GB T 16509-1996 辐射加工剂量测量不确定度评估导则.pdf

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1、ICS 17.240 F 04 g昌中华人民共和国国家标准GB /T 1 6 5 0 9 - 1 9 9 6 辐射加工剂量测量不确定度评估导则Standard guide for estimating uncertainties in dosimetry for radiation processing 199609-03发布1997-09-01实施国家技术监督局发布GB/T 16509-1996 前本标准在技术内容上非等效采用了美国材料与试验协会标准ASTME1707-95辐射加工剂量测量不确定度评估与应用导则，该ASTM标准的第三、五、六章主要参考了国际标准化组织(ISO）的第四技术顾问组

2、(IS0/TAG4）审议通过的指导性文章测量不确定度表达指南(1992）。本标准的附录A是标准的附录。本标准的附录B是提示的附录。本标准由国家技术监督局提出。本标准由中国计量科学研究院技术归口并负责起草。本标准主要起草人：李承华、刘智绵。1 范围中华人民共和国国家标准辐射加工剂量测量不确定度评估导则Standard guide for estimating uncertainties in dosimetry for radiation processing GB/T 16509 -1996 本标准提出f在射线、射线（韧致辐射）和电子束辐照装置剂量测量中误差的来源，规定了测量结果不确定度的评估

3、程序。定义及阐述了真值、量值、误差和不确定度的测量和评估的基本概念。阐述了不确定度的分量及评估这些分量的方法。本导则还例举了这些分量对吸收剂量报告值的标准不确定度的贡献并评估了合成不确定度和扩展不确定度。2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T 15446一1995辐射加工剂量学术语JJG 1001 91 通用计量名词及定义3 定义本标准采用下列定义。3. 1 （可测的）量现象、物体或物质的可以定性区别和定量测定的属性。注：f则感兴趣的特定量为吸收剂

4、量。3.2 （址）值量由一个数乘计量单位所表示的特定量的大小。i主l幢m可以是正值、负值或零值。2量值可以用种以上的方式表示。3对于无量纲量，实际t单位为1。4对F不能用个数乘以计量单位来表示的量，可以参照约定的参考标尺或测量程序，或两者皆参照的方式表示。3. 3 （量的）真值与给定的特定量的定义一致的量值。j主l真直是个理想的概念，不可能确切获知。本导则中把“被测量的真值”视为“被测量的值”。2通常真值是由完善的测量可得到的被测量的值。3. 4 （量的）约定真值表述某个特定量，有时用约定所取的值来替代真值的量值，就给定目的而言，该值具有合适的不确定度。国家技术监督局1996-0于03批准19

5、97-09-01实施GB/T 16509-1996 注1该值有时称为指定值、最佳估计值、约定值或标准值。2在实际测量中，通常利用被测量的实际值、己修正过的算术平均值、计量标准器所复现的量值作为约定真值。3. 5 测量以确定量值为目的的一组操作。3.6 测量原理测量的科学基础。3. 7 测量方法在实施测量中所运用的和按类别描述的一组操作的逻辑次序。注：测量方法可按其不同途径划分，如g一一替代法；一微差法：零位法。3. 8 测量程序根据给定的测量方法，在实施特定的测量中所运用具体叙述的一组操作。3. 9 被测量受测量的特定量。注s被测量的规范可要求对其他量的说明，如时间、湿度或温度。例如25水中吸

6、收剂量。3. 10影响量不是被测量但对测量结果有影响的量。注z此量被理解为与测量结果相依赖的有关参考标准、参考材料与参考数据，以及如短期仪器涨落现象和温度、时间与湿度等参数。3. 11 测量结果通过测量得到的赋予被测量的值。注l当给出测量结果时，应说明它所指的是：一示值5未修正的结果；一一己修正的结果；一一还是指几个值的平均。2对测量结果的完整说明应包括测量不确定度。3. 12 未修正结果系统误差修正之前的测量结果。3. 13 巳修正结果系统误差修正后所得的测量结果。3. 14 测量准确度测量结果与被测量真值之间的一致程度。3. 15 （测量结果的）重复性在重复性条件下，对同一被测量进行多次连

7、续测量，所得结果之间的一致性。注1重复性条件包括：一一相同的测量程序F一一相同的观测者p在相同条件下使用同一测量仪器s相同地点z2 GB/T 165 0 9 199 6 二在短时间内重复测量。2重复性可以用测量结果的分散特性来表示。3. 16 （测量结果的）复现性在测量条件变化下，同一被测量结果之间的一致性。注1有效的复现性说明应列出变化条件的规范。2变化条件包括：测量原理；测量方法；观测者z测量仪器；计量标准；地点；使用条件；时间。3复现性可用测量结果的分散性定量地表示。4测量结果在这里通常理解为己修正结果。3, 17 测量不确定度与测量结果相关联的参数，表征合理地赋予被测量值的分散性。注1

