TCVN: ĐỘ KHÔNG ĐẢM BẢO ĐO ĐỐI VỚI CÁC ỨNG DỤNG ĐO LƯỜNG - PHÉP ĐO LẶP LẠI VÀ THỰC NGHIỆM LỒNG

Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10862:2015 ISO/TS 21749:2005 ĐỘ KHÔNG ĐẢM BẢO ĐO ĐỐI VỚI CÁC ỨNG DỤNG ĐO LƯỜNG - PHÉP ĐO LẶP LẠI VÀ THỰC NGHIỆM LỒNG Measurement uncertainty for metrological applications - Repeated measurements and nested experiments Lời nói đầu TCVN 10862:2015 hoàn toàn tương đương với ISO/TS 21749:2005; TCVN 10862:2015 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 69 Ứng dụng phương pháp thống kê biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ công bố Lời giới thiệu Phép thử nghiệm, hiệu chuẩn phịng thí nghiệm khác thường yêu cầu báo cáo kết đo độ không đảm bảo kèm theo Đánh giá độ khơng đảm bảo q trình liên tục tiêu tốn thời gian nguồn lực Đặc biệt, có nhiều phép thử hoạt động mà phịng thí nghiệm thực có liên quan đến hai ba nguồn độ không đảm bảo Theo cách tiếp cận Hướng dẫn trình bày độ khơng đảm bảo đo (GUM) kết hợp thành phần độ không đảm bảo, tiêu chuẩn tập trung vào việc sử dụng phân tích phương sai (ANOVA) để ước lượng thành phần đơn lẻ, đặc biệt thành phần dựa đánh giá (thống kê) Loại A Thực nghiệm phịng thí nghiệm thiết kế cho phép thực số lượng thích hợp phép đo, việc phân tích chúng cho phép tách biệt thành phần độ không đảm bảo Thực nghiệm, theo nghĩa thiết kế thực hiện, phân tích, đánh giá độ khơng đảm bảo sau đó, địi hỏi phải hiểu biết kỹ thuật phân tích liệu, đặc biệt phân tích thống kê Do đó, điều quan trọng nhân viên phịng thí nghiệm nhận biết nguồn lực phải có lập kế hoạch thu thập phân tích liệu cần thiết Trong tiêu chuẩn này, thành phần độ không đảm bảo dựa đánh giá Loại A ước lượng từ phân tích thống kê phép đo lặp lại, từ phương tiện đo, cá thể thử chuẩn kiểm tra Mục đích tiêu chuẩn đưa hướng dẫn đánh giá độ không đảm bảo gắn với phép đo cá thể thử, ví dụ phần kiểm tra sản xuất liên tục Những độ không đảm bảo bao gồm đóng góp từ thân trình đo từ biến động trình sản xuất Cả hai loại đóng góp bao gồm ảnh hưởng từ người thao tác, điều kiện môi trường ảnh hưởng khác Để hỗ trợ việc phân tách ảnh hưởng trình đo biến động sản xuất, phép đo chuẩn kiểm tra sử dụng để cung cấp liệu thân trình đo Các phép đo danh nghĩa giống hệt phép đo thực cá thể thử Đặc biệt, phép đo chuẩn kiểm tra sử dụng để giúp nhận biết ảnh hưởng phụ thuộc thời gian, cho ảnh hưởng đánh giá đối chiếu với sở liệu phép đo chuẩn kiểm tra Các tiêu chuẩn hữu ích việc giúp kiểm soát độ chệch độ trơi dài hạn q trình đường sở đại lượng thiết lập từ liệu trước Điều mơ tả tóm tắt phương pháp đánh giá thống kê độ không đảm bảo bao gồm cách tiếp cận khuyến nghị GUM, việc sử dụng chuẩn kiểm tra, bước đánh giá độ khơng đảm bảo ví dụ tiêu chuẩn Điều 5, phần tiêu chuẩn này, thảo luận đánh giá Loại A Thiết kế lồng ANOVA sử dụng việc xử lý nguồn gây độ không đảm bảo phụ thuộc thời gian Các nguồn khác từ cấu hình đo, độ không vật liệu độ chệch cấu hình đo phân tích độ không đảm bảo liên quan đề cập Để cho đầy đủ, đánh giá độ không đảm bảo Loại B (phi thống kê) đề cập Điều Định luật lan truyền độ không đảm bảo đề cập GUM sử dụng rộng rãi Điều đưa công thức thu cách áp dụng định luật cho hàm số định gồm hai biến Trong Điều 8, đánh giá độ không đảm bảo Loại A đưa làm ví dụ, thành phần độ khơng đảm bảo thu từ nhiều nguồn khác Phụ lục A liệt kê ký hiệu sử dụng tiêu chuẩn ĐỘ KHÔNG ĐẢM BẢO ĐO TRONG CÁC ỨNG DỤNG ĐO LƯỜNG - PHÉP ĐO LẶP LẠI VÀ THỰC NGHIỆM LỒNG Measurement uncertainty for metrological applications - Repeated measurements and nested LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn experiments Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn tuân theo cách tiếp cận đề cập Hướng dẫn trình bày độ không đảm bảo đo (GUM) thiết lập cấu trúc cho việc công bố kết hợp thành phần độ không đảm bảo Với cấu trúc này, tiêu chuẩn bổ sung khn khổ thống kê sử dụng việc phân tích phương sai (ANOVA) để ước lượng thành phần riêng lẻ, đặc biệt thành phần phân loại đánh giá độ không đảm bảo Loại A, nghĩa dựa việc sử dụng phương pháp thống kê Để cho đầy đủ, tiêu chuẩn đưa mơ tả tóm tắt đánh giá độ khơng đảm bảo Loại B (phi thống kê) Tiêu chuẩn đề cập tình thực nghiệm, thành phần độ khơng đảm bảo ước lượng từ phân tích thống kê phép đo lặp lại, phương tiện đo, cá thể thử chuẩn kiểm tra Tiêu chuẩn đưa phương pháp để thu độ không đảm bảo từ thiết kế lồng mức, hai mức ba mức Các tình thực nghiệm phức tạp hơn, ví dụ, có tương tác ảnh hưởng người thao tác ảnh hưởng phương tiện đo ảnh hưởng chéo, không đề cập tiêu chuẩn Tiêu chuẩn không áp dụng cho phép đo lặp lại, phép đo phá hủy phép đo hệ thống thay đổi động (như lưu lượng chất lỏng, dịng điện hệ thống viễn thơng) Tiêu chuẩn không đề cập cụ thể đến việc chứng nhận mẫu chuẩn (đặc biệt chất hóa học) hiệu chuẩn vật mẫu so sánh cách sử dụng chương trình gọi "thiết kế trọng số" Về chứng nhận mẫu chuẩn, xem TCVN 8245 (ISO Guide 35) [14] Khi kết từ nghiên cứu phịng thí nghiệm sử dụng, kỹ thuật trình bày tài liệu kèm theo TCVN 10861 (ISO 21748)[15] Khác biệt TCVN 10861 (ISO 21748) tiêu chuẩn TCVN 10861 (ISO 21748) liên quan đến liệu độ tái lập (với ảnh hưởng tránh khỏi độ lặp lại), tiêu chuẩn tập trung vào liệu độ lặp lại việc sử dụng phân tích phương sai để xử lý chúng Tiêu chuẩn áp dụng cho phạm vi rộng phép đo, ví dụ, độ dài, góc, điện áp, điện trở, khối lượng mật độ Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm cơng bố áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu viện dẫn không ghi năm cơng bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) ISO 3534-1:19931, Statistics - Vocabutary and symbols - Part 3: Probability and general statistical terms (Thống kê học - Từ vựng ký hiệu - Phần 1: Thuật ngữ chung dùng thống kê xác suất) ISO 3534-3:1999, Statistics - Vocabulary and symbols - Part 3: Design of experiments (Thống kê học Từ vựng ký hiệu - Phần 3: Thiết kế thực nghiệm) TCVN 6910-1:2001 (ISO 5725-1:1994), Độ xác (độ độ chụm) phương pháp đo kết đo - Phần 1: Nguyên tắc định nghĩa chung TCVN 6910-2:2001 (ISO 5725-2:1994), Độ xác (độ độ chụm) phương pháp đo kết đo - Phần 2: Phương pháp xác định độ lặp lại độ tái lập phương pháp đo tiêu chuẩn TCVN 6910-3:2001 (ISO 5725-3:1994), Độ xác (độ độ chụm) phương pháp đo kết đo - Phần 3: Thước đo trung gian độ chụm phương pháp đo tiêu chuẩn TCVN 6910-4:2001 (ISO 5725-4:1994), Độ xác (độ độ chụm) phương pháp đo kết đo - Phần 4: Phương pháp xác định độ phương pháp đo tiêu chuẩn TCVN 6910-5:2002 (ISO 5725-5:1998), Độ xác (độ độ chụm) phương pháp đo kết đo - Phần 5: Các phương pháp khác xác định độ chụm phương pháp đo tiêu chuẩn TCVN 6910-6:2002 (ISO 5725-6:1994), Độ xác (độ độ chụm) phương pháp đo kết đo - Phần 6: Sử dụng giá trị độ xác thực tế Hướng dẫn trình bày độ khơng đảm bảo đo (GUM), BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP, OIML, Tiêu chuẩn soát xét thay ISO 3534-1:2006 chấp nhận thành TCVN 8244-1:2010 LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn 1993, sửa đổi in lại năm 1995 Thuật ngữ định nghĩa Tiêu chuẩn sử dụng thuật ngữ định nghĩa nêu TCVN 8244-1 (ISO 3534-1), ISO 3534-3, TCVN 6910 (ISO 5725) (tất phần) thuật ngữ, định nghĩa 3.1 Đại lượng đo (measurand) Đại lượng vật lý hồn tồn xác định đo đặc trưng giá trị chất 3.2 Độ không đảm bảo đo (uncertainty of measurement) Tham số ước lượng tham số, gắn với kết đo, đặc trưng cho phân tán giá trị quy cho đại lượng đo cách hợp lý 3.3 Đánh giá Loại A (Type A evaluation) Phương pháp đánh giá độ không đảm bảo phương pháp thống kê 3.4 Đánh giá Loại B (Type B evaluation) Phương pháp đánh giá độ không đảm bảo cách khác với phương pháp thống kê 3.5 Độ không đảm bảo chuẩn (standard uncertainty) Độ không đảm bảo thể độ lệch chuẩn gắn với thành phần độ không đảm bảo 3.6 Độ không đảm bảo chuẩn tổng hợp (combined standard uncertainty) Độ lệch chuẩn gắn với kết phép đo cụ thể dãy phép đo đưa vào nhiều thành phần độ không đảm bảo 3.7 Độ không đảm bảo mở rộng (expanded uncertainty) Độ không đảm bảo chuẩn tổng hợp nhân với hệ số phủ, thường giá trị tới hạn tương ứng từ phân bố t, phụ thuộc vào bậc tự độ không đảm bảo chuẩn tổng hợp mức phủ mong muốn 3.8 Bậc tự hiệu dụng (effective degree of freedom) Bậc tự gắn với độ lệch chuẩn gồm hai nhiều thành phần phương sai CHÚ THÍCH: Có thể tính bậc tự hiệu dụng cách sử dụng phép xấp xỉ Wel-Satterthwaite (xem GUM, G.4) 3.9 Thiết kế lồng (nested design) Thiết kế thực nghiệm mức (nghĩa chế độ đặt, giá trị ấn định yếu tố) yếu tố cho xuất mức đơn yếu tố khác CHÚ THÍCH 1: Trích từ ISO 3534-3:1999, định nghĩa 2.6 CHÚ THÍCH 2: Xem 1.6, ISO 3534-3:1999 định nghĩa mức 3.10 Ảnh hưởng cố định (fixed effects) ảnh hưởng lựa chọn trước mức yếu tố phạm vi giá trị yếu tố 3.11 LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn Ảnh hưởng ngẫu nhiên (random effects) ảnh hưởng lấy mẫu mức yếu tố từ tổng thể mức yếu tố 3.12 Thiết kế lồng cân (balanced nested design) Thiết kế thực nghiệm lồng số mức yếu tố lồng không đổi (ISO 3534-3:1999, định nghĩa 2.6.1] 3.13 Trung bình bình phương sai số ngẫu nhiên (mean square for random errors) Tổng sai số bình phương chia cho bậc tự tương ứng CHÚ THÍCH 1: Xem 2.85, ISO 3534-1:1993 định nghĩa bậc tự Phương pháp thống kê đánh giá độ không đảm bảo 4.1 Cách tiếp cận Hướng dẫn trình bày độ khơng đảm bảo đo Hướng dẫn trình bày độ khơng đảm bảo đo (GUM) khuyến nghị kết phép đo hiệu tất ảnh hưởng hệ thống đáng kể thừa nhận, theo kết ước lượng tốt (hay không chệch) đại lượng đo tồn mơ hình hệ thống đo hồn chỉnh Mơ hình cung cấp mối quan hệ chức tập hợp đại lượng đầu vào (mà đại lượng đo phụ thuộc vào đó) đại lượng đo (các đại lượng đầu ra) Mục tiêu việc đánh giá độ không đảm bảo để xác định khoảng kỳ vọng chứa tỷ lệ lớn phân bố giá trị quy cho đại lượng đo cách hợp lý Vì khơng thể định lượng xác độ chệch nên kết đo hiệu chỉnh độ chệch, việc hiệu chỉnh có độ khơng đảm bảo kèm theo Cách tiếp cận chung, q trình mơ hình hóa, nêu CHÚ THÍCH: Cách tiếp cận liên quan đến đại lượng đầu vào độc lập với Có khả tạo lập thêm đại lượng đầu vào phụ thuộc lẫn (xem GUM, 5.2) a) Xây dựng mô hình tốn học (quan hệ chức năng) q trình đo hệ thống đo, liên hệ đại lượng đầu vào mơ hình (bao gồm đại lượng ảnh hưởng) với đại lượng đầu mô hình (đại lượng đo) Trong nhiều trường hợp, mơ hình cơng thức sử dụng để tính kết đo, thêm vào ảnh hưởng ngẫu nhiên, môi trường ảnh hưởng khác hiệu độ chệch ảnh hưởng đến kết đo, cần b) Ấn định ước lượng tốt độ không đảm bảo chuẩn kèm theo (độ không đảm bảo biểu thị độ lệch chuẩn) cho đại lượng đầu vào mơ hình c) Đánh giá đóng góp vào độ khơng đảm bảo chuẩn gắn với kết đo quy cho đại lượng đầu vào Những đóng góp phải tính đến độ khơng đảm bảo gắn với ảnh hưởng ngẫu nhiên hệ thống liên quan đến đại lượng đầu vào, thân chúng địi hỏi đánh giá độ không đảm bảo cụ thể d) Kết hợp độ không đảm bảo chuẩn để nhận độ không đảm bảo chuẩn (tổng hợp) gắn với kết đo Việc đánh giá độ không đảm bảo tiến hành, theo GUM, cách sử dụng định luật lan truyền độ không đảm bảo, phương pháp phân tích hay phương pháp số tổng quát điều kiện định luật lan truyền độ không đảm bảo không áp dụng chúng có áp dụng hay khơng e) Khi thích hợp, nhân độ không đảm bảo chuẩn gắn với kết đo với hệ số phủ để có độ khơng đảm bảo mở rộng từ có khoảng phủ đại lượng đo mức tin cậy quy định GUM cung cấp cách tiếp cận sử dụng để tính hệ số phủ Nếu bậc tự độ không đảm bảo chuẩn tất đại lượng đầu vào lớn hệ số phủ xác định từ phân bố chuẩn Nếu khơng bậc tự (hiệu dụng) độ không đảm bảo chuẩn tổng hợp ước lượng từ bậc tự với độ không đảm bảo chuẩn gắn với ước lượng tốt đại lượng đầu vào cách sử dụng công thức Welch-Satterthwaite GUM cho phép đánh giá độ không đảm bảo chuẩn cách thích hợp Nó phân biệt việc đánh giá xử lý thống kê quan sát lặp lại đánh giá Loại A, đánh giá cách khác đánh giá Loại B Trong việc đánh giá độ không đảm bảo chuẩn tổng hợp, hai loại đánh giá đặc trưng phương sai (độ khơng đảm bảo chuẩn bình phương) xử lý theo cách Chi tiết quy trình giả định bổ sung lấy làm sở đề cập GUM LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn Mục đích tiêu chuẩn cung cấp chi tiết việc đánh giá độ không đảm bảo