加载相关影响变量E21、E22“信号线缆的长度”和“传递频率”。对于作为识别出的传输链节G3的电放大器，计算机程序产品C从数据存储器R2中加载相关影响变量E31、E32“电放大器的测量精度”和“电放大器的输入信道之间的串扰”。对于作为识别出的传输链节G4的分析单元，计算机程序产品C从数据存储器R2中加载相关影响变量E41、E42“进一步处理时的舍入误差”和“进一步处理时的速度”。从数据存储器R2中加载的相关影响变量E11-E42通过通信单元R5被传输到数据处理处理器R1，并在那里由计算机程序产品C读取。

现在在步骤c)中，计算机程序产品C使用所确定的影响变量E11-E42来计算测量系统S的测量不确定度U。为此，在数据存储器R2中，还针对先前确定的影响变量存储有最佳影响估计值和与该最佳影响估计值相关的测量不确定度贡献。在数据存储器R2中，为每个影响变量提供一与该影响变量的最佳影响估计值相关的测量不确定度贡献。计算机程序产品C针对每个确定的影响变量E11-E42从数据存储器R2中加载与该确定的影响变量E11-E42的最佳影响估计值相关的测量不确定度贡献U11-U42。从数据存储器R2加载的该测量不确定度贡献U11-U42通过通信单元R5被传输到数据处理处理器R1，并在那里由计算机程序产品C读取。

计算机程序产品C将计算得到的测量系统的测量不确定度U显示在输出单元R4上。如根据图6和图7的两个示例性实施例所示，纵坐标表示测量不确定度贡献U11-U42的数值B，横坐标表示测量不确定度贡献U11-U42的数量A。计算机程序产品C通过求取测量不确定度贡献U11-U42的平方之和并求取该和的平方根来计算测量系统S的测量不确定度U。

在根据图6的第一实施例中，针对十个测量不确定度贡献U11-U42，测量不确定度U＝9.3。

在根据图7的第二实施例中，针对十个测量不确定度贡献U11-U42，测量不确定度U＝9.1。

在步骤d)中，计算机程序产品C确定至少一个识别出的传输链节G1-G4，其具有极端测量不确定度贡献U11-U42。在本发明的意义下，当一测量不确定度贡献U11-U42小于或大于其它测量不确定度贡献U11-U42中的至少一个时，该测量不确定度贡献U11-U42是极端的。

在根据图6的所计算出的测量系统的测量不确定度贡献U的第一实施例中，有七个测量不确定度贡献U11、U21、U22、U31、U32、U41、U42是极端的，其中，三个测量不确定度贡献U11、U41、U42是最小的，四个测量不确定度贡献U21、U22、U31、U32是最大的。

在根据图7的所计算出的测量系统的测量不确定度贡献U的第二实施例中，有六个测量不确定度贡献U12、U13、U14、U21、U32、U42是极端的，其中，两个测量不确定度贡献U32、U42最小，四个测量不确定度贡献U12、U13、U14、U21最大。

在图8和图9中示出了测量系统S的测量不确定度U的两个实施例，其是作为测量系统的性能L的函数。纵坐标表示测量系统S的测量不确定度U，横坐标表示测量系统的性能L。测量系统S的测量不确定度U是多维特性曲线，并且取决于测量系统的性能L的特征参数，例如性能、可用性、维护周期数、维护质量、采购价格、环境影响等。具有传输链节G1-G4的测量系统S的测量不确定度U表示为点S(G1，G2，G3，G4)。

通过在根据图6至图9的实施例中所示出的测量不确定度U，用户不仅了解了测量系统S的测量不确定度U，而且还可以根据测量系统的性能L来判断测量系统S的测量不确定度U。

针对开始时作为用于工业品的生产设备的一部分的测量系统的示例，其中生产设备的尺寸由于未知的测量不确定度而过大，图6示出了针对测量系统S计算出的测量不确定度U的第一实施例，并且图8示出了作为测量系统S的性能L的函数所计算出的测量不确定度U的第一实施例。用户发现：相关影响变量E41、E42“进一步处理时的舍入误差”、“进一步处理时的速度”的测量不确定度U41、U42是最小的。基于该发现得出以下结论：即，所确定的识别出的、作为分析单元的传动环节G4的尺寸过大。为了节省投资成本，计算机程序产品C用替代传输链节G4*来替换该所确定的识别出的传输链节G4，该替代传输链节G4*具有相对较大的替代测量不确定度贡献U41*、U42*。