8、该参数可以为标准偏差（或其倍数），或者是置信区间的半宽度。2测量不确定度一般有许多分量。其中有些分量可根据一系列测量结果的统计分布估算，并用实验标准偏差表征g也可用实验标准偏差表征其他一些基于经验或其他信息、根据假设的概率分布计算出的分量。3应把测量结果理解为被测量值的最佳估计，全部不确定度分量，包括那些来自系统影响，如与修正值，参考计量标准有关联的分量，对分散性均有贡献。3. 18 标准不确定度用标准偏差表示测量结果的不确定度。3. 19 （标准不确定度的）A类评定法对一系列观测值进行统计分析以计算标准不确定度的方法。3. 20 （标准不确定度的）B类评定法不同于对一系列观测值进行统计分析以

9、计算标准不确定度的方法。3. 21 方和根法取各不相干的单项不确定度分量的方和根（平方和开方）估算合成不确定度的方法。3. 22 合成标准不确定度根据其他一些量的值求出测量结果的标准不确定度，等于各项之和的正平方根，每个项均为根据测量结果如何随着上述量变化而加权的其他量的方差或协方差。3.23 置信区间包含给定概率参数平均值的区间。3. 24 置信水平置信区间内包含参数值的概率。3. 25覆盖因子是为获得扩展不确定度，作为合成标准不确定度乘数的数字因子，亦称置信因子。注：通常覆盖因子是在23之间。3. 26 扩展不确定度对被测量有相当影响的值落在具有较高置信水平的测量结果的区间内，这种不确定度

10、的量度称为3 GB/T 165 09-1996 扩展不确定度，亦称总不确定度。3. 27 测量误差测量结果与被测量真值之差。注：由于真值不能确定，本导则采用约定真值，测量结果可以用绝对误差表示，也可以用相对误差表示。此量有时称为绝对测量误差。3. 28 相对（测量）误差测量误差与被测量的真值之比。注：由于真值不能确定，实际上常用约定真值。3. 29 偏差某值与其标准值之差。3. 30 随机误差测量结果与同一被测量大量重复测量的平均值之差。3. 31 系统误差大量重复测量同一被测量的平均值与被测量真值之差。3. 32 修正值以代数法相加于未修正测量结果，以补偿系统误差的值。主1修正值等于系统误差

11、的负值。2有些系统误差可以估计出来，并加适当的修正值予以补偿。然而由于系统误差不能完全知道，因此这种补偿不可能完全。3. 33 修正因子用它与未修正测量结果相乘，以补偿系统误差的数值因子。注2由于不能准确知道系统误差，故不能完全补偿。3. 34 样本平均值所有观测的样本值的总和除以样本数表示群体平均值的量度，可由下式表示：主zi引抖，i=l,2,3. n n -1 式中：X;第i个样本值；n一样本数。3. 35 样本方差（亦称实验方差）该量为观测值与其平均值的偏差平方之和，再除以观测数减1。如n次观测X1Xz . ,Xn ，平均值主(l/n）三x，则样本方差S1为：S1 兰运l(x,- X)z

12、 3.36 样本标准偏差（亦称实验标准偏差）Sn 是样本方差的正平方根，表示样本分散性的量度，称为样本标准偏差：Sn-1 = J古兰1(x; - X)z 注1当将几个值视作分布取样时，主为平均值的无偏估计，s;_I为该分布的方差的无偏估计。2 s.-1! rn为主分布的样本标准偏差的估汁，称为平均值的实验标准偏差。3. 37 变异系数CV以样本平均值百分数表示的样本标准偏差。4 GB/T 1 6 5 0 9-1 9 9 6 CV等1003. 38 响应函数剂量计响应与吸收剂量之间的数学关系式。3. 39 校准曲线对一给定的剂量测量系统，剂量计响应与吸收剂量之间的曲线图或数学表达式。3. 40

13、部分术语的定义参阅JJG1001 91通用计量名词及定义和GB/T15446-19950 4 意义与用途4. 1 Y射线、射线（韧致辐射）与电子束辐照装置通常辐照多种产品，如食品、医药、药材、医疗卫生用品及轻化工产品，辐照产品时的加工运行参数必需严格控制，以保证这些产品按规范加工。正确的剂量测量是辐射加工控制的基础，为了得到准确可靠的吸收剂量，并进行有效的使用，必须估算与测量相关的扩展不确定度。5 基本概念5. 1 测量5. 1. 1 测量的目的是确定所测量的特定量的值。因此，测量从说明被测量，测量方法及测量程序开始。5. 1. 2 通常测量结果仅表示被测量的近似值或估计值，故只有附上该估计值