phương tiện thống kê, tập trung vào điểm b) trên, cho dù thu phép đo lặp lại đại lượng đầu vào hay phép đo toàn thể Trong tiêu chuẩn này, thuật ngữ "vật mẫu" thường sử dụng bối cảnh phép đo Việc sử dụng để đưa giải thích chung phép đo liên quan đến cá thể dạng đống chất hóa học, v.v 4.2 Chuẩn kiểm tra Chuẩn kiểm tra chuẩn cần phải có tính chất a) Phải có khả đo định kỳ b) Phải gần với cá thể sản xuất hàm lượng dạng vật liệu c) Phải vật mẫu ổn định d) Phải có sẵn thời điểm q trình đo Theo tính chất này, chuẩn kiểm tra lý tưởng vật mẫu chọn ngẫu nhiên từ cá thể sản xuất, thích hợp, để dùng cho mục đích Ví dụ việc sử dụng chuẩn kiểm tra bao gồm - phép đo vật mẫu ổn định, - sai khác giá trị hai chuẩn quy chiếu ước lượng từ thực nghiệm hiệu chuẩn Các phương pháp phân tích phép đo chuẩn kiểm tra đề cập 5.2.3 Trong tiêu chuẩn này, thuật ngữ "chuẩn kiểm tra" để đưa giải thích chung Ví dụ, cá thể dạng đống chất hóa học sử dụng 4.3 Các bước đánh giá độ không đảm bảo 4.3.1 Bước đánh giá độ không đảm bảo xác định đại lượng đo mà kết đo báo cáo cho cá thể thử Cần ý đặc biệt để đưa định nghĩa rõ ràng đại lượng đo độ khơng đảm bảo thu phụ thuộc vào định nghĩa Các khả bao gồm - đại lượng thời điểm điểm không gian, - đại lượng thời điểm tính trung bình vùng khơng gian xác định, - đại lượng điểm khơng gian tính trung bình khoảng thời gian Ví dụ, đại lượng đo tương ứng với độ cứng mẫu vật liệu gốm (rất) khác a) điểm xác định mẫu, b) tính trung bình tồn mẫu 4.3.2 Nếu đo trực tiếp giá trị đại lượng đo việc đánh giá độ không đảm bảo chuẩn phụ thuộc vào số phép đo lặp lại điều kiện môi trường, điều kiện vận hành thực phép đo lặp Nó phụ thuộc vào nguồn độ không đảm bảo khác không quan sát điều kiện chọn để lặp lại phép đo, ví dụ độ không đảm bảo hiệu chuẩn chuẩn quy chiếu Mặt khác, đo trực tiếp giá trị đại lượng đo tính từ phép đo đại lượng thứ cấp, mơ hình (hoặc quan hệ chức năng) để kết hợp đại lượng khác phải xác định Khi đó, độ khơng đảm bảo chuẩn gắn với ước lượng tốt đại lượng thứ cấp cần thiết để đánh giá độ không đảm bảo chuẩn gắn với giá trị đại lượng đo Các bước cần tuân thủ đánh giá độ khơng đảm bảo trình bày a) Đánh giá loại A: 1) Nếu đại lượng đầu đại diện Y phép đo Y lặp lại, sử dụng mơ hình ANOVA để có ước lượng thành phần phương sai, gắn với Y, ảnh hưởng ngẫu nhiên từ - kết lặp lại cá thể thử, - phép đo chuẩn kiểm tra, - phép đo thực theo thực nghiệm thiết kế 2) Nếu phép đo Y lặp lại trực tiếp, mơ hình Y = f(X1, X2, …, Xn) biết, đại lượng đầu vào Xi lặp lại, đánh giá độ khơng đảm bảo gắn với ước lượng tốt xi Xi; sau sử dụng định luật lan truyền độ khơng đảm bảo LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn 3) Nếu phép đo Y Xi khơng thể lặp lại chuyển sang đánh giá Loại B b) Đánh giá Loại B: đánh giá độ không đảm bảo chuẩn gắn với ước lượng tốt đại lượng đầu vào c) Tổng hợp độ không đảm bảo chuẩn từ đánh giá Loại A Loại B để có độ không đảm bảo chuẩn gắn với kết đo d) Tính độ khơng đảm bảo mở rộng 4.4 Các ví dụ tiêu chuẩn Mục đích ví dụ điều khác tiêu chuẩn trường hợp nghiên cứu chi tiết Điều để việc đánh giá độ khơng đảm bảo gắn với q trình đo có số nguồn độ không đảm bảo Người đọc cần tổng qt hóa ngun tắc trình bày mục cho ứng dụng cụ thể Các ví dụ xử lý tác động ảnh hưởng ngẫu nhiên hệ thống theo hình thức độ chệch kết đo Việc định lượng độ không đảm bảo quan sát theo thời gian quan trọng, ví dụ khoảng thời gian xác định ngắn hạn (độ lặp lại) thước đo độ chụm trung gian ngày-ngày hay loạt-loạt, độ tái lập Vì mục đích người đọc, khoảng thời gian cần xác định cho có ý nghĩa q trình đo quan tâm Dữ liệu Phịng thí nghiệm kỹ thuật điện điện tử Viện Chuẩn Công nghệ quốc gia (NIST), Hoa Kỳ lấy để minh họa chiến lược xử lý số nguồn độ không đảm bảo Phép đo quan tâm điện trở suất khối (Ω.cm) silic Các liệu chọn cho mục đích minh họa khó khăn vốn có việc đo điện trở suất đầu dò bề mặt đại lượng đo xác định phương pháp thử ASTM xác định độc lập phương pháp Mục đích thực nghiệm để đánh giá độ không đảm bảo gắn với phép đo điện trở suất silic mức điện trở khác (Ω.cm), chứng nhận cách sử dụng đầu dò bốn điểm dây theo cấu hình cụ thể Phương pháp thử Phương pháp ASTM F84 Điện trở suất báo cáo cho trung bình sáu phép lặp ngắn hạn thực tâm Đánh giá độ không đảm bảo Loại A 5.1 Quy định chung 5.1.1 Nói chung, quan trắc lặp lại (xem GUM, 3.1.4 đến 3.1.6) cung cấp liệu phù hợp cho đánh giá Loại A Đánh giá loại A dựa (ví dụ): - phép đo lặp lại cá thể thử, trình bổ sung cho, phép đo cần thiết để đưa kết quả; - phép đo tiến hành vật liệu thử phù hợp trình xác nhận giá trị phương pháp, trước thực phép đo bất kỳ; - phép đo chuẩn kiểm tra, là, cá thể thử đo lặp lại khoảng thời gian để theo dõi độ ổn định q trình đo, thích hợp; - phép đo mẫu chuẩn chứng nhận chuẩn; - quan trắc lặp lại việc xác định đại lượng ảnh hưởng (ví dụ, theo dõi thường xuyên ngẫu nhiên điều kiện mơi trường phịng thí nghiệm, phép đo lặp lại đại lượng sử dụng để tính kết đo) 5.1.2 Đánh giá loại A áp dụng cho ảnh hưởng ngẫu nhiên lẫn hệ thống (GUM, 3.2) Yêu cầu việc đánh giá thành phần độ không đảm bảo dựa sở phân tích thống kê loạt quan trắc Phân biệt ảnh hưởng ngẫu nhiên với ảnh hưởng hệ thống - ảnh hưởng ngẫu nhiên thay đổi quan trắc không hiệu chính, - ảnh hưởng hệ thống coi không đổi quan sát ngắn hạn và, lý thuyết, hiệu loại khỏi kết Đơi khó phân biệt ảnh hưởng hệ thống với ảnh hưởng ngẫu nhiên trở thành vấn đề việc giải thích việc sử dụng mơ hình thống kê liên quan Nói chung, tách biệt ảnh hưởng ngẫu nhiên hệ thống GUM khuyến nghị là, nói chung, tất ảnh hưởng hệ thống hiệu kết có độ khơng đảm bảo từ nguồn độ không đảm bảo việc hiệu Vai trị thời gian đánh giá độ không đảm bảo Loại A sử dụng thiết kế lồng đề cập 5.2 Độ không đảm bảo gắn với cấu hình đo tính khơng vật liệu đề cập tương ứng 5.3 5.4 Hướng dẫn cách đánh giá hiệu độ chệch cấu hình đo cách đánh giá độ không LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn đảm bảo kèm theo nêu 5.5 Cách thức nguồn độ không đảm bảo ảnh hưởng đến giá trị báo cáo bối cảnh độ không đảm bảo xác định việc phân