并且对于同样在引言中所介绍的、作为用于工业品的生产设备的一部分的测量系统的示例，其中工业品的生产由于未知的测量不确定度而导致次品，图7示出了针对测量系统S所计算出的测量不确定度U的第二实施例，并且图9示出了作为测量系统S的性能L的函数所计算出的测量不确定度U的第二实施例。用户发现：相关影响变量E12“压电传感器的测量灵敏度的与寿命有关的变化”、E13“压电传感器的线性度”、E14“模拟测量信号的可再现性”和E21“信号线缆的长度”的测量不确定度贡献U12-U14、U21是最大的。基于该发现得出以下结论：即，所确定的传输链节G1、G2具有高于平均的测量不确定度贡献U12-U14、U21。为了减少次品的数量并因此降低生产成本，计算机程序产品C用替代传输链节G1*、G2*来替换至少一个所确定的传输链节G1、G2，该替代传输链节G1*、G2*具有相对较小的替代测量不确定度贡献U12*-U14*、U21*。

在步骤e)中，计算机程序产品C为至少一个所确定的识别出的传输链节G1-G4确定至少一个具有替代测量不确定度贡献U11*-U42*的替代传输链节G1*-G4*。为此，将传输链节G1-G4、G1*-G4*的数字信息数据I、I*存储在数据存储器R2中。数字信息数据I、I*是传输链节G1-G4、G1*-G4*的基本技术特征。该基本技术特征代表了传输链节G1-G4，G1*-G4*。优选地，非常多的传输链节G1-G4、G1*-G4*的基本技术特征被存储在数据存储器R2中。由此将确保：针对一个所确定的识别出的传输链节G1-G4，存储至少一个等效的替代传输链节G1*-G4*。在本发明的意义下，如果一替代传输链节G1*-G4*的基本特征与所确定的识别出的传输链节G1-G4一致，并且如果其与所确定的识别出的传输链节G1-G4的区别仅在于至少一个测量不确定度贡献U11-U42，则该替代传输链节G1*-G4*是等效的。

因此，测量系统S的传输链节G1是传感器，并且对于压电传感器的实施方式而言，基本技术特征是测量范围、测量灵敏度、测量精度等。

测量系统S的传输链节G2是信号线缆。该信号线缆的基本技术特征是信号线缆输入端的线缆阻抗、信号线缆的长度等。

测量系统S的传输链节G3是电放大器。该电放大器的基本特征是电放大器的测量精度、电放大器的输入信道之间的串扰等。

测量系统S的传输链节G4是分析单元。该分析单元的基本技术特征是进一步处理时的精度、“进一步处理时的速度”等。

根据存储在数据存储器中的传输链节G1-G4、G1*-G4*的基本技术特征，计算机程序产品C可以在数据存储器R2中找到至少一个替代传输链节G1*-G4*。为此，计算机程序产品C将所确定的传输链节G1-G4的数字信息I与存储在数据存储器R2中的传输链节G1*-G4*的数字信息I*进行比较。计算机程序产品C为所确定的传输链节G1-G4确定至少一个等效的替代传输链节G1*-G4*，并且从数据存储器R2中加载该等效传输链节G1*-G4*的数字信息I*。

利用替代传输链节G1*-G4*的数字信息I*，物理地提供(例如通过采购)替代传输链节G1*-G4*，并且所确定的传输链节G1-G4在测量系统S中被该物理地提供的替代传输链节G1*-G4*所替换。

在根据图8的第一实施例中，通过替代传输链节G4*将测量系统S(G1，G2，G3，G4)替换为替代测量系统S*(G1，G2，G3，G4*)。替代测量系统S*的测量不确定度U由于相对较大的替代测量不确定度贡献U41*-U44*而升高。从测量系统S(G1、G2、G3、G4)到替代测量系统S*(G1、G2、G3、G4*)的测量不确定度U的升高在图8中以箭头表示。

在根据图9的第二实施例中，在测量系统S(G1，G2，G3，G4)中，首先通过替代传输链节G2*来替换传输链节G2以形成第一替代测量系统S*(G1，G2*，G3，G4)。并且，通过用替代传输链节G1*替换传输链节G1而将第一替代测量系统S*替换为第二替代测量系统S*(G1*、G2*、G3、G4)。替代测量系统S*的测量不确定度U由于相对较小的替代测量不确定度贡献U12*、U21*而下降。从测量系统S(G1、G2、G3、G4)的测量不确定度U到第一替代测量系统S*(G1、G2*、G3、G4)的下降以及从那里到第二替代测量系统S*(G1*、G2*、G3、G4)的下降在图9中用箭头来表示。