14、的不确定度才是完整的。5. 1. 3 实际上，被测量的说明与定义取决于所要求的测量准确度。相对于所要求的准确度来说，被测量的定义应十分正确，它的值才是唯一的。注：被测量的不完全定义可能产生较大的不确定度分量，在计算测量结果不确定度时必须计入其中。应当尽可能正确详细地定义被测量，使来自定义不完全产生的不确定度与要求的测量准确度相比可以忽略必须认识到这种情况不总是现实的。5. 1. 4 多数情况下，根据重复观测确定测量结果。重复观测中的变化通常是由于未能将影响测量结果的每个影响量控制不变所致。5. 1. 5 将一组重复观测值转变为测量结果的测量程序数学模型是非常重要的，这是因为除了观测值外，还包括

15、不确切知道的各种影响量。由于缺少这种知识，导致产生了测量结果的不确定度以及重复观测值的变化与数学模型本身有关的不确定度。5.2 误差、影响与修正5. 2. 1 一般来说，测量方法的缺陷会导致测量结果出现误差。误差是一种理想化的棋念，不能确切知道。习惯上，把误差视为由两类分量组成：即随机分量和系统分量。5.2.2 随机误差是由于未预料到的变化或影响量随时间和空间改变而产生的。这种影响（简称随机影响）导致被测量重复观测值的变化。测量结果的随机误差不能借助修正进行补偿，但可通过增加观测次数而减小，其期望值为零。注：一系列观测值的算术平均实验标准偏差并非平均的随机误差，尽管某些关于不确定度的出版物中这

16、样提及。相反，它是由于随机影响而产生的平均值不确定度的量度。本导则谨慎考虑了“误差”和“不确定度”两个术语间的差别。它们不是同义语，而是代表两个完全不同的概念，不应将它们混淆或误用。5.2.3 系统误差来自于能识别的影响量对测量结果的影响（简称系统影响），这种影响可定量表示。如随机误差一样，系统误差也不能消除，但通常可以减小。如果该数值与要求的测量准确度相比较大，可使用估计的修正值或修正因子。修正后，系统影响引起的期望值或误差的期望值为零。注：在测量结果中，用于补偿系统影响的估计修正值的不确定度不是通常称为偏移的系统误差相反是对由于不完全了解修正值而造成的测量结果不确定度的量度。通常不可能确切

17、掌握由于系统影响的补偿不理想而产生的误差。5. 2.4 尽可能对测量结果中所有可识别的明显的系统影响作修正。5 GB/T 1 6 5 0 9 1 9 9 6 注：通常利用计量标准调整或检定测量仪器与系统，以减小系统影响，但仍应考虑与这些标准相关的不确定度。5.3 不确定度5. 3. 1 测量结果的不确定度说明对被测量的值缺乏确切的了解。在对已识别的系统影响修正后，测量结果仍是一个被测量的估计值，根源就是随机影响和对系统影响结果的不完善修正所带来的不确定度。注：即使测量结果（修正后）仍有较大的不确定度，也可能无意识地非常接近被测量值（因此有A个可忽略不计的误差）。所以，这种不确定度不应解释为表示

18、残存的未知误差。5.3.2 实际上，在测量中有许多可能的不确定度来源，例如：5. 3. 2. 1 被测量的不完整的定义；5. 3. 2. 2 被测量定义复现的不理想；5. 3. 2. 3取样被测样品不能代表定义的被测量；5. 3. 2. 4 没有充分了解环境条件对测量过程的影响，或环境条件测量不完善；5. 3. 2. 5 仪器读数时的人为偏差；5. 3. 2. 6 仪器分辨率或鉴别阔值；5. 3. 2. 7 赋予计量标准的值；5. 3. 2. 8 根据外部来源获得并在数据简化算法中使用的常数及其他参数值；5. 3. 2. 9 测量方法和测量过程中引入的近似值及假设；5. 3. 2. 10 在表

19、现相同条件下被测量重复观测值中的变化。这些不确定度来源之间未必互不相关，有些对5.3.2.10项就有影响。当然，在计算测量结果的不确定度时，不会考虑到未被认识到的系统影响，但这种影响会导致误差的出现。5. 3. 3 根据不确定度的评定方法，将不确定度分量分为“A”和“B”两类。这两类均适用于不确定度，但并非“随机”和“系统”的代用字。正象表征随机影响的不确定度那样，用A类和B类评定法均可得到已知系统影响修正值的不确定度。5. 3. 4 将不确定度分为A类和B类的目的在于说明评定不确定度分量的两种不同途径。此举仅仅是便于研究而己，并非表明两种评定方法得到的分量在本质上存在差异。两种评定方法均基于

