测量不确定度基本原理和评定方法及应用

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1、测量不确定度基本原理和评定方法及在检测和校准中的应用王承忠编著测量不确定度基本原理和评定方法及在检测和校准中的应用王承忠摘要：本专题报告论述了测量不确定度的基本原理及其应用。根据新发布的JJF1059.1-2012介绍了有关的术语和定义、测量不确定度的评定、测量结果的报告等。其中涉及到有效位数的确定及其评定中应注意的问题等关键议题。并对液压万能试验机校准结果、钢筋拉伸试验结果、原子吸收分光光度计火焰法测定铜浓度的不确定度评定、金相显微镜检测盘条样品总脱碳层厚度等项目的不确定度进行了详细的评定，以作为测量不确定度在校准和检测方面的应用实例。关键词：测量不确定度；不确定度评定；试验

2、机校准；拉伸试验；原子吸收；金相显微镜；脱碳层厚度；1、前言由于当代经济全球化、高新技术迅猛发展的需要，对各行业实验室检测和校准结果的可靠性要求越来越高，在许多情况下除了要获得检测或校准结果而外，还要求知道检测或校准结果的测量不确定度。为此，中国合格评定国家认可委员会CNAS-CL01:2006《检测和校准实验室能力认可准则》（等同采用国际通用的ISO/IEC17025：2005）明确要求检测和校准实验室应具有并应用评定测量不确定度的程序和能力。CNAS-CL07:2011《测量不确定度的要求》明确指出，校准实验室应对所开展的全部项目（参数）都评估测量不确定度（5.1）。检测实

3、验室应有能力对每一项有数值要求的测量结果进行测量不确定度评估（8.2）。所以，测量不确定度的宣贯和应用是实验室认可中一项重要的工作。必须指出，国际标准化组织已正式颁布了ISO/IEC导则98-3：2008《GuidetotheExpressionofUncertaintyinMeasurement》（测量不确定度表示指南，简称2008版GUM)及其一系列补充标准。于是，国家质量监督检验检疫总局组织修订了JJF1059－1999标准。新规范JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》和JJF1059.2-2012《用蒙特卡洛法评定测量不确定度》已经发布，JJF1059.

4、3《测量不确定度在合格评定中的使用原则》即将发布。与JJF1059-1999相比最大的不同是对原有规范不适用的情况,如输出量的概率密度函数(PDF)较大程度地偏离正态分布或t分布，例如分布明显不对称的场合。在这种情况下,可能会导致对包含区间或扩展不确定度的估计不切实际。另外，不宜对测量模型进行线性化等近似的场合等情况导致了1995版的GUM方法所确定的输出量的估计值和标准不确定度可能会变得不可靠。于是，可以采用蒙特卡洛法进行概率分布的传播，扩大了测量不确定度评定与表示的适用范围。国际计量学术语也相应提出了许多关于不确定度的新术语，例如：定义的不确定度，仪器的不确定度，目标不确定

5、度、零的测量不确定度等。而在测量不确定度基本原理和评定方法方面与1999年规范相比没有根本区别。作者简介：王承忠，男，教授级高级工程师，中国合格评定国家认可委员会（CNAS）主任评审员、CNAS实验室评审员教师，CNAS-GL10:2006材料理化检验不确定度评估指南及实例主编，中国实验室资质认定（计量认证、验收、授权等）国家级评审员，全国冶金物理测试信息网力学、试样加工技术委员会付主任。测量不确定度基本原理及在检测和计量检定中的应用王承忠编著本文根据新发布的JJF1059.1-2012介绍了测量不确定度基本原理和评定方法并以试验机的计量校准、钢筋拉伸试验检测结果、金相显微镜检

6、测盘条样品总脱碳层厚度、原子吸收分光光度计火焰法测定铜浓度结果的测量不确定度评定等为实例仔细说明了测量不确定度的原理和具体的评定方法，提供实验室技术工作者参考。其实早在400多年前，法国天文学家开普勒（Kepler）用已校准的仪器进行天文测量，发现了行星的运动规律，从轨道测量结果的比较中，就首次提出了测量不确定度的概念。在此之后，世界范围内的许多科学家和国际组织对测量不确定度的理论发展及其应用都作出了不断的努力和显著的成绩。随着高科技的发展，为了应用，1986年由国际标准化组织（ISO）、国际电工委员会（IEC）、国际计量委员会（CIPM）、国际法制计量组织（OIML）组成了国

7、际不确定度工作组，负责制定用于计量、标准、质量、认证、科研、生产中的不确定度应用指南。直到1993年，经国际不确定度工作组多年研究、讨论，并征求各国及专业组织意见，制定了《测量不确定度表示指南》（GuidetotheExpressionofUncertaintyinMeasurement）(简称GUM)，这个指南由国际计量局（BIPM）、国际临床化学联合会（IFCC）、国际理论及应用化学联合会（IUPAC）、国际理论及应用物理联合会(IUPAP)以及上述IEC、ISO、OIML等七个国际组织