误差理论与数据处理第5章测量结果评定

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1、第5章：测量不确定度教学目的和要求：通过本章内容的教学，使学生能够对测量数据合理的、正确进行测量不确定度的评定与表示。要求学生清楚测量不确定度的概念，明了不确定度的分类，掌握标准不确定度A类和B类评定方法、合成标准不确定度和扩展不确定度的评定方法；正确进行测量不确定度的报告和表示。5-2主要内容1.测量不确定度的基本概念：产生背景、定义及分类、测量误差与测量不确定度、产生测量不确定度的原因、测量过程的数学模型的建立、测量不确定度传播规律。2.标准不确定度的A类评定：单次测量结果实验标准差与算术平均值实验标准差、测量过程的合并样本标准差、不确定度A类评定的独立性。3.标准不确定

2、度的B类评定：B类不确定度评定的信息来源、B类不确定度的评定方法、B类不确定度评定的自由度及其意义、B类标准不确定度评定的流程。5-3主要内容4.合成标准不确定度的评定：输入量不相关时不确定度合成、输入量相关时不确定度合成、合成标准不确定度的自由度、合成标准不确定度的计算流程。5.扩展不确定度的评定：输出量的分布特征、扩展不确定度的含义、包含因子的选择、评定流程。6.测量不确定度的报告与表示：测量结果及其不确定度的报告、测量不确定度的报告方式、测量不确定度评定的总流程。5-4测量不确定度的产生背景测量不确定度的定义及分类测量误差与测量不确定度产生测量不确定度的原因测量过程的数

3、学模型的建立测量不确定度传播律第一节测量不确定度的基本概念5-51、测量误差是一个理想化的概念，实际中难以准确定量确定。2、系统误差和随机误差在某些情况下界限不是十分清楚，使得同一被测量在相同条件下的测量结果因评定方法不同而不同，从而引起测量数据处理方法和测量结果的表达不统一，影响国际间交流。一、产生背景5-61980年国际计量局（BIPM）起草了一份《实验不确定度建议书INC－1》。1981年，第七十届国际计量委员会（CIPM）批准了上述建议，并发布了一份CIPM建议书，即CI－1981。1986年，CIPM再次重申采用上述测量不确定度表示的统一方法，并发布了CIPM建议

4、书CI－1986。发展史5-7发展史1993年，GUM以7个国际组织的名义正式由国际标准化组织颁布实施，并在1995年又作了修订。我国由全国法制计量委员会委托中国计量科学研究院起草制定了国家计量技术规范《测量不确定度评定与表示》（JJF1059－1999）。该规范原则上等同GUM的基本内容，作为我国统一准则对测量结果及其质量进行评定、表示和比较。5-8二、不确定度的定义测量不确定度（uncertaintyofmeasurement）测量不确定度定义为表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数。此参数可以是标准差或其倍数，或说明了置信水准的区间的半宽度，其值恒为正

5、值。5-9不确定度评定方法的分类A类评定（typeAevaluationofuncertainty）用对观测列进行统计分析的方法来评定的标准不确定度称为不确定度的A类评定，又称为A类不确定度评定，简称A类不确定度。B类评定（typeBevaluationofuncertainty）用不同于对观测列进行统计分析的方法来评定的标准不确定度称为不确定度B类评定，有时又称为B类不确定度评定，简称B类不确定度。5-10合成（标准）不确定度（combinedstandarduncertainty）当测量结果是由若干个其它量的值求得时，按其它各量的方差或协方差算得的标准不确定度称为合成标准

6、不确定度，用符号uc表示。不确定度评定方法的分类扩展不确定度（expandeduncertainty）由于标准偏差所对应的置信水准（也称为置信概率）通常还不够高，在正态分布情况下仅为68.27％，因此还规定测量不确定度也可以用标准偏差的倍数kσ来表示。这种不确定度称为扩展不确定度，有时也称展伸不定度或范围不确定度，用符号U或UP表示。5-11扩展不确定度（expandeduncertainty）规定了测量结果取值区间的半宽度，该区间包含了合理赋予被测量值的分布的大部分。用符号U或UP表示。包含因子（coveragefactor）为获得扩展不确定度，对合成标准不确定度所乘的倍数

7、因子。常用符号k或kP来表示。在国内，有的也其称为覆盖因子，其取值一般在2与3之间。不确定度评定方法的分类5-12不确定度评定方法的分类绝对不确定度和相对不确定度误差可以用绝对误差和相对误差两种形式来表示，不确定度也同样可以有绝对不确定度和相对不确定度两种形式。绝对形式表示的不确定度与被测量有相同的量纲。相对形式表示的不确定度，其量纲为1，或称为无量纲。被测量x的标准不确定度u（x）和相对标准不确定度urel（x）间的关系为：5-13三、测量误差与测量不确定度1、相同点测量误差和测量不确定度是误差理论中