20、概率分布，用任何一种方法得到的不确定度分量都可用标准偏差或方差定量。5. 3. 5 表征用A类方法得到的不确定度分量的总体方差u2是根据一系列重复观测值计算出的，其最佳估计为常用的样本方差520总体标准偏差u(u2的正平方根）由S估计得到，为方便起见，有时也称为A类标准不确定度。对于用B类评定方法获得的不确定度分量，可用已有的知识估计总体方差矿，总体标准偏差u有时被称为B类标准不确定度。因此，根据观测得到的频率分布导出的概率密度函数可以求得A类标准不确定度，而B类标准不确定度则是根据以对事件即将发生的相信程度为依据的假设概率密度函数求出的。这两种方法为概率论的等效说明。注：不确定度分量的B类计

21、算方法通常以一组比较可靠的信息为基础。5. 3. 6 测量结果的合计的不确定度称为合成标准不确定度，表示为儿，它是用不确定度传播定律估算出的标准偏差估计值，等于对所有方差与协方差分量求和后得到的总方差的正平方根。5. 3. 7 为满足工业、商业以及卫生和安全领域的要求，用合成标准不确定度Uc乘以覆盖因子h得到扩展不确定度u，其用途是提供测量结果的一个区间，期望被测量以较高的置信水平落在此区间内。根据所需的置信水平选择因子是，通常在23范围内。注：覆盖因子是应标注出来，以便重新找到测得量值的标准不确定度，用于计算可能与该量值有关的其他测量结果的合成标准不确定度。5.4 实际考虑5. 4. 1 通

22、过改变所有与测量结果有关的参数，用统计方法便可汁算出不确定度。然而，由于时间与资顿有限，实际上这种可能性很小，通常用测量过程的数学模型和不确定度的传播定律计算不确定度。故本6 GB/T 1 6 5 0 9-1 9 9 6 导则的寓意即假设可用数学方法将测量过程模拟到所要求的测量准确度水平上。5,4, 2 由于数学模型可能不完整，全部参数应在最大切实可行范围内变化，使不确定度的计算尽可能多地依赖于观测的数据。无论何时，只要有可能，就应使用基于长期数据建立的测量过程经验模型及能够说明测量过程是否处于统计学控制之下的核查标准和控制图表，力争获得可靠的不确定度估计值。设计良好的试验将会大大促进这种工作

23、，并成为测量技术的重要组成部分。5.4. 3 为了判断测量系统是否正常运转，经常将试验观测到的输出值变化率与表征其组成部分的适当的不确定度分量合成预测的变化率相比较。当计算试验观测输出值分布的预测标准偏差时，只需考虑可能对观测值的变化率有影响的那些分量（无论是用A类还是B类方法计算而得的）。注：收集对变化率有影响的分量及那些还未分成单独的并贴有适当标记的两组分量将有利于这种分析。5.4.4 有时系统影响修正值不确定度无需计入测量结果不确定度的计算之中。尽管已计算出不确定度，但如果它对测量结果的合成标准不确定度影响甚微，则可以忽略。如果修正值本身相对于合成标准不确定度不显著，则也可忽略。5.4.

24、 5 在一套测量结果中明显的超差可能是数据中国有的随机变化率的极端值，这些值应当保留并像处理其他测量值那样的方法处理。超差测量还可能是实验程序的粗大偏差造成的，或是数据分析或记录过程中疏忽而引入较大的未知误差。超差一般通过重查数据识别，无论其是否被逐出，都应进一步研究确定其可能的产生原因。5.5 概念的图示5. 5. 1 图1描绘了本章阐述的一些概念，它说明为什么本导则的焦点是不确定度而不是误差。测量结果的准确误差一般是未知的和不可知的。人们力所能及的就是根据用重复观测取样得到的未知概率分布或根据提供的信息的主观分布或先验分布，估计输入量值，包括对己认识的系统影响的修正及其标准不确定度（估计的

25、标准偏差），再根据输入量的估计值计算测量结果，根据估计值的标准不确定度计算该结果的合成标准不确定度。只有当具有可靠的根据确信所有这一切都作得准确无误，没有忽略任何明显的系统影响时，才能认为测量结果即为被测量值的可靠估计值，其合成标准不确定度即为其可能误差的可靠量度。7 基于可观测量的概念未修正的观测值平均修正后的观测值平均rri I IFl f.J.iT I JJfJ r Jlf J,. r.!: I:Jt: J:.i R泞二I:J:IJ: J 仁才GB/T 1 6 5 0 9-1 9 9 6 修正后的平均为被测量和测量结果的估计值修正平均值的合成标准不确定度，包括由于观测值分散导致的未修正平

