校正不確定度並非量測不確定度
校正不確定度適用於一個定義嚴格的狀態:實驗室的校正光源、已校正的光譜範圍、已校正的量測範圍、室溫以及校正當天。此數值記載於校正證書中,是儀器所能擁有的最小不確定度。
量測不確定度則是適用於您自身量測結果的數值。它包含校正不確定度,再加上事後所增加的一切因素:與校正光源不同的光源、不同的感測器溫度、自校正以來的老化、與光源之間的距離及對準狀況,以及量測本身的離散程度。
若將證書上的數值當作量測不確定度來引用,將會低估其實際值。對於製程放行、能力證明或符合標準的合規證據而言,這是錯誤的數字。
量測不確定度之貢獻項目
| 貢獻項目 | 數量級 | 數值來源、降低方法 |
|---|---|---|
| 出廠校正 | 4.5~6.0 %(k = 2) | 校正證書;Opsytec 感測器之典型值 |
| ISO 17025 校正 | 2.8 % 以上(k = 2) | 依 DIN EN ISO/IEC 17025 認證之校正實驗室 |
| 光譜失配 | 最高可達數十個百分比 | 在不熟悉的光源下為最大單一影響因素;針對實際光源進行校正或套用失配係數 |
| 線性度 | 低於 1% | 感測器技術資料 |
| 老化 | 每年低於 3% | 隨距上次校正時間增加而增大;請訂定校正週期 |
| 溫度飄移 | 每 °C 低於 0.1% | 限制感測器溫度,並提供冷卻 |
| 距離與對準 | 依應用而異 | 訂定可重複之量測幾何配置;並注意餘弦修正 |
| 重複性 | 依應用而異 | 於自身裝置上進行重複量測以確定 |
校正證書本身只會標示 6 %。實際上這套設定可達到 8.6 %──而這已經是使用針對實際採用之 LED 進行校正的感測器所得結果。若未針對光源進行專屬校正,光譜不匹配將主導整體誤差預算,數值將達到兩位數。
關於量測不確定度的常見問題
校正不確定度與量測不確定度有何差異?
校正不確定度記載於校正證書中,僅適用於校正用光源、已校正的光譜範圍與量測範圍,以及校正當天。量測不確定度則適用於您自己的量測結果:它包含校正不確定度,再加上實際使用光源的光譜不匹配、感測器溫度、自校正以來的老化、距離與對準,以及量測本身的離散程度。因此它必然大於證書上所載的數值。
不確定度標示中的 k = 2 代表什麼意思?
k 為包含因子(coverage factor)。所標示的是擴充不確定度 U = k · u,而非標準不確定度 u。k = 2 相當於約 95 % 的信賴水準,是符合 DIN EN ISO/IEC 17025 校正證書中常見的數值。若只標示百分比而未註明 k 值,則無法評估,因為 k = 1 時的 5 % 與 k = 2 時的 5 % 相差達兩倍。
實務上,紫外線量測的量測不確定度有多大?
這取決於量測架構,須透過不確定度預算來確定。以 UVA LED 固化為例,若感測器係針對實際光源校正,將工廠校正、殘餘不匹配、一年的老化、感測器溫度升高與重複性等因素合併計算,總計約為 8.6 %(k = 2)-相較之下,僅依校正證書所載則為 6 %。若未針對特定光源進行校正,數值可能達到兩位數。
哪一項量測不確定度的來源影響最大?
通常是光譜不匹配,只要量測所用光源與校正時所用光源不同即會發生。其影響可達數十個百分點,因而可能超過所有其他來源加總的影響。由於此偏差具系統性且可重現,因此可藉由針對實際光源進行校正,或套用不匹配係數,大幅消除此影響。