测量不确定度基础知识

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1、测量不确定度评定培训讲义I什么是测量不确定度II测量不确定度的评定意义III基本的评定计算方法42/42I、什么是测量不确定度一、基础知识1测量结果的质量检测或校准实验室用测量数据判定被测或被校准对象的质量，但测量数据的质量用什么来判定呢？最初是用测量误差。1.1测量误差的定义测量误差=测量结果—真值由于真值往往是不知道的，或者是很难知道的，所以测量误差也很难知道。测量误差的定义尽管是严格的正确的，能反映测量的质量和水平，但可操作性不强。人们需要找到一个能反映测量质量和水平又可操作的量。1.2测量不确定度是测量结果质量和水平的科学表达42/42尽管真值确切的大小人们并不知道

2、，但真值的范围却是可能知道或可能估计的，例如本教室的长度大约是5m左右，即使用肉眼估计也不可能得出教室的长度为10m或2m的结论。如用钢卷尺来测量,哪怕粗糙一些也可有很大的把握认为教室的长度在4.9～5.1m的范围内。既然真值的范围应该有可能知道或估计，那么测量的误差的范围也应该知道也有可能知道。于是，就诞生了测量不确定度最初的定义：①由测量结果给出的被测量估计值的可能误差的度量②表征被测量的真值所处范围的评定测量不确定度实质上就是对真值所处范围的评定，也是对测量误差可能大小的评定，也是对测量结果不能肯定的程度的评定，三种说法都是一样的，没有本质的区别。而这种评定必须与测量

3、相联系。必须有可操作性，于是新的定义为：与测量结果相联系的参数，表征合理地赋予被测量之值的分散性。对这个定义进行层层解析：①一个参数②一个表示被测量值分散性的参数③一个与测量结果相联系的参数1)没有测量结果就没有测量不确定度，定性分析不存在测量不确定度；2)42/42仅给出测量结果而不给测量不确定度是没有意义的。①合理赋予的参数1.3测量不确定度与测量误差的联系与区别1.3.1全面分析有10个主要区别误　　差不确定度定义实质测量结果减真值给定条件下测量结果的分散性表达符号非正即负恒为正值分量的分类随机误差、系统误差A类评定;B类评定分量的合成代数和方和根自由度不存在存在同测

4、量结果的关系有关无关同测量程序的关系无关有关理论上能否确切给出不能在给定条件下能确切给出评定中与测量结果的分布关系无关有关1.3.2重点理解只有1个区别：测量误差是一个值，而且是一个明确的值；测量不确定度是一个范围，而且是一个“模糊”的范围。其它区别即由此区别而产生。测量不确定度评定就是测量误差或被测量值可能所处的范围的评定，就是把测量误差或被测量值的范围看成随机变量研究它的统计规律并定量计算的过程。42/42说明：测量不确定度不能完全取代测量误差，因为测量不确定度仅反映测量的分散性而不包括系统性偏差，而测量误差中则可能包括系统性偏差。当测量结果中含有已知的系统性偏差时，要

5、将其扣除后再评定测量不确定度。1.4一些相关且重要的名词术语测量结果测量准确度偏差重复性和复现性1.4.1测量结果由测量所得到的赋予被测量的值，测量结果是被测量值的估计值。1.4.2测量准确度测量结果与被测量真值之间的一致程度。1.4.3偏差一个值减去其参考值。这里“一个值”是指测量值，而“参考值”是指设定值、允许值、标称值等。偏差和误差不是一回事,不可混淆。如一个烘箱的设定温度是185℃，用一个普通温度计去测量烘箱的温度得到实际值是186℃，则烘箱温度控制的偏差是186-185=1℃。而用一个标准温度计测量得到标准值(约定真值)是185.5℃,则普通温度计的误差为186-

6、185.5=0.5℃。42/42化学分析中，测量值相对于标准样品的标称值的差应称为偏差而不是误差。1.4.4重复性和复现性1.4.4.1重复性在相同测量条件下，对同一被测量进行连续多次测量所的结果之间的一致程度。所谓相同的条件是指相同的程序、观测者、环境、仪器、地点、临近的时间。1.4.4.2复现性在改变了的测量条件下，对同一被测量进行连续多次测量所得结果之间的一致程度。II测量不确定度评定的重要意义2.测量不确定度评定的重要意义2.1测量不确定度是对测量结果质量和水平的科学表达2.2测量不确定度及通用计量名词术语是各学科之间联系和交往的共同语言。JJF1059—1999原

7、则上等同采用GUM-----GuidetotheExpressionofuncertaintyinmeasurement和VIM---Vocabularyoflegal42/42metrology。GUM是由七个国际组织联合发布的，并非是计量界的独家之见，也不是故弄玄虚，而是实际需要。2.3通过评定测量不确定度可以分析影响测量结果的主要成分，从而提高测量结果的质量。2.4通过评定测量不确定度可以评价校准方法的合理性2.5通过评定测量不确定度评价各实验室间比对试验的结果2.6通过评定测量不确定度可以知道或给出结果判定