26、均值的不确定度和所用的修正值的不确定度牛4所有已知系统影响的估计修正值申由于观测值分散而导致的! 未修正平均值的标准不确定度i（为说明起见，用一个区间表示）f (a) 可能的已修正的观测值总体的未知分布基于不可知量的理想概念可能的未修正的观测值总体的未知分布假设近似为正态分布）由于未修正的平均值中的未知“随机”误差和估计修正值中的未知误差而导致修正平均中产生的未知误差具有未知标准偏差（用较暗的阴影表示）的未知总体平均（期望）由子未识别出的系统影响致使巳修正平均值中仍保留未知误差斗1d所有己知系统影响的未知修正值未修正的观ili!tl值平均中的未知“随机”误差量值、误差及不确定度的图示说明图1标

27、准不确定度的估算6. 1 测量程序6. 1. 1 被测量YC如吸收剂量）通常不能直接测量，通过函数关系式f(X)Y = fCX1,X2 ,XN) 使Y与N个其他可测量的X1，凡，XN建立了联系。输入量孔，凡，XN可分为以下两种：一一其值和不确定度可在现行的测量过程中直接确定的量。例如，这些值和不确定度可根据单次观测、重复观测或根据经验进行调整来得到，其中可能包括测量仪器读数的修正值及诸如环境温度、温度和光照等影响量的修正值。也可能包括不同于实际辐照条件（如不同的剂量率、温度等）下对常规剂量计响应的校准。8 6 GB/T 1 6 5 0 9-1 9 9 6 其值和不确定度由外部原因带入测量过程的

28、量，如那些由于使用标准剂量计，以及它们的不确定度，和其他参考数据等。6. 1.2 A类不确定度分量是由于校准时照射条件的不可重现性，及在工业辐照装置的剂量测量的不可重现性产生的。这些A类标准不确定度分量在第7章讨论。这些分量可以采用在相同条件下重复测量来进行估算。6. 1. 3 B类不确定度分量不能用重复观测的方法得到，它可以利用有关输入量r，可能变化的全部信息进行估算。合并的信息包括以前的测量数据，已发表的剂量测量系统的性能，以及标准剂量计指定的不确定度。这些B类标准不确定度分量的来晾在第7章阐述。6.2 标准不确定度的A类估算法6. 2. 1 随机变化量的期望值的最佳估计由在重复条件下n次

29、独立测量得到观测值求算术平均值左得到。这些观测值的样本实验标准偏差S一l由观测值的变异或对平均值的离散表征。例如在工业辐照装置中放在密度、辐射吸收特性与几何条件相同的产品内同一位置进行辐照，同样的标称剂量和环境条件下剂量的重复测量值可用来估算剂量测量系统的随机不确定度分量。样本标准偏差S1被称为A类标准不确定度UA。6. 2.1.1 不确定度的随机分量可由产生A类不确定度的独立来源估算。当总随机误差太大而难以接受时，应对不确定度的主要来摞进行鉴别。6. 2.1. 2 A类的单个分量可以采用控制所有其他不确定度分量下进行重复测量的实验程序来鉴别。例如同一批薄膜剂量计因厚度不同产生的不确定度可以采

30、用控制其他变量如湿度和温度，测量随机选定的大量的剂量计的厚度来估算。6. 2. 2 对于在统计学控制下描述得很好的测量程序而言，该程序的合成或合并样本方差砰或合并样本标准偏差Sp是有效的。在这种情况下，n次独立的重复观测的平均值的方差为碎，A类标准不确定度为UA=Srlrn。6.2. 3 对n个独立测量计算的S一I,UA自由度等于n-1，增加UA自由度，对不确定度的A类分量来说，将提高不确定度的质量。6.3 标准不确定度的B类估算法6. 3. 1 对于重复观测中未得到的输入剂量的估计值号，用有关工，可能变化的全部信息进行判断，汁算出方差u或标准不确定度凡。如6.1. 3提及的，这些信息包括以前

31、的测量数据，有关剂量测量系统性能的了解，和所用的标准剂量计及参考数据的不确定度。这种方法估算得的不确定度UB称为B类标准不确定度。6. 3. 2 估算B类不确定度分量的方法有几种，其中之一是基于已知工业辐照装置及校准时的运行条件和剂量测量系统的不确定度特性来估算每个分量的合理最大值。另一种方法是作为这些装置的运行函数估算每个分量的大小。6. 3. 3 前一种方法是观测每个非随机分量的估算最大值。例如，已知剂量测量系统的响应随温度的变化，运行也度范围的最大不确定度可用作由于温度影响产生的不确定度分量。如缺乏关于到估计边界内r，可能值的具体了解，只能假设z，在该范围内的任何之处是同等可能的可能的值