附图标记列表

a)识别测量链的传输链节

b)确定所识别的传输链节对测量系统的测量不确定度的影响变量

c)使用确定的影响变量来计算测量系统的测量不确定度

d)确定具有极端的测量不确定度贡献的已识别传输链节

e)针对所确定的已识别传输链节，确定具有替代测量不确定度贡献的替代传输链节

A 数量

B 数值

C 计算机程序产品

E11-E42 所确定的影响变量

G1-G4 传输链节

G1*-G4* 替代传输链节

I，I* 数字信息数据

K 测量链

L 性能

R 计算系统

S 测量系统

S* 替代测量系统

U 测量不确定度

U11-U42 测量不确定度贡献

U11*-U42* 替代测量不确定度贡献

V 方法

R1 数据处理处理器

R2 数据存储器

R3，R3' 输入单元

R4 输出单元

R5，R5 通信单元。

Claims (15)

1.一种用于确定测量系统(S)的测量不确定度(U)的方法(V)；所述测量系统(S)采集物理测量参数；所述测量系统(S)具有多个传输链节(G1-G4)；并且这些传输链节(G1-G4)为了采集所述物理测量参数而形成测量链(K)，其中，在所述测量链(K)中直接相邻的传输链节(G1-G4)相互形成因果关系；其特征在于，所述方法包括以下步骤：

a)通过计算机程序产品(C)读取用于识别所述测量链(K)的传输链节(G1-G4)的信息；

b)通过所述计算机程序产品(C)读取已识别的传输链节(G1-G4)的影响变量(E11-E42)的可读标签，并通过所述计算机程序产品(C)确定已识别的传输链节(G1-G4)的影响变量(E11-E42)与所述测量系统(S)的测量不确定度(U)的相关性；和

c)通过所述计算机程序产品(C)将被确定为相关的影响变量(E11-E42)用于计算所述测量系统(S)的测量不确定度(U)。

2.根据权利要求1所述的方法(V)，其特征在于，所述方法包括以下步骤：d)确定至少一个具有极端测量不确定度贡献(U11-U42)的已识别的传输链节(G1-G4)，所述极端测量不确定度贡献(U11-U42)小于或大于至少一个其它的测量不确定度贡献(U11-U42)。

3.根据权利要求2所述的方法(V)，其特征在于，所述方法包括以下步骤：e)针对至少一个所确定的已识别的传输链节(G1-G4)，确定至少一个具有替代测量不确定度贡献(U11*-U42*)的替代传输链节(G1*-G4*)。

4.根据权利要求3所述的方法(V)，其特征在于，物理地提供所确定的替代传输链节(G1*-G4*)；并且在所述测量系统(S)中，利用该物理地提供的替代传输链节(G1*-G4*)来替换所确定的传输链节(G1-G4)。

5.根据权利要求3所述的方法(V)，其特征在于，将所计算的测量不确定度(U)显示在输出单元(R4)上。

6.一种计算机程序产品(C)，用于执行根据权利要求1至5中任一项所述的方法，所述计算机程序产品(C)能被加载到计算系统(R)的数据处理处理器(R1)中，其特征在于，所述计算机程序产品(C)执行所述步骤a)至c)。

7.根据权利要求6所述的计算机程序产品(C)，其特征在于，为了执行步骤a)，所述计算机程序产品(C)读取用于识别测量链(K)的传输链节(G1-G4)的数字信息数据(I)；所述计算系统(R)具有输入单元(R3)和通信单元(R5)；能够通过所述输入单元(R3)输入用于识别所述测量链(K)的传输链节(G1-G4)的信息；并且所述通信单元(R5)将在所述输入单元(R3)上输入的信息作为数字信息数据传输到通信到所述数据处理处理器(R1)。

8.根据权利要求6所述的计算机程序产品(C)，其特征在于，为了执行步骤a)，所述计算机程序产品(C)读取用于识别所述测量链(K)的传输链节(G1-G4)的数字信息数据(I)；所述计算系统(R)具有第一输入单元(R3)、第二输入单元(R3')、第一通信单元(R5)和第二通信单元(R5')；所述第一通信单元(R5)是网络；每个输入单元(R3，R3')分别与所述第一通信单元(R5)连接；能够通过所述第一输入单元(R3)输入用于识别所述测量链(K)的传输链节(G1-G4)的信息；所述第一输入单元(R3)通过所述第一通信单元(R5)调用所述第二输入单元(R3')的网络地址，并将所输入的信息作为数字信息数据(I)传输到所调用的第二输入单元(R3')；并且所述第二通信单元(R5')将传输到所述第二输入单元(R3')的数字信息(I)传输到所述数据处理处理器(R1)。

9.根据权利要求6所述的计算机程序产品(C)，其特征在于，为了执行步骤a)，所述计算机程序产品(C)读取用于识别所述测量链(K)的传输链节(G1-G4)的数字信息数据(I)；所述计算系统(R)具有至少一个第一输入单元(R3)、第二输入单元(R3')、第一通信单元(R5)和第二通信单元(R5')；所述第一通信单元(R5)是网络；每个输入单元(R3，R3')分别与所述第一通信单元(R5)连接；所述传输链节(G1-G4)具有至少一个信息发送器；所述信息发送器存储所述传输链节(G1-G4)的数字信息数据(I)；所述信息发送器通过所述第一输入单元(R3)与所述第一通信单元(R5)连接；所述计算机程序产品(C)在网络中调用所述第一输入单元(R3)的网络地址；被调用的信息发送器将数字信息数据(I)传输到所述输入单元(R3)的网络地址；并且所述通信单元(R5)将传输到所述第二输入单元(R3)的数字信息(I)传输到所述数据处理处理器(R1)。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的计算机程序产品(C)，其特征在于，所述计算系统(R)具有数据存储器(R2)；在所述数据存储器(R2)中存储有先前确定的传输链节(G1-G4)的影响变量；所述计算机程序产品(C)为了执行步骤b)而访问具有先前确定的传输链节(G1-G4)的影响变量的所述数据存储器(R2)。

11.根据权利要求10所述的计算机程序产品(C)，其特征在于，所述计算机程序产品(C)为每个已识别的传输链节(G1-G4)确定至少一个配属于已识别的传输链节(G1-G4)的相关影响变量(E11-E42)；并且所述计算机程序产品(C)从所述数据存储器(R2)中加载所确定的影响变量(E11-E42)。

12.根据权利要求6至11中任一项所述的计算机程序产品(C)，其特征在于，所述计算系统(R)具有数据存储器(R2)；在所述数据存储器(R2)中，针对先前确定的传输链节(G1-G4)的影响变量，存储有最佳影响估计值和与该最佳影响估计值相关的测量不确定度贡献(U11-U42)；为了执行步骤c)，所述计算机程序产品(C)从所述数据存储器(R2)针对所确定的每个影响变量(E11-E42)加载与所确定的影响变量(E11-E42)的最佳影响估计值相关的测量不确定度贡献(U11-U42)；并且所述计算机程序产品(C)通过求取测量不确定度贡献(U11-U42)的平方之和并求取该和的平方根来计算所述测量系统(S)的测量不确定度(U)。

13.根据权利要求12所述的计算机程序产品(C)，其特征在于，为了执行步骤d)，所述计算机程序产品确定至少一个具有极端的测量不确定度贡献(U11-U42)的已识别的传输链节(G1-G4)，所述极端的测量不确定度贡献(U11-U42)小于或大于至少一个其它的测量不确定度贡献(U11-U42)。

14.根据权利要求13所述的计算机程序产品(C)，其特征在于，所述计算系统(R)具有数据存储器(R2)；在所述数据存储器(R2)中存储有替代传输链节(G1*-G4*)的数字信息数据(I*)，其中，如果所述替代传输链节的基本特征与所确定的已识别的传输链节(G1-G4)一致，并且如果所述替代传输链节与所确定的已识别的传输链节(G1-G4)的区别仅在于至少一个测量不确定度贡献(U11-U42)，则所述替代传输链节(G1*-G4*)是等效的；并且所述计算机程序产品(C)将所确定的传输链节(G1-G4)的数字信息(I)与存储在所述数据存储器(R2)中的替代传输链节(G1*-G4*)的数字信息(I*)进行比较。

15.根据权利要求14所述的计算机程序产品(C)，其特征在于，为了执行步骤e)，所述计算机程序产品(C)确定替代传输链节(G1*-G4*)与所确定的传输链节(G1-G4)何时是等效的；并且所述计算机程序产品(C)从所述数据存储器(R2)中加载所确定的替代传输链节(G1*-G4*)的数字信息(I)。

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