tích ảnh hưởng ngẫu nhiên hệ thống có thích hợp hay khơng Xét phịng thí nghiệm có nhiều phương tiện đo thuộc loại định, coi đại diện cho tập hợp tất phương tiện đo thuộc loại Khi đó, khác biệt phương tiện đo tập hợp coi ảnh hưởng ngẫu nhiên công bố độ không đảm bảo dự kiến áp dụng cho kết phương tiện đo cụ thể bất kỳ, chọn ngẫu nhiên từ tập hợp Ngược lại, cơng bố độ khơng đảm bảo dự kiến áp dụng cho (hoặc số) phương tiện đo cụ thể, ảnh hưởng hệ thống phương tiện đo so với tập hợp thành phần quan tâm 5.2 Vai trò thời gian đánh giá độ không đảm bảo Loại A 5.2.1 Nguồn độ không đảm bảo phụ thuộc thời gian chọn khoảng thời gian Nhiều ảnh hưởng ngẫu nhiên phụ thuộc vào thời gian, thường thay đổi môi trường Ba mức dao động phụ thuộc thời gian đề cập mơ tả a) dao động ngắn hạn (độ lặp lại độ chụm phương tiện đo), b) dao động trung gian (giữa ngày với ngày người thao tác với người thao tác thiết bị với thiết bị, gọi độ chụm trung gian, c) dao động dài hạn [giữa loạt với loạt độ ổn định (có thể khơng liên quan đến q trình) độ chụm trung gian] Sự mô tả hướng dẫn Người sử dụng cần xác định khoảng thời gian quan trọng trình đo quan tâm, xem chúng phút, hay ngày Một lý cho cách tiếp cận nhiều phương tiện đo đại có độ chụm cao (các phép đo lặp lại) ngắn hạn, lại thay đổi theo thời gian, thường ảnh hưởng mơi trường, nguồn độ khơng đảm bảo có ảnh hưởng lớn q trình đo Cơng bố độ khơng đảm bảo khơng thích hợp liên quan đến kết đo tái lập theo thời gian Khách hàng có quyền biết độ khơng đảm bảo gắn với kết đo, phép đo thực vào ngày hay thời gian năm Hai mức thành phần phụ thuộc thời gian đủ để mơ tả nhiều q trình đo Có thể cần đến ba mức trình đo q trình có đặc trưng chưa hiểu rõ Thiết kế ba mức xem xét, với thiết kế hai mức trường hợp đặc biệt Thiết kế lồng có nhiều ba mức khơng xét tiêu chuẩn cách tiếp cận đề cập mở rộng cho thiết kế lồng Xem TCVN 6910 (ISO 5725-3) 5.2.2 Thực nghiệm sử dụng thiết kế ba mức 5.2.2.1 Thiết kế lồng ba mức thường khuyến nghị cho việc nghiên cứu ảnh hưởng nguồn biến động tự thể rõ theo thời gian Việc thu thập phân tích liệu đơn giản, thường không cần ước lượng số hạng tương tác xử lý ảnh hưởng phụ thuộc thời gian Thiết kế lồng vận hành nhiều mức Ba mức khuyến nghị hệ thống đo nguồn độ không đảm bảo chưa hiểu rõ chưa nghiên cứu trước Các mức dựa đặc trưng nhiều hệ thống đo cần sửa đổi theo tình đo cụ thể có yêu cầu: a) Mức 1: phép đo thực thời gian ngắn để nắm bắt độ lặp lại phép đo; b) Mức 2: phép đo thực nhiều ngày (hoặc khoảng thời gian thích hợp khác); c) Mức 3: phép đo thực theo loạt tách biệt theo tháng Ký hiệu liên quan đến mức xác định sau: - Mức1: J (J >1) lần lặp; - Mức 2: K (K > 1) ngày; - Mức 3: L (L > 1) loạt Thiết kế lồng ba mức cân khuyến nghị cho việc thu thập liệu sở Nó mơ tả dao động dài hạn q trình đo: Yikj = µ + γ + δlk +εlkj LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn Ở đây, phép đo thể Yikj (l = 1,…, L; k = 1, , K; j = 1,…, J) lần lặp thứ j ngày thứ k, lặp lại loạt thứ l Các số hạng số mơ hình thể ảnh hưởng ngẫu nhiên trình đo dao động theo loạt, ngày khoảng thời gian ngắn hạn Mục đích thực nghiệm để ước lượng thành phần phương sai định lượng nguồn độ biến động Lấy thành phần phương sai ảnh hưởng theo ngày loạt δ γ tương ứng và phương sai sai số đo ε σ2 Các thành phần phương sai tạo thành sở cho việc đưa độ không đảm bảo chuẩn Bảng - Bảng ANOVA thiết kế lồng ba mức Nguồn Bậc tự Tổng bình phương Trung bình bình phương ν SS MS Loạt L-1 SSR MSR Ngày (loạt) L(K - 1) SSD(R) MSD(R) Sai số LK(J - 1) SSE MSE Trung bình bình phương kỳ vọng Các nguồn biến động, tổng bình phương (SS) bậc tự (ν) tương ứng liệt kê tương ứng cột thứ nhất, thứ ba thứ hai Trung bình bình phương (MS), thu từ tổng bình phương chia cho bậc tự tương ứng, liệt kê cột thứ tư Cột cuối liệt kê trung bình bình phương kỳ vọng Hình mơ tả thiết kế với J = 4, K = L = Hình - Thiết kế lồng ba mức 5.2.2.2 Thiết kế lặp lại Q (Q > 1) chuẩn kiểm tra (về chuẩn kiểm tra, xem 5.2.3) I (I > 1) dưỡng (phương tiện đo) mục đích để mô tả nhiều dưỡng tương tự Thiết kế có ưu điểm dễ sử dụng tính tốn Đặc biệt, số lần lặp mức khơng cần lớn thơng tin thu thập nhiều chuẩn kiểm tra Các phép đo cần thực với người thao tác Người thao tác thường không xét đến với hệ thống tự động Tuy nhiên, hệ thống đòi hỏi định liên quan đến đường, cạnh phân định tính khác phụ thuộc vào người thao tác Nếu có lý kết khác đáng kể người thao tác thiết kế thay "loạt" "người thao tác" Chọn ngẫu nhiên L (L > 1) người thao tác từ tập hợp người thao tác có khả thực phép đo mức độ chụm (Nếu cần, tiến hành thực nghiệm nhỏ với người thao tác thực phép đo độ lặp lại để kiểm tra xác nhận khả so sánh độ chụm người thao tác.) Sau đó, hồn thành việc thu thập phân tích liệu đề cập Trong trường hợp này, độ lệch chuẩn Mức ước lượng ảnh hưởng người thao tác LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Cơng ty luật Minh Kh www.luatminhkhue.vn Ngẫu nhiên hóa dưỡng cho chuẩn kiểm tra, nghĩa chọn chuẩn kiểm tra ngẫu nhiên hóa dưỡng, chọn chuẩn kiểm tra thứ hai ngẫu nhiên hóa dưỡng, tiếp tục Ghi lại trung bình độ lệch chuẩn nhóm J lần lặp lại chuẩn kiểm tra dưỡng Kết cần ghi lại với số đọc mơi trường nhận biết thích đáng yếu tố quan trọng Cách thức khuyến nghị để ghi lại thông tin tập tin máy tính với dịng hàng thơng tin trường cố định cho phép đo chuẩn kiểm tra Dạng bảng hữu ích cho mục đích Danh sách mục điển hình là: a) tháng; b) ngày; c) năm; d) dấu hiệu nhận biết người thao tác; e) dấu hiệu nhận biết chuẩn kiểm tra; f) dấu hiệu nhận biết dưỡng; g) trung bình J lần lặp; h) độ lệch chuẩn ngắn hạn từ J lần lặp; i) bậc tự do; j) số đọc mơi trường (nếu thích đáng) Từ mơ hình trên, độ lệch chuẩn sai số với LK (J - 1) bậc tự ước lượng cách sử dụng trung bình bình phương sai số ngẫu nhiên, MS E, tính sau: trung bình nhóm gồm J lần lặp Trung bình bình phương ảnh hưởng ngày, MSD(R),với L (K - 1) bậc tự tính sau: Trung bình bình phương ảnh hưởng loạt, MSR, với L - bậc tự tính sau: Từ Bảng 1, bảng ANOVA, hàm ước lượng độ lệch chuẩn ngày LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn hàm ước lượng độ lệch chuẩn loạt hiệu dấu bậc hai dương Nếu khơng thì, "khơng", cần thiết hoặc hai lấy Đôi khi, thiết kế lồng hai mức đề nghị cho việc thu thập liệu ngắn hạn dao động ngày với ngày trình đo Dữ liệu thu thập thực nghiệm tương tự với liệu thu thập chuẩn kiểm tra mục Nếu sử dụng nhiều chuẩn kiểm tra yếu tố "chuẩn kiểm tra" xử lý yếu tố ngẫu nhiên, yếu tố “loạt" trường hợp ba mức mơ việc phân tích giống 5.2.3 Chuẩn kiểm tra để đánh giá hai mức biến động 5.2.3.1 Quy trình chuẩn để kiểm tra Phép đo chuẩn để kiểm tra khuyến nghị cho nghiên cứu ảnh hưởng nguồn biến động tự thể rõ theo thời gian Việc thu thập phân tích liệu đơn giản, thường không cần ước lượng số hạng tương tác xử lý sai số phụ thuộc thời gian Các phép đo thực hai mức đủ để đặc trưng cho nhiều hệ thống đo Các mức dựa đặc trưng nhiều hệ thống đo cần sửa đổi theo tình đo cụ thể có yêu cầu: - Phép đo Mức 1, thực thời gian ngắn để ước lượng độ chụm dưỡng; - Phép đo Mức 2, thực ngày để ước lượng biến động dài hạn Chương trình để thực phép đo chuẩn kiểm tra theo thời gian (một lần ngày, hai lần tuần thích hợp cho lấy mẫu tất điều kiện đo) cần thiết lập tuân thủ Phép đo chuẩn để kiểm tra cần kết cấu theo cách thức tương tự giá trị báo cáo cá thể thử Ví dụ, giá trị báo cáo trung bình hai lần lặp thực cách phút giá trị chuẩn để kiểm tra cần trung bình hai phép đo thực theo cách tương tự Một ngoại lệ với quy tắc cần có J = lần lặp ngày, Nếu khơng có dự phịng khơng có cách để kiểm tra độ chụm ngắn hạn hệ thống đo 5.2.3.2 Mơ hình Mơ hình thống kê giải thích nguồn độ khơng đảm bảo nghiên cứu thiết kế lồng hai mức cân bằng: Ykj = µ + δk + εkj Các phép đo cá thể thử ký hiệu Ykj(k = 1,…, K; j = 1, , J) với số xác định ngày số thứ hai số lần lặp Các số hạng có số mơ hình thể ảnh hưởng ngẫu nhiên trình đo dao động theo ngày khoảng thời gian ngắn hạn Mục đích thực nghiệm ước lượng thành phần phương sai định lượng nguồn độ biến động 5.2.3.3 Khoảng thời gian Hai mức đề cập điều dựa đặc trưng nhiều hệ thống đo chọn cho tình đo cụ thể theo yêu cầu Thiết kế điển hình thể Hình 2, có J = lần lặp ngày với mức sau đây: - Mức J (J > 1) lần lặp ngắn hạn để tìm độ chụm dưỡng; - Mức K (K > 1) ngày (hoặc khoảng thời gian thích hợp khác) LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn CHÚ DẪN X số silic Y 1, số đầu dò (xem Bảng 4) Hình - Đồ thị hiệu theo số nhận biết silic - Nghiên cứu dưỡng đo năm đầu dị 5.5.3 Độ chệch khơng qn 5.5.3.1 Quy định chung Nếu độ chệch có tính chất ngẫu nhiên đáng kể phương tiện đo, người thao tác cấu hình cụ thể, xử lý khơng qn Trung bình độ chệch lấy “khơng" mà khơng làm tính tổng qt Cách khác hiệu cách trừ ước lượng độ chệch từ phép đo Trong trường hợp này, độ chệch thay đổi hướng theo thời gian Khi đó, giả định số hiệu “khơng” Độ khơng đảm bảo độ chệch xác định tùy thuộc vào hiểu biết phân bố hiệu phân bổ chuẩn hay phân bố thảo luận phần đầu 5.5.1 Trong 5.5.3.2 ví dụ số hiệu “khơng” Một loại độ chệch khơng qn khác tìm đọc 5.5.4 5.5.3.2 Ví dụ độ chệch khơng quán Có kết đo điện trở suất tiến hành với năm đầu dò năm silic Bảng đưa hiệu độ chệch đầu dò số 283, đầu dò quan tâm mức này, vật mẫu Ω⋅ cm tính dựa tất đầu dị trình bày 5.5.2 Số hiệu trung bình số âm Loạt dương Loạt 2, loạt cách khoảng thời gian hai tháng Bảng - Độ chệch đầu dị số 283 Giá trị tính Ω⋅ cm Số nhận biết silic Loạt Loạt 11 0,000 034 -0,000 184 26 -0,000 100 0,000 086 LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn Số nhận biết silic Loạt Loạt 42 0,0000181 0,000 078 131 -0,000 070 0,000 158 208 -0,000 024 0,000 187 Trung bình -0,000 028 0,000 065 Giả định số hiệu { , i = 1,2,3,4,5} có phân bố chuẩn, kiểm nghiệm t theo cặp không bác bỏ giả thuyết Loạt Loạt có trung bình Kết hợp hiệu cho hai loạt, thống kê t tính = 0,501 với chín bậc tự giả thuyết trung bình “khơng" khơng bị bác bỏ mức % Ước lượng độ chệch đầu dò số 283 0,000 018 Ω⋅ cm độ lệch chuẩn độ chệch đầu dò số 283 = 0,000 031 Ω⋅ cm Ngoài ra, giả định thận trọng hiệu nằm giới hạn ±a, ước lượng a, â = 0,000 227 3, thu từ công thức phần đầu 5.5.1 Trong trường hợp này, ước lượng độ chệch đầu dò số 283 “không” độ lệch chuẩn ước lượng độ chệch 5.5.4 Độ chệch với liệu thưa 5.5.4.1 Quy định chung Điều đưa phương pháp xử lý với độ chệch có thực khơng thể ước lượng tin cậy tình trạng thiếu liệu Ví dụ, kiểm nghiệm hai số nhiều cấu hình q trình đo khơng thể tạo ước lượng độ chệch đủ tin cậy phép hiệu cho thấy có vấn đề với q trình đo Nếu độ chệch đáng kể, chiến lược phụ thuộc vào việc trường hợp độ chệch quán hay không quán 5.5.4.2 Ví dụ độ chệch từ liệu thưa Ví dụ dưa nghiên cứu thiết lập dây cho dưỡng đơn Dưỡng, đầu dò điểm dùng để đo điện trở suất silic, dây theo nhiều cách Vì khơng thể kiểm nghiệm tất cấu hình dây trình nghiên cứu dưỡng nên thực phép đo theo hai cấu cách để nhận biết vấn đề có Các phép đo thực năm silic sáu ngày (ngoại trừ ngày số 39) với đầu dò số 2062 dây theo hai cấu hình Khác biệt phép đo theo hai cấu hình ngày xử lý hiệu trình bày Bảng Bảng - Khác biệt cấu hình dây đầu dò số 2062 Tấm silic 17 39 Số nhận biết silic Ngày Hiệu -0,010 -0,011 -0,006 0,002 0,001 0,000 -0,008 -0,004 -0,002 -0,001 -0,003 LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê Tấm silic 63 103 125 www.luatminhkhue.vn Số nhận biết silic Ngày Hiệu -0,001 -0,011 -0,005 -0,007 -0,000 0,000 -0,005 -0,014 -0,004 0,001 0,001 6 0,004 -0,005 -0,015 -0,001 -0,001 0,000 -0,001 Đồ thị hiệu hai cấu hình thể Hình Hình cho thấy hiệu âm Giá trị lớn nhỏ hiệu 0,004 -0,015 Độ chệch cấu hình ước lượng trung bình hiệu số hiệu nghĩa Vì tổng số hiệu 29 nên độ không đảm bảo độ chệch dây dựa độ lệch chuẩn mẫu Đối với 29 hiệu ( ), thống kê t tính = -4,013 Giả thuyết phân bố xác suất hiệu có trung bình “khơng” bị bác bỏ LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn CHÚ DẪN X thời gian, ngày Y hiệu điện trở suất hai cấu hình dây, Ω⋅ cm 1, , số nhận biết sillc (xem Bảng 6) Hình - Khác biệt hai cấu hình dây - Loạt phép đo thực với đầu dò số 2062 năm silic sáu ngày Đánh giá độ không đảm bảo Loại B 