32、为矩形分布，见图2(a），样本标准偏差为I.。多数情况下，期望边界附近的值小于那些接近中点才更为实际。于是可用基部宽为2的对称三角形分布取代短形分布，见图2(b）假设X，这种三角形分布，儿的期望值为（）2，方差为：u2/6。这样B类标准不确定度的I./E了。6. 3. 4 后一种估算B类不确定度的方法把分量定义为辐照装置的运行特性函数，此函数关系可以是已知的或是未知的。6. 3. 4. 1 例如，已知给定剂量下剂量测量系统响应随温度的变化关系，那么此不确定度可以用接受每份剂量下温度的函数来估算。描述剂量、不确定度和温度之间关系的函数需要对辐照期间温度状况的详9 细了解。p(t) 1 0. 12

33、5 0. 100 0.075 0.050 0.025 0.000 95 GB/T 1 6 5 0 9-1 9 9 6 时105 t 一 向一J古，J古(a) 户（t)/ C I! 0. 250 0. 200 0. 150 1/ 0. 100 0.050 0.000 95 105 t/ C 严，,/6(b) 图2估计B类标准不确定度的图示说明6. 3. 4. 2 对未知关系，如不确定度和环境特征之间的关系可以用随机函数来描述。例如用剂量测量系统在辐照期间对温度的随机分布函数来表述这种关系。因辐照温度变化引起的不确定度是发生的温度变化与持续时间的加权总和。6. 3. 5 采用参考或传递标准剂量计的

34、情况下，供应者提供的不确定度是作为标准偏差的倍数给出的，B类标准不确定度均等于引用值除以该倍数。如果不确定度是作为置信区间，例如95%或99%给出的，那么可以假定倍数分别近似为2与3。UB的值可以把给出的置信区间除以此倍数得到。7 不确定度的来源?. 1 剂量测量系统测量吸收剂量的实验值中合成不确定度来源包括：?. 1. 1 校准时剂量计接受的吸收剂量的不确定度；7. 1.2 剂量计响应的分析p?. 1. 3 剂量测量数据与校准曲线的吻合程度；7. 1. 4 剂量计在工业辐照装置中的常规使用，它们对合成不确定度的贡献实例见附录A。7. 2 通常每项不确定度来i原由几个A类和B类分量组成。首先按

35、类别分别把A类、B类分量合在一起，然后再把它们合并给出合成标准不确定度忱。合成不确定度的方法见第8章。7.3 不确定度初始来摞的某些分量列于表1。显然对给定的剂量计类型或校准方法，这些分量未必完全适用。注：表l表4每个分量中脚注前一个字母表示不确定度的来源，第二个字母表示不确定度的分量，0表示无此种来源的分量，带“”的为B类不确定度分量。10 GB/T 1 6 5 0 9 1 9 9 6 表1射线校准装置给出的吸收剂量不确定度实例不确定度分量A类B类基准或标准剂量汁的响应Ucs I U ;s辐照时间Uet u C 衰变修正Ucc , U Cd 标准辐射场的不均匀性Ucf , U口减弱或几何学修

36、正。I 11 （、a转换为参考材料吸收剂量u I u , 7. 3. 1 常规剂量计可以在辐射加工剂量学校准实验室用剂量率能溯源到国家标准的装置中辐照，或在工业辐照装置中将标准剂量计与常规剂量计（在同一参考位置）同时辐照的方法进行校准。总之，需要对概括在表1中的不确定度分量进行估算，然后将这些分量合成为合成标准不确定度。?. 3. 2 通常校准实验室提供用户的是5%99%置信水平的不确定度，用此数除以适当的覆盖因子），如对95%置信水平时h为2，对99%置信水平时是为3即得标准不确定度。典型地可采用方和根法（即正交法）由各项不确定度分量得到吸收剂量的合成标准不确定度的估算值。7.4 估算剂量计

37、响应分析的不确定度见表2o表2剂量计读数的不确定度实例不确定度分量A类B类剂量计响应的内在变化u, c飞/ 单个剂量计的厚度变化 u 单个剂量计的厚度测量u, u 读数设备的变化, U,q 飞q ?. 4. 1 在重复条件下辐照几个剂量计，其辐射响应（如吸光度）的变化可用于估算表2中的A类不确定度分量。把几组同一批的剂量计进行校准或在辐照装置的相同条件下辐照可达到此目的。7.4. 2 分析剂量计响应的计量仪器可能会引入B类不确定度分量。例如某些薄膜剂量测量系统在计算吸收剂量时需要测量剂量计的厚度，必须考虑与测厚仪有关的不确定度。如果不测量单个剂量计的厚度（采用多个剂量汁的平均值或供应单位提供的

