采用式和對可靠性試驗靈敏度進行估計是近似的,它的取值在樣本容量較小時有很大的隨機性,但依據大數定理,上述兩式的估計值隨樣本容量的增加逐漸趨近于真值。為了對式和估計量的統計特征有清楚的了解,進而了解重要抽樣可靠性試驗靈敏度估計方法的收斂性和精度,有必要對其估計值進行方差分析。對式求數學期望和方差可得式和。
顯然,是可靠性試驗靈敏度
的無偏估計。
考慮用樣本的平均值和方差代替總體的數學期望和方差,在數值模擬的過程中可近似求得和
,結果如下所示。
將式、分別代入式、可近似得到失效概率對第個變量均值的可靠性試驗靈敏度估計值
的數學期望和方差。
同理,可得失效概率對標準差的靈敏度估計值的數學期望和方差。
變異系數定義為估計值的標準差與估計值均值的比值,反映了估計值的相對分散性,因此變異系數能更好地比較不同數字模擬方法的收斂性。將式和代入式,則可得到重要抽樣可靠性試驗靈敏度估計值的變異系數。
由式、和中心極限定理可知,可靠性試驗靈敏度估計值近似服從均值為
、方差為
的正態分布,因此根據標準正態分布的上
分位點的定義有式成立。
由上式可得可靠性試驗靈敏度估計值的置信度為
的置信區間。
其中和
在抽樣的過程中可由式、和式、相應近似計算求得。