6.1 Đánh giá độ không đảm bảo Loại B áp dụng cho ảnh hưởng ngẫu nhiên ảnh hưởng hệ thống Đặc điểm phân biệt việc tính tốn thành phần độ khơng đảm bảo khơng dựa phân tích thống kê liệu Một số ví dụ nguồn độ khơng đảm bảo dẫn đến đánh giá Loại B - chuẩn quy chiếu hiệu chuẩn phịng thí nghiệm khác, - số vật lý sử dụng tính tốn giá trị báo cáo, - ảnh hưởng mơi trường lấy mẫu được, - sai lệch cấu hình/hình dạng có phương tiện đo, - độ phân giải phương tiện đo 6.2 Nguồn độ khơng đảm bảo văn hóa, báo cáo hiệu chuẩn chuẩn quy chiếu báo cáo công bố độ không đảm bảo số vật lý, khơng gây khó khăn cho việc phân tích Độ khơng đảm bảo thường báo cáo độ không đảm bảo mở rộng, U, chuyển đổi thành độ không đảm bảo chuẩn cách sử dụng công thức: Nếu hệ số k chưa biết chưa ghi chép giả định k = Nguồn độ khơng đảm bảo nội q trình đo khơng thể lấy mẫu thích đáng để phân tích thống kê, địi hỏi đánh giá Loại B Một kỹ thuật sử dụng rộng rãi ước lượng ảnh hưởng trường hợp xấu từ: - kinh nghiệm, - đánh giá khoa học; - liệu 6.3 Đối với tình tại, độ chệch ước lượng hiệu coi lấy ngẫu nhiên từ phân bố thống kê ấn định Khi đó, độ khơng đảm bảo chuẩn lấy độ lệch chuẩn phân bố Chỉ hai phân bố xét số phân bố thống kê có a) Phân bố Cho biết đầu mút nó, ± a, tất giá trị nằm -a +a có khả nhau: LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn Snguồn = Bậc tự tương ứng lấy vô hạn a định lượng tốt Nếu khơng cần chọn bậc tự để phản ánh xác biết a Xem GUM, G.4.2 b) Phân bố tam giác Phân bố tam giác cho độ không đảm bảo chuẩn nhỏ so với phân bố có điểm đầu mút Bậc tự thường lấy vô hạn Lan truyền độ không đảm bảo 7.1 Quy định chung 7.1.1 Cách tiếp cận đánh giá độ không đảm bảo tuân theo gọi cách tiếp cận từ xuống Thành phần độ không đảm bảo ước lượng từ lần đo lặp lại trực tiếp Để đối chiếu cách tiếp cận với việc sử dụng định luật lan truyền độ không đảm bảo, xét ví dụ đơn giản diện tích hình chữ nhật ước lượng từ cặp phép đo lặp chiều dài L chiều rộng W Diện tích A A=LxW tính từ lần lặp Độ lệch chuẩn diện tích báo cáo ước lượng trực tiếp từ lần lặp diện tích 7.1.2 Cách tiếp cận có ưu điểm sau - xử lý thích hợp hiệp phương sai phép đo chiều dài chiều rộng; - xử lý thích hợp nguồn độ không đảm bảo chắn xuất phép đo phải tiến hành điều kiện vận hành khoảng thời gian đủ dài 7.1.3 Đôi lặp lại phép đo cách trực tiếp để phản ảnh ảnh hưởng tác động đến phép đo Có thể cân nhắc việc sử dụng định luật lan truyền độ không đảm bảo (GUM) Cách tiếp cận ví dụ để tính: a) kết đo tích trung bình phép đo chiều dài trung bình phép đo chiều rộng; b) độ không đảm bảo chuẩn gắn với “chiều dài" L; c) độ không đảm bảo chuẩn gắn với “chiều rộng" W; kết hợp hai độ không đảm bảo chuẩn thành độ không đảm bảo chuẩn gắn với kết đo cách sử dụng phép xấp xỉ tích hai biến Cơng thức gần khơng có hiệp phương sai phép đo chiều dài chiều rộng 7.1.4 Trong trường hợp lý tưởng, giá trị không sai khác nhiều so với giá trị thu trực tiếp từ phép đo diện tích Tuy nhiên, số trường hợp chúng sai khác đáng kể - có hiệp phương sai; - nhiễu ảnh hưởng đến giá trị báo cáo đại lượng đo; - sai số việc lấy gần Nói chung, định luật lan truyền độ khơng đảm bảo áp dụng cho mơ hình LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn Y = f(X, Z, ) hàm nhiều biến với phép đo X, Z, đem lại giá trị độ lệch chuẩn gắn với Y sau đây: Sx độ khơng đảm bảo chuẩn gắn với X; Sz độ không đảm bảo chuẩn gắn với Z; Sxz hiệp phương sai gắn với X Z; ∂f / ∂X đạo hàm riêng hàm f X, đánh giá x, z, …, ước lượng tốt X, Z, …, 7.1.5 Có thể khó ước lượng số hạng hiệp phương sai phép đo không thực theo cặp Đôi khi, số hạng bỏ qua công thức Dưới hướng dẫn trường hợp mà điều chấp nhận thực tiễn a) Nếu phép đo X, Z độc lập, số hạng hiệp phương sai gắn với xem “không" b) Thực tế là, số hạng hiệp phương sai cần bao gồm tính tốn chúng ước lượng từ liệu đầy đủ có sẵn thơng tin khác để hỗ trợ việc xác định chúng Nói chung, giá trị báo cáo cá thể thử từ thiết kế hiệu chuẩn có hiệp phương sai khác "khơng", điều cần tính đến Y tổng, khối lượng hai cân chiều dài hai can mẫu dùng đầu, 7.2 Công thức dùng cho hàm biến đơn Độ lệch chuẩn giá trị báo cáo hàm biến đơn đưa Bảng lấy từ Tài liệu tham khảo [6] Giá trị báo cáo Y hàm trung bình N phép đo biến đơn 7.3 Công thức dùng cho hàm hai biến Độ lệch chuẩn giá trị báo cáo hàm hai biến đưa Bảng lấy từ Tài liệu tham khảo [6] Giá trị báo cáo Y hàm trung bình N phép đo hai biến Hệ số nhân độ lệch chuẩn gọi "hệ số độ nhạy" Bảng - Độ lệch chuẩn hàm biến đơn Hàm Y trung bình N phép đo độc lập Xấp xỉ bậc độ lệch chuẩn Y Sx = độ lệch chuẩn X Y= LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Chú thích Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn Xấp xỉ bậc độ lệch chuẩn Y Hàm Y Chú thích Nếu N nhỏ phép xấp xỉ Giả định X phân bố chuẩn Xem Tài liệu tham khảo [7] Bảng - Độ lệch chuẩn hàm hai biến Hàm Y trung bình N phép đo độc lập Độ lệch chuẩn Y SX = độ lệch chuẩn X SZ = độ lệch chuẩn Z = hiệp phương saia X, Z a Số hạng hiệp phương sai tính đến có ước lượng tin cậy Ví dụ - Đánh giá độ khơng đảm bảo Loại A từ nghiên cứu dưỡng đo 8.1 Mục đích sở Mục đích trường hợp nghiên cứu để chứng tỏ việc đánh giá độ khơng đảm bảo q trình đo có nhiều nguồn độ không đảm bảo Phép đo quan tâm đo điện trở suất (Ω⋅ cm) silic Mục đích tính độ khơng đảm bảo gắn với phép đo điện trở khoảng 100 silic chứng nhận với đầu dò dây theo cấu hình cụ thể, gọi cấu hình A, theo phương pháp F84 ASTM, quy chiếu xác định cho phép đo Giá trị báo cáo cho trung bình sáu lần lặp ngắn hạn thực tâm Các phép đo thực Viện Chuẩn Công nghệ quốc gia (NIST) đầu dò số 2362, năm đầu dị NIST có khả đo Đánh giá độ khơng đảm bảo tính đến nguồn biến động phụ thuộc thời gian sau đây: a) ảnh hưởng ngắn hạn từ phép đo tâm silic; b) ảnh hưởng ngày với ngày; c) ảnh hưởng loạt với loạt; nguồn độ chệch có đây: - độ chệch đầu dò số 2362; - độ chệch cấu hình dây A 8.2 Thu thập liệu chuẩn kiểm tra 8.2.1 Bản thân phép đo chứng nhận khơng phải nguồn việc ước lượng thành LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn phần độ khơng đảm bảo phụ thuộc thời gian chúng không đưa thông tin ảnh hưởng ngày với ngày ảnh hưởng dài hạn Ba nguồn độ không đảm bảo phụ thuộc thời gian ước lượng từ thiết kế lồng mức: - J = phép đo tâm silic; - K = ngày; - L = loạt Mơ hình thiết kế lồng mức Ylkj = µ + γ l + δlk + εlkj, l = 1, 2, k = 1,…, j = 1,…, 8.2.2 Thực nghiệm lặp lại số M = silic chọn ngẫu nhiên từ lơ, cho mục đích Các chuẩn kiểm tra phân tích xác định số 138, 139, 140, 141 142 Thực nghiệm lặp lại Q = đầu dò, xác định phân tích đầu dị số 1, số 281, số 283, số 2062 số 2362 Dữ liệu bao gồm: - số loạt, - số nhận biết tấm, - tháng ngày đo, - người thao tác, - nhiệt độ, - trung bình sáu phép đo tâm tấm, - độ lệch chuẩn (lặp lại) ngắn hạn từ sáu phép đo 8.3 Phân tích độ lặp lại, ảnh hưởng ngày-ngày ảnh hưởng dài hạn Độ chụm đầu dò số 2362 so sánh với đầu dò khác kiểm tra quán cách vẽ đồ thị độ lệch chuẩn lặp lại cho đầu dò dựa số nhận biết Xác định đầu dò số 2362 có độ chụm tốt Loạt chọn cho phép đo chứng nhận Tuy nhiên, độ chụm khơng thiết đóng góp quan trọng vào độ không đảm bảo, thấy Ở đây, ảnh hưởng silic coi cố định Thiết kế lồng ba mức với ảnh hưởng chéo silic gây có mơ hình hỗn hợp khác với mơ hình 5.2.2 Bảng đưa đánh giá ANOVA Bảng - Bảng ANOVA liệu nghiên cứu dưỡng đo Nguồn Bậc tự Trung bình bình phương ν MS Loạt MSR = 0,009 198 Ngày (loạt) 10 MSD(R) = 0,003 238 Sai số 44 MSE = 0,000 804 Trung bình bình phương kỳ vọng σ2 CHÚ THÍCH: Trong ví dụ này, ảnh hưởng chéo không xem xét Những ảnh hưởng tính đến dự kiến nguồn ảnh hưởng đến nguồn khác Một trường hợp phát sinh nghiên cứu tác dụng hai loại thuốc, loại thuốc ức chế tác dụng loại Thành phần phương sai ảnh hưởng độ lặp lại, ngày loạt thu được: = S2 = MSE = 0,000 804 LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn 8.4 Độ chệch đầu dị 8.4.1 Phân tích đồ thị Độ chụm đầu dò đề cập 8.1 Độ chệch đầu dị đề cập điều Phân tích đồ thị cho thấy độ chệch tương đối năm đầu dò Đối với silic, chênh lệch so với trung bình vẽ đồ thị dựa số nhận biết đầu dò Đồ thị xác nhận đầu dò số 2362 (đánh số 5) chệch so với đầu dò khác, nghĩa đưa giá trị thấp Độ chệch trở nên rõ ràng đầu dò sử dụng (Loạt 2) Chỉ số đầu dò: - = số 1; - = số 281; - = số 283; - = số 2026; - = số 2362 8.4.2 Phân tích định lượng Hiệu cho năm đầu dị trình bày Bảng 10 chênh lệch so với trung bình Đối với loạt cụ thể, mục , xác định 5.5.2 k = 1,2,3,4,5 (đầu dò số 1, số 281, số 283, số 2062, số 2362) i = 138, 139, 140, 141, 142 Bảng 10 - Độ chệch năm đầu dò Tấm silic 138 139 140 141 142 Số nhận biết silic Đầu dò số Loạt Loạt 0,024 -0,011 281 0,010 0,032 283 0,019 -0,025 062 -0,017 0,056 362 -0,037 -0,050 -0,003 -0,000 281 0,0394 0,005 283 0,005 0,023 062 -0,032 0,037 362 -0,009 -0,065 0,040 0,010 281 0,018 0,010 283 -0,020 0,000 062 -0,012 0,018 2 362 -0,026 -0,039 0,039 0,032 281 -0,010 -0,003 283 0,024 -0,019 062 -0,028 0,043 362 -0,025 -0,053 0,006 0,009 281 0,037 0,017 283 -0,004 0,019 2 062 -0,001 0,000 LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê Tấm silic www.luatminhkhue.vn Số nhận biết silic Đầu dò số Loạt Loạt 2 362 -0,038 -0,046 8.4.3 Xử lý độ chệch gây đầu dò Đầu dị số 2362 chọn cho q trình chứng nhận có độ chụm cao, độ chệch so với đầu dò khác tạo thành vấn đề Có hai khả xử lý vấn đề này: a) hiệu tất phép đo thực với đầu dị số 2362 theo trung bình đầu dị; b) đưa vào đánh giá độ khơng đảm bảo độ lệch chuẩn sai khác đầu dị Lựa chọn tốt a), giả định đầu dò nghiên cứu đại diện cho mẫu ngẫu nhiên đầu dò thuộc loại Điều đặc biệt đơn vị (điện trở suất) xác định phương pháp thử Do đó, chiến lược trường hợp hiệu tất phép đo theo độ chệch trung bình đầu dị số 2362 lấy độ lệch chuẩn hiệu đánh giá độ khơng đảm bảo Loại A Từ Bảng 10, hiệu đầu dị số 2362 theo trình bày Bảng 11 Tất số hiệu âm Dựa dấu thử nghiệm vị trí, ta coi hiệu từ hai loạt từ tổng thể Bảng 11 - Độ chệch đầu dò số 2362 theo Tấm Loạt Loạt 138 - 0,037 - 0,050 139 - 0,009 - 0,065 140 - 0,026 - 0,039 141 - 0,025 - 0,053 142 - 0,038 - 0,046 - 0,027 -0,051 Trung bình Phương sai (10 giá trị) 0,000 261 Độ lệch chuẩn 0,016 18 Toàn - 0,039 Độ chệch đầu dò số 2362 ước lượng - 0,039 Độ không đảm bảo độ chệch đầu dò số 2362 8.5 Độ chệch dây 8.5.1 Phép đo với đầu dò cấu hình theo hai cách Phép đo chứng nhận thực với đầu dò số 2362 dây theo cấu hình cụ thể, gọi Cấu hình A, số nhiều cấu hình có Nghiên cứu dưỡng đo thực với đầu dò số 2362 dây theo hai cách cách thức nhận biết khác biệt lớn Dữ liệu thô cấu hình dây khơng trình bày tiêu chuẩn 8.5.2 Phân tích đồ thị Khác biệt phép đo theo cấu hình A B, thực ngày, vẽ đồ thị ngày Hình thể hai loạt cách gần hai tháng Đường thẳng đường "không" Các điểm liệu phân tán tương đối ngẫu nhiên đường "không", khơng có khác biệt cấu hình đầu dị số 2362 Vì vậy, đóng góp nguồn vào độ không đảm bảo coi không đáng kể LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn CHÚ DẪN X thời gian, ngày Y hiệu điện trở suất hai phép đo, Ω⋅ cm 1, …, số nhận biết silic (xem Bảng 10) Hình - Khác biệt hai phép đo cấu hình A B theo thời gian 8.5.3 Kiểm nghiệm định lượng khác biệt cấu hình Phát xác nhận kiểm nghiệm t dựa Bảng 12, hiệu trung bình độ lệch chuẩn tính từ phép đo ngày năm Thống kê t để kiểm nghiệm xem trung bình chênh lệch thống kê có giá trị nhỏ hay khơng, điều cho thấy khơng có sai khác có ý nghĩa Kết luận khơng có độ chệch cấu hình dây nguồn đóng góp khơng đáng kể vào độ không đảm bảo Bảng 12 - Khác biệt hai cấu hình Trạng thái Trung bình Độ lệch chuẩn Bậc tự t Loạt -0,008 58 0,024 29 1,9 Loạt -0,011 0,035 29 1,7 Do đó, độ khơng đảm bảo cấu hình, Scấu hình, "khơng" (Scấu hình = 0) 8.6 Tính độ không đảm bảo LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn 8.6.1 Quy định chung Tính tốn độ khơng đảm bảo phụ thuộc vào giá trị báo cáo Trong trường hợp này, giá trị chứng nhận điện trở suất, tấm, trung bình sáu lần lặp ngắn hạn thực tâm ngày, loạt Từ mơ hình Điều 8: Ylkj = µ + γ l + δlk + εlkj, giá trị cho cụ thể vào ngày k loạt l = µ + γ l + δlk + , 8.6.2 Bảng thành phần độ không đảm bảo Bảng thành phần độ không đảm bảo trình bày Bảng 13 Bảng 13 - Bảng