38、厚度值），必须考虑、单个剂量计厚度变化相关的不确定度。使用分光光度计作为响应读出仪器时，设定的股长不同于参考值可能成为一种不确定度来澜。?. 5 剂量学校准数据必须拟合为一种数学分析形式，例如线性、指数或多项式，为测量数据提供良好的拟合值。与校准曲线不确定度相关的吸收剂量不确定度取决于拟合用的数据和用于拟合数据的分析函数形式。这些不确定度分量见表3o表3校准曲线的不确定度实例不确定度分量A类B类Ufm U Im 拟合用的分析函数I o I ufa 7. 5. 1 依据剂量测量系统和进行拟合的吸收剂量范围，可以选择不同的分析形式拟合数据。选用拟合函数形式应考虑下述因素。?. 5. 1. 1 如果

39、剂量计的响应遵循己知的物理关系，则应采用相应的函数拟合，例如对数关系，则应采用对数函数拟合。?. 5. 1. 2 应当用数据作图，检查并确定与数据拟合良好的数学关系。同时也能揭示可能存在的超差。注：数据作罔时，通常把吸收剂量选为自变量作X轴。自变量与因变量的变换可能对校准曲线预言的吸收剂量值产生一个小误差。这种不确定度来源的大小取决于随机误差的己知程度。?. 5. 1. 3 应采用能对数据良好拟合的最简单的函数形式，例如线性关系。7. 5. 1. 4 如果剂量响应曲线采用多项式能达到最佳拟合时，多项式的方次应不大于可接受的拟合所需11 GB/T 1 6 5 0 9 1 9 9 6 的方次数。7

40、. 5. 1. 5 拟合不应用于预言超过校准范围的吸收剂量值。7.6 日常生产用的剂量计由于辐照条件不同于校准时的条件，会引入显著的不确定度。而且工业辐照无法控制诸如温度、产品密度、产品方向和其他变量，这些因素对估算的剂量值引入的不确定度分量，应通过剂量测量系统对工业辐照条件的敏感程度的了解进行界定。可能产生这类不确定度来蝶的分量见表4o表4来自日常使用中的不确定度实例不确定度分量A类B类与校准时环境条件的偏差Ucc u 周围产品对剂量计的影响U,p U P 剂量计在产品单元内位置的重复性u, u 剂量计对辐射糠的取向u。 u r。8 合成标准不确定度与不确定度的表述8. 1 对非相关的不确定

41、度来源，合成标准不确定度可用方和根法合成所有的A类和B类标准不确定度得到。合成标准不确定度以Uc表示。8.2 对相关的不确定度来源，在确定合成标准不确定度时必须考虑这些相关性的影响。相关性影响的完整处理已超出本导则的范围，然而在特定的所有输入估计值均相关的情况下，合成标准不确定度是A类和B类标准不确定度的线性和。这种相关性会影响合成标准不确定度估算值的最大限值。8.3 尽管合成标准不确定度Uc已普遍用于表示测量结果的不确定度，但在某些领域常常需要测量不确定度给出测量结果的区间，对被测量有相当影响的值落在该区间内，并具有较高的置信水平，满足这种置信区间要求的不确定度的量度称为扩展不确定度，用U表

42、示。扩展不确定度可用合成标准不确定度Uc乘以覆盖因子k得到：U = kuc 只有全面了解被测量的概率分布才能准确选择对应于一定置信水平的覆盖因子。然而对大量的测量，概率分布近似为正态分布，走2时，区间的置信水平约为95%，取走3时，约为99%。8. 3. 1 为了得到比上述假定更近似的覆盖因子，需要用t分布法确定该因子。对较小的自由度（少量测量），需要根据韦尔奇萨特思韦特（Welch-Satterthwaite）公式计算有效自由度，即可从t分布表中查得有关因子值。9 不确定度提供的信息9. 1 附录A提供了几个估算吸收剂量测量不确定度的实例。给出了不确定度分量的估汁值和扩展不确定度。这些信息可

43、在某些方面得到应用。9. 1. 1 表Al.1、表Al.2与表Al.3中列举了已知的所有不确定度分量，但忽略了某些未知方式影响被测量的误差成分，这些成分仍可能影响报告值的准确度。9. 1. 2 如果测量程序在统计学控制下，剂量测量系统按标准实践去运作，扩展不确定度的估计值可与实践给出的限值相比。例如，表Al.6与表Al.7中，在95%置信水平下扩展不确定度估计值小于6%。把此值与ASTME 1276的推荐限值6%相比较，可以认为这些过程处于统计学控制下。9. 1.3 影响实验观测的被测量的方差，如表A2.1与表A2.2所列数据，可以用于评价测量系统。如果吸收剂量值落在95%置信区间外，暗示测量

