探讨测量不确定度与测量误差之表象

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1、探讨测量不确定度与测量误差之表象【摘要】测量不确定度和测量误差是计量学中研究的基本命题，也是计量测试人员经常运用的重要概念之一。它直接关系着测量结果的可靠程度和量值传递的准确一致。然而很多人由于概念不清，很容易将二者混淆或误用，于是在给测量结果带来许多弊端，这里与大家共同探讨测量不确定度与测量误差的表象。　　【关键词】测量；不确定度；误差；表象　　一、测量不确定度发展过程及测量的目的　　（一）测量不确定度发展过程　　在测量不确定度的发展过程中，人们从传统上理解它是“表征(或说明)被测量真值所处范围的一个估计值(或参数)”；也

2、有一段时期理解为“由测量结果给出的被测量估计值的可能误差的度量”。这些曾经使用过的定义，从概念上来说是一个发展和演变过程，它们涉及到被测量真值和测量误差这两个理想化的或理论上的概念(实际上是难以操作的未知量)，而可以具体操作的则是现定义中测量结果的变化，即被测量之值的分散性。早在七十年代初，国际上已有越来越多的计量学者认识到使用“不确定度”代替“误差”更为科学，从此，不确定度这个术语逐渐在测量领域内被广泛应用。1978年国际计量局提出了实验不确定度表示建议书INC-1。1993年制定的《测量不确定度表示指南》得到了BIPM、

3、OIML、ISO、IEC、IUPAC、IUPAP、IFCC七个国际组织的批准，由ISO出版，是国际组织的重要权威文献。我国也已于1999年颁布了与之兼容的测量不确定度评定与表示计量技术规范。至此，测量不确定度评定成为检测和校准实验室必不可少的工作之一。　　（二）测量的目的　　测量的目的是为了得到测量结果，但在许多场合下仅给出测量结果往往还不充分。任何测量都存在缺陷，所有的测量结果都会或多或少地偏离被测量的真值，因此在给出测量结果的同时，还必须同时指出所给测量结果的可靠程度。在各种测量领域，经常采用诸如测量误差、测量准确度和测

4、量不确定度等术语来表示测量结果质量这才是完整并有意义的。　　二、测量误差与测量不确定的基本概念　　（一）测量误差的概念及其分类　　被测量在规定条件下客观存在的量值称为被测量的真值。然而在实际测量中,由于测量仪器、测量条件、测量方法和测量人员的水平以及种种因素的限制,使得测量值和客观上存在的真值之间有一定的差异。测量值与被测量真值之差定义为测量误差。误差是客观存在的,它应该是一个确定的值,但由于在绝大多数情况下真值是不知道的,所以,真误差也无法准确知道。　　（二）测量误差的测量误差的是多方面的因素：　　1、系统误差　　2、随机

5、误差　　3、过失误差　　4、仪器误差　　5、影响误差　　6、方法误差　　7、人身误差　　8、测量对象变化误差　　9、测量力误差　　(三)测量不确定度的概念及其分类　　1、测量不确定度的概念　　不确定度定义为:测量结果带有的参数,用以表征合理赋予被测量值的分散性,也就是说它按某一置信概率给出真值可能落入的区间。为了表征这种分散性,测量不确定度用标准偏差表示。　　2、测量不确定度可能　　（1）对被测量的定义不完整或不完善　　（2）实现被测量定义的方法不理想　　（3）取样的代表性不够，即被测量的样本不能代表所定义的被测量　　（4）

6、对被测量过程受环境影响的认识不周全，或对环境条件的测量与控制不完善。　　（5）对模拟仪器的读数存在人为偏差（偏移）　　（6）测量仪器的分辨力或鉴别力不够　　（7）赋予测量标准和标准物质的值不准　　（8）用于数据计算的常量和其他参量不准　　（9）测量方法和测量程序的近似性和假定性　　（10）在表面上看来完全相同的条件下，被测量重复观测值的变化　　三、测量误差和测量不确定度的实质与联系　　(一)要明确的是测量不确定度与测量误差二者之间概念上的差异。测量不确定度表征被测量的真值所处量值范围的评定。它按某一置信概率给出真值可能落入的

7、区间。它可以是标准差或其倍数，或是说明了置信水准的区间的半宽。不是具体的真误差，它只是以参数形式定量表示了无法修正的那部分误差范围。它于偶然效应和系统效应的不完善修正，是用于表征合理赋予的被测量值的分散性参数。红外线测温仪确定度按其获得方法分为A、B两类评定分量。A类评定分量是通过观测列统计分析作出的不确定度评定，B类评定分量是依据经验或其他信息进行估计，并假定存在近似的"标准偏差"所表征的不确定度分量。误差多数情况下是指测量误差，它的传统定义是测量结果与被测量真值之差。通常可分为两类：系统误差和偶然误差。误差是客观存在的，

8、它应该是一个确定的值，但由于在绝大多数情况下，真值是不知道的，所以真误差也无法准确知道。我们只是在特定的条件下寻求最佳的真值近似值，并称之为约定真值。通过对概念的理解，我们可以看出测量不确定度与测量误差的主要有以下几方面区别：　　1、评定目的的区别：测量不确定度为的是表明被测量值的分散性；