thành phần độ không đảm bảo Nguồn Loại Phương sai Độ lặp lại A S2 = 0,000 804 Ngày-ngày A = 0,000 486 Loạt-loạt A = 0,000 198 Đầu dị số 2362 A Cấu hình dây A 8.6.3 Độ không đảm bảo chuẩn tổng hợp Độ không đảm bảo chuẩn tổng hợp bao gồm thành phần độ lặp lại, ngày, loạt độ chệch đầu dị, tính từ bảng thành phần độ khơng đảm bảo 8.6.4 Bậc tự hiệu dụng Bậc tự hiệu dụng gắn với uc tính gần công thức Welch-Satterthwaite Phương sai tổng hợp viết lại từ 8.1 thành Bậc tự tương ứng cho thành phần tương ứng 44, 10, Bậc tự hiệu dụng theo công thức Welch-Satterthwaite Giá trị tới hạn mức xác suất 0,95 với 17 bậc tự từ bảng -t 2,11 đó, độ khơng đảm bảo mở rộng U = 2,11 x uc = 0,082 Ω⋅ cm Phụ lục A (quy định) Ký hiệu Hàm ước lượng độ chệch phương tiện đo thứ k LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê S2 www.luatminhkhue.vn Hàm ước lượng phương sai sai số Hàm ước lượng phương sai độ chệch phương tiện đo thứ k S2cấu hình Hàm ước lượng phương sai cấu hình Hàm ước lượng thành phần phương sai ảnh hưởng theo ngày S2loạt Hàm ước lượng thành phần phương sai ảnh hưởng theo loạt MS Trung bình bình phương MSD Trung bình bình phương ảnh hưởng theo ngày thiết kế lồng hai mức MSD(R) Trung bình bình phương ảnh hưởng theo ngày thiết kế lồng ba mức MSE Trung bình bình phương sai số ngẫu nhiên MSinh Trung bình bình phương yếu tố khơng cá thể thử MSinst Trung bình bình phương yếu tố phương tiện đo MScá thể Trung bình bình phương cá thể thử MSR Trung bình bình phương ảnh hưởng theo loạt SS Tổng bình phương SSD(R) Tổng bình phương ảnh hưởng theo ngày SSE Tổng bình phương sai số ngẫu nhiên SSR Tổng bình phương ảnh hưởng theo loạt Y Đại lượng đầu lặp lại δ Ảnh hưởng yếu tố mức 2, ví dụ ngày ε Sai số ngẫu nhiên γ Ảnh hưởng yếu tố mức 3, ví dụ loạt µ Trung bình thực trung bình số lượng lớn phép đo ν Bậc tự độ không đảm bảo σ2 Phương sai sai số ngẫu nhiên Phương sai ảnh hưởng theo ngày Phương sai ảnh hưởng theo loạt THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] K A BROWNLEE Statistical theory and methodology in science and engineering, Joh Wiley & Sons, Inc., New York, 1960, p 236 (Lý thuyết thống kê phương pháp luận khoa học kỹ thuật) [2] CARROLL CROARKIN and RUTH VARNER Measurement Assurance for Dimensional Measurements on Integrated-circuit Photomasks, NBS Technical Note 1164, U.S Dept Commerce, 1982, 44 pp (Đảm bảo đo phép đo kích thước mặt nạ mạch tích hợp) [3] J R EHRSTEIN and M.C CROARKIN Standard Reference Materials: The Certification of 100 mm Diameter Silicon Resitivity SRMs 2541 through 2547 Using Dual-Configuration Four-Point Probe Measurements, NIST Special Publication 260-131, 1998, Revised, 84 pp (Mẫu chuẩn: Chứng nhận điện trở silic đường kính 100 mm SRM từ 2541 đến 2547 sử dụng phép đo đầu dị bốn điểm cấu hình kép) [4] CHURCHILL EISENHART Realistic Evaluation of the Precision and Accuracy of Instrument Calibration Systems J Research National Bureau of Standards-C Engineering and Instrumentation, 67C (2), 1962, pp 161-187 (Đánh giá thực tế độ chụm độ xác hệ thống hiệu chuẩn phương tiện đo) LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn [5] GERALD J HAHN and WILLIAM Q MEEKER Statistical Intervals: A Guide for Practitioners, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1991, p 61 (Khoảng thống kê: Hướng dẫn người thực hành) [6] HARRY KU Notes on the Use of Propagation of uncertainty Formulas J Research of National Bureau of Standards-C Engineering and Instrumentation, 70C (4), 1966, pp 263-273 (Nghiên cứu Viện tiêu chuẩn quốc gia - Kỹ thuật phương tiện đo) [7] SAMUEL KOTZ and NORMAN L JOHNSON Encyclopedia of Statistical Sciences, Vol 2, John Wi ey & Sons, New York, 1982, p 29 [8] MARY GIBBONS NATRELLA Experimental Statistics, NBS Handbook 91, US Dept Commerce, 1963 (Thống kê thực nghiệm) [9] STEPHEN WOLFRAM Algebraic software, A System of Doing Mathematics by Computer, 2nd edition, Addison Wesley Publishing Co., New York, 1993 (Phần mềm đại số, hệ thống làm tốn máy tính) [10] ASTM Method F84-93, Standard Test Method for Measuring Resistivity of Silicon Wafers With an ln-line Four-Point Probe Annual Book of ASTM Standards, 10.05, West Conshohocken, PA 19428 (Phương pháp thử tiêu chuẩn để đo điện trở silic đầu dò bốn điểm) [11] Measurement Systems Analysis Reference Manual Chrysler Corp., Ford Motor Corp., General Motors Corp., 2nd ed., 1995, 120 pp (Sổ tay tra cứu phân tích hệ thống đo) [12] Determining and Reporting Measurement Uncertainties, National Conterence of Standards Laboratories RP-12, 1994, Suite 305B, 1800 30th St., Boulder, CO 80301 (Xác định báo cáo độ không đảm bảo đo) [13] TCVN 6165 : 2009 (ISO/IEC Guide 99 : 2007), Từ vựng quốc tế đo lường học - Khái niệm, thuật ngữ chung (VIM) BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP, OIML, 2nd ed., 1993, 59 pp [14] TCVN 8245 (ISO Guide 35), Chứng nhận mẫu chuẩn - Nguyên tắc chung nguyên tắc thống kê [15] TCVN 10861 (ISO 21748), Hướng dẫn sử dụng ước lượng độ lặp lại, độ tái lập độ ước lượng độ khơng đảm bảo đo MỤC LỤC Lời nói đầu Lời giới thiệu Phạm vi áp dụng Tài liệu viện dẫn Thuật ngữ định nghĩa Phương pháp thống kê đánh giá độ không đảm bảo 4.1 Cách tiếp cận Hướng dẫn trình bày độ khơng đảm bảo đo 4.2 Chuẩn kiểm tra 4.3 Các bước đánh giá độ khơng đảm bảo 4.4 Các ví dụ tiêu chuẩn Đánh giá độ không đảm bảo Loại A 5.1 Quy định chung 5.2 Vai trò thời gian đánh giá độ không đảm bảo Loại A 5.3 Cấu hình đo 5.4 Tính khơng vật liệu 5.5 Độ chệch cấu hình đo Đánh giá độ không đảm bảo Loại B Lan truyền độ không đảm bảo 7.1 Quy định chung LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê 7.2 Công thức dùng cho hàm biến đơn 7.3 Công thức dùng cho hàm hai biến Ví dụ - Đánh giá độ khơng đảm bảo Loại A từ nghiên cứu dưỡng đo 8.1 Mục đích sở 8.2 Thu thập liệu chuẩn kiểm tra 8.3 Phân tích độ lặp lại, ảnh hưởng ngày-ngày ảnh hưởng dài hạn 8.4 Độ chệch đầu dò 8.5 Độ chệch dây 8.6 Tính độ khơng đảm bảo Phụ lục A (quy định) Ký hiệu Thư mục tài liệu tham khảo LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 www.luatminhkhue.vn