44、系统可能有问题。由这些可测量得到的置信区间也能用于设定加工参数，以保证所有吸收剂量测量值都处在约定限值肉。9. 1. 4 在设定加工参数中要考虑包含所有A类和B类分量的扩展不确定度。12 GB/T 1 6 5 0 9-1 9 9 6 附录A（标准的附录）吸收剂量测量不确定度实例本附录给出了评估不确定度的实例，它仍是个概算，不能代替精密思考、实事求是和专门技术。不确定度评估既不是一项日常任务，也不是一项纯数学工作，它与对被测量性质及使用的测量方法和测量过程的详尽了解有着密切的关系。测量结果不确定度的质量与效用，最终取决于对赋予不确定度的各种因素的了解、具体分析和整体考虑。A1 剂量计校准不确定度

45、实例A 1. 1 第6章叙述了估算A类与B类不确定度分量的方法。不确定度分量以它们的最简单形式合成，即假定它们没有被修正，并以方和根法相加（见8.1与8.2）。与校准装置给出的吸收剂量有关的不确定度实例见表Al.l、表Al.2和表Al.3。不确定度分量的值引自文献值或实验估算值。表Al.1 水井贮源式辐照装置吸收剂量值的不确定度不确定度分量A类（%）基准的响应. 辐照时间0.23 衰变修正0.02 标准辐射的不均匀性o. 25 减弱与几何学修正4” 换算为参考材料的吸收剂量. A类与B类分量分别用方和根法合成o. 34 合成标准不确定度Uc1. 11 赞这些分量可忽略（下同）。表Al.2 电子

46、束装置吸收剂量值的不确定度不确定度分量A类（%）基准的响应辐照稳定度0.50 辐照条件的影响（不均匀性与减弱）o. 50 转换为参考材料的吸收剂量A类与B类分量分别用方和根法合成o. 71 合成标准不确定度Uc1. 77 表Al.3 Fricke剂量测量系统校准的Gammacell 辐照锦亚钳剂量计吸收剂量值的不确定度不确定度分量A类（%）Fricke剂量计的响应辐照时间0. 08 袤变修正0.01 标准辐射中的不均匀度o. 25 A类与B类分量分别用方和根法合成o. 26 合成标准不确定度Uc1. 77 B类（%）0. 14 . 0. 01 . 1. 00 0. 30 1. 05 F一一一B

47、类（%）0.80 1. 00 1. 00 1. 62 B类（%）1. 75 0.03 1. 75 13 GB/T 1 6 5 0 9-1 9 9 6 A1. 2 表AL1和表Al.2的例子适用于辐射加工剂量学校准实验室。这些校准装置用于常规剂量计和标准剂量计的校准（或比对），并提供传递剂量计辐照现场使用。校准装置中使用的基准测量系统是量热计或电离室。A1. 3 表Al.3的例子用于己溯源到适当的国家标准的Gammacell校准装置，所采用的标准为Fricke剂量测量系统。A1. 4 表AL1、表Al.2和表AL3给出的不确定度估计值没有考虑剂量计响应的分析，剂量测量数据拟合为校准曲线及日常使用

48、中的不确定度来源。A1. 5 辐照装置使用常规剂量计测量吸收剂量时，由于环境条件与校准时不同，可能引入显著的不确定度。把传递标准剂量计与常规剂量计一起放在辐照装置中同一位置辐照，提供了一种估算测量系统误差大小的方法。在辐照装置进行校准可用来评价环境条件对剂量计响应的影响。与此校准方法有关的估算不确定度实例见表Al.4、表Al.5和表AL6。这些例子中使用钳亚锦剂量计作为传递标准。重恪酸盐与丙氨酸剂量计也可用作传递标准。表Al.4锦亚铺传递标准剂量测量系统校准的不确定度不确定度分量A类（%）吸收剂量值（表Al.3) 0.26 销亚锦剂量计的响应（五个一组）0. 31 校准曲线的多项式拟合1. 0

49、0 A类与B类分量分别用方和根法合成1. 08 合成标准不确定度Uc2.06 表Al.5 工业辐照装置中用两个为一组的怖亚锦剂量计测量吸收剂量值的不确定度不确定度分量A类（%）销亚饰剂量测量系统校准（表AL4) 1. 08 销亚饰剂量汁的响应（两个一组）0.49 温度修正射线能谱差别的影响A类与B类分量分别用方和根法合成1. 19 合成标准不确定度Uc2. 23 B类（%）1. 75 1. 75 B类（%）1. 75 0.50 0. 50 1. 89 表Al.6 工业生产辐照装置中用饰亚锦传递标准剂量计校准Harwell红色4034Perspex剂量计的不确定度不确定度分量A类（%）B类（%）销亚销剂量计的响应（两个1组，表Al.5) 1. 19 1.