测量的不确定度

《测量的不确定度》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第五章测量不确定度主要内容§5.1测量不确定度的基本概念§5.2标准不确定度的A类评定§5.5扩展不确定度的评定§5.6不确定度的报告与表示（uncertaintyofmeasurement)§5.3标准不确定度的B类评定§5.4合成标准不确定度的评定§5.7测量不确定度应用举例1概述：由于测量误差的存在，使的测量结果带有不确定性。在报告测量结果时，必须对测量结果的质量给出定量说明。测量不确定度就是定量评定测量结果质量的一个重要指标。用测量不确定度定量表示测量结果质量是一个较新的概念。1963年，美国标准局（NBS）的埃森哈特（

2、Eisenhart）在《仪器校准系统的精密度与准确度估计》一文中，提出合成不确定度的建议。1980年，国际计量局（BIPM）在征求各国意见的基础上，提出了测量不确定表示建议书INC-1（1980）。1986年，国际标准化组织（ISO）等7个国际组织组成的国际不确定度工作组制定了《测量不确定度表示指南》，简称“指南GUM”，于1993年由ISO颁布实施。测量不确定度具有广泛的应用领域。2§5.1测量不确定度的基本概念一、定义测量不确定度：是指测量结果变化的不肯定，是表征被测量的真值在某个范围的一个估计，用以表示被测量分散性的一个参

3、数。（1）该参数是一个表征分散性的参数,可以用标准差或标准差的倍数表示，分别称为标准不确定度u和扩展不确定度U。（5）表示形式有绝对不确定度和相对不确定度两种。（4）完整的测量结果表达中，应包括测量不确定度。（2）该参数一般由若干个分量组成，一般分为两类，即A类分量和B类分量。统称为不确定度分量。（3）该参数是通过所有不确定度分量进行方差和协方差合成得到，其可靠程度可用自由度的大小来表示。3二、不确定度与误差（1）测量不确定度恒为正，可用标准差或标准差的倍数表示。而测量误差则可正可负，其值为测量结果减去被测量的真值。（2）测量不

4、确定度表示测量值的分散性。误差表明测量结果偏离真值的大小及方向。（4）测量不确定度受人们对被测量、影响量及测量过程的认识程度影响。测量误差是客观存在的，不以人的认识程度而改变。（3）测量不确定度可由人们根据实验、资料、经验等信息进行评定，可以定量确定。由于真值未知，测量误差往往不能准确得到，只能得到误差的估计值。4（5）评定测量不确定度各分量时一般不必区分其性质，需要区分时应分为A类评定和B类评定。测量误差按性质分为随机误差、系统误差和粗大误差，并可采取不同的措施来减小或消除各类误差对测量的影响。（6）不能用不确定度对测量结果进

5、行修正，对已修正的测量结果进行不确定度评定时应考虑修正不完善而引入的不确定度。而已知系统误差的估计值时，可以对测量结果进行修正，得到已修正的测量结果。总之，误差与测量不确定度既有区别，又有联系。误差理论是估算不确定度的基础，研究不确定度首先要研究误差，不确定度是误差理论的补充。5三、不确定度的来源1、被测量的定义不完整或完善。例如，定义一根标称值为1m的钢棒的长度。（不完整）标称值为1m的钢棒在25.0摄氏度和一个标准大气压时的长度。（比较完整）2、复现被测量定义的方法不理想。例如，当上述条件达不到时，或压力和温度本身的测量存在

6、不确定度，使测量结果引入不确定度。3、取样代表性不够所引起的测量不确定度例如，测量一批钢丝的直径。4、对测量过程受环境的影响认识不周全。例如，1中定义钢棒的长度。65、测量仪器计量性能上的局限性。例如，数字仪器不确定度来源之一是其指示装置的分辨力。一台数字称重仪其分辨力为1g，示值为x，真值的范围为（x-0.5g，x+0.5g），引起不确定度。6、赋予计量标准的值和标准物质的值不准确。例如，天平称质量，结果的不确定度包含砝码不准确所引起的不确定度；卡尺测长度，结果包含该卡尺校准时所用的标准仪器的不确定度。7、引用的数据或其他参量

7、的不确定度。例如，测量黄铜棒的长度，若其长度随温度变化，其线胀系数可通过手册查到，同时该值的不确定度也可以查出，同样是测量结果不确定度的来源。78、在表面看来完全相同的条件下，被测量重复观测值的变化。不管如何控制条件，测量结果总有一定的分散性，是一种客观存在。9、测量人员的人为因素。对于非显示仪表，读数时要在最小刻度下估读一位，由于人的分辨能力、个人习惯及所处的位置不同，得到不同的结果。由此可见，测量不确定度来源于随机性和模糊性。前者归因于条件不充分，后者归因于概念不明确。分析不确定度的来源时，应做到不重复、不遗漏、全面考虑，特

8、别是应考虑对结果影响大的不确定度来源。8四、测量不确定度的评定测量不确定度用u来表示，按评定方法，分为A类评定和B类评定。1、Ａ类评定：对样本观测列用统计分析的方法进行不确定度的评定，又称不确定度Ａ类分量。特点：对被测量进行多次测量。2、Ｂ类评定：用不同于A类评