1. 儀器校準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 (u_cal)：這是最主要的分量之一。它來源于對設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)時所使用的標(biāo)準(zhǔn)器（如臺階高度樣塊、柵格標(biāo)準(zhǔn)片）自身的不確定度，以及校準(zhǔn)過程的重復(fù)性。標(biāo)準(zhǔn)器的校準(zhǔn)證書會給出其標(biāo)準(zhǔn)值及擴展不確定度（k=2）。

   
   

2. 儀器分辨力與有限采樣引入的不確定度 (u_res)：設(shè)備的垂直（Z）方向分辨力（如0.1 nm）和橫向（XY）像素尺寸決定了其探測微小變化的能力。采樣間距（步長）若不夠密，可能會丟失表面細(xì)節(jié)，貢獻(xiàn)不確定度。

   
   

3. 測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 (u_rep)：在相同條件下，對同一被測樣品的同一位置進(jìn)行多次重復(fù)測量，測量結(jié)果的離散程度。這反映了設(shè)備、環(huán)境和樣品狀態(tài)的短期穩(wěn)定性。通常用多次測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差來評估。

   
   

4. 樣品因素引入的不確定度 (u_samp)：

   
   

• 樣品不均勻性：被測參數(shù)（如粗糙度）在樣品表面的微小區(qū)域內(nèi)可能存在自然變化。

  
  

• 樣品制備與放置：清潔程度、固定方式、傾斜角度等可能影響測量結(jié)果。

  
  

• 材料光學(xué)特性：對于透明、高反光或強散射材料，信號處理算法的適用性會引入額外的不確定性。

  
  

5. 環(huán)境因素引入的不確定度 (u_env)：溫度波動導(dǎo)致設(shè)備與樣品的熱膨脹/收縮，振動影響掃描穩(wěn)定性等。

   
   

6. 操作者因素引入的不確定度 (u_oper)：在非全自動測量中，操作者的對焦、選點等主觀判斷可能帶來微小差異。

   
   

7. 算法與數(shù)據(jù)處理引入的不確定度 (u_proc)：濾波器的選擇與截止波長設(shè)定、傾斜校正的方式、異常值剔除等后處理步驟，可能對最終參數(shù)的計算結(jié)果產(chǎn)生影響。

   
   

1. 識別：針對特定的測量任務(wù)（如測量某拋光件的Sa值），識別所有適用的不確定度來源。

   
   

2. 量化：通過校準(zhǔn)證書、重復(fù)性實驗、設(shè)備規(guī)格書、經(jīng)驗估計等方式，評估每個來源的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。

   
   

3. 合成：將各獨立分量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度按照適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行合成，得到合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 (u_c)。

   
   

4. 擴展：將合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度乘以一個包含因子k（通常k=2，對應(yīng)約95%的置信水平），得到擴展不確定度 (U = k * u_c)。

   
   

ContourX-500布魯克測量不確定度評估淺析