Лабораторная 11.6 — Бюджет неопределённости измерений и отчётность¶

Цель¶

Стандартизировать инженерную отчётность по измеренным метрикам с помощью:

вкладов неопределённости типа A и типа B;
суммарной стандартной неопределённости методом квадратичной суммы (RSS);
расширенной неопределённости с коэффициентом охвата k=2.

Зачем это нужно¶

Одно число EVM вроде «3,8 %» скрывает, насколько оно может ошибаться. У прибора есть заявленная точность, кабель дрейфует, опорный генератор не идеален, а температура менялась, пока вы измеряли. Если это не учитывать, два инженера не смогут сказать, различаются ли «3,8 %» и «4,1 %». Бюджет неопределённости делает каждый вклад явным и объединяет их по стандартному правилу, так что результат сообщается защищаемым интервалом, а вы видите, с какого вклада начинать борьбу.

Инженерный вопрос¶

Как сообщать метрику (например, EVM) с защищаемым интервалом неопределённости, а не одним сырым числом?

Исполняемый файл¶

Файл	Назначение
`blocks/block_11_integrated_sdr_project/python/lab_11_6_measurement_uncertainty_budget.py`	пример вкладов неопределённости и артефакты отчёта

Запуск из корня репозитория:

python blocks/block_11_integrated_sdr_project/python/lab_11_6_measurement_uncertainty_budget.py

Сгенерированные артефакты¶

docs/assets/lab116_uncertainty_budget_contributions.png
docs/assets/lab116_uncertainty_budget_table.md
docs/assets/lab116_uncertainty_budget_metrics.json

Основные формулы¶

u_c = sqrt(sum(u_i^2))
U = k * u_c, при k = 2 для примерно 95 % охвата
результат = номинал +/- U

Чего ожидать¶

Пример бюджета (номинальный EVM 3,8 %) печатает и сохраняет:

Источник	Распределение	Вход	Делитель	Стандартный вклад
повторяемость (тип A)	нормальное	0,0222	1	0,0222
точность амплитуды прибора	прямоугольное	0,2000	1,7321	0,1155
допуск опорной частоты	прямоугольное	0,0800	1,7321	0,0462
дрейф кабеля и разъёмов	прямоугольное	0,1200	1,7321	0,0693
влияние температуры	нормальное	0,1000	1	0,1000

Combined standard uncertainty: 0.1754% EVM
Expanded uncertainty (k=2): 0.3508% EVM
Report interval: [3.449, 4.151]%

Как читать:

Прямоугольный предел с полушириной a становится стандартной неопределённостью a / sqrt(3) (это столбец «делитель»: 0,2 / 1,7321 = 0,1155); нормальные вклады берутся как есть.
Результат определяют точность прибора (0,1155) и температура (0,1000), оба типа B. Измеренная повторяемость (тип A, 0,0222): наименьший вклад, поэтому ещё 100 повторных измерений почти не изменили бы интервал; изменить его могли бы лучший прибор или термостатированная установка.
Ответ это утверждение, а не число: EVM = 3,800 % +/- 0,351 % (k = 2). Два результата различимы, лишь если их интервалы не перекрываются.

Чек-лист отчёта¶

Разделены источники типа A и типа B.
Показан каждый стандартный вклад после делителя распределения.
Указаны u_c, U(k=2) и итоговый интервал.
Указаны допущения и пределы модели неопределённости.