测量不确定度评定应基于误差理论.pdf

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1、四综述测量不确定度评定应基于误差理论林洪桦(北京理工大学机械与车辆工程学院)摘要：《测量不确定度指南》(GUM)N免用真值、不涉及误差等原因，曾导致一些学者将不确定度与误差对立起来，捋清测量不确定度评定与误差理论的关系，仍是当前值得论述的问题。本文从测量不确定度与真值和测量误差、测量不确定度评定方法与误差分类、测量不确定度评定与概率分布、合成不确定度与误差合成理论这几方面论述了二者间的重要关系，并根据误差理论发展情况，指出GUM应予扩展应用的若干问题。关键词：测量不确定度评定；误差理论；真值；概率分布；误差合成差等等，引起当时科技界专家和

2、学者对GUM理解的1概述差异，甚至是错误见解，如将不确定度与误差对立起《测量不确定度指南》ISO1993(E)⋯(简称来。尽管经过GUM不断贯彻实施以及修订和补充，GUM)颁布至今几近廿载，对于我国使用和评定测己渐统一认识，但仍不免有些异议。量不确定度起到了促进和规范化的作用。尤其在计量可见，捋清测量不确定度评定与误差理论关系，基准和标准的建立、量仪检定、各种计量技术法规的仍是当前值得论述的问题。下面在作者编著的“测量制定等方面更有利于国际比对及与之接轨。尽管在此误差与不确定度评估”中有关论述的基础上，再作如期间与其相关的标准和技术规范都

3、曾作过修订和补下的归纳。充，然而均未做出本质性更改，而只是完善和增补了些2测量不确定度与真值和测量误差术语和定义、更明确了适用范围、添加了应用技术等。GUM(ISO／IECGuide98。3．2008)以及我国报审的无论以往还是现今，对于测量不确定度的定义都JJF1059．1《测量不确定度评定与表示》均基于误差是指表征赋予被测量值分散性的非负参数。显然，这理论，且是在国内外有关专家继承、发展测量误差及里可以不涉及真值，也避免了测量误差定义为测量结数据处理基础上，经“求同存异”而商讨的结果，因而果减去被测量真值而引起的不可确定性，却并无法表

4、在GUM实施中不免会有不同的见解和异议，也包含明不确定度与真值、误差的关系。误差理论发展上要求扩展应用G1M的问题。首先，测量不确定度的来源：被测量定义及其体作者自1962年从事测量误差与数据处理的教学现；计量基准或标准件；测量设备；测量方法；测量与科研以来，就一直在探讨误差的量化表示方法。在环境条件：测量人员等方面，几乎与传统上分析测量GInvI颁布之前的一些征求意见的讨论中，就己认为误差来源完全一致。也可以说，这是继承了测量误差测量不确定度实质上是测量误差的一种规范性量化来源分析经验的结果。形式，有利于量值准确度的国际比对。GUM颁布

5、之其次，测量不确定度评定是在已修正显著系统影时又恰在误差分类不一、误差估算与合成方法众说纷响且不计及异常值的条件下进行。这样的前提条件，纭的发展阶段，GUM的颁布及时地取得了统一一致实质上都不免应针对被测量真值而言。显然，被测量的规范化效果。然而，GUMISO1993(E)版本仍然值的分散性可以围绕着或接近于真值而分散，也可能不免存在某些矫枉过正之弊，如免用真值、不涉及误远离其真值而分散。在实现定量化分析中真值多以约差、不主张误差，按其性质分类：系统误差和随机误定真值来替代，也都需要继承、吸取传统系统误差和2011年第4期自动化与信息工程

6、1粗大误差的分析、估计和识别经验。无限多(或足够多)次测量结果的平均值减去被测量的问题在于对误差定义的理解上有些绝对化。在测真值；后者则是以不可预知方式变化的测量误差分量中，测量误差△)【定义为被测量的测量结果i减去量，并定义为测量结果减去在重复性条件下对同一被被测量的真值Xo，即zXx=一o。而Xo却是待定的测量进行无限多(或足够多)次测量结果的平均值。这未知真实值，因而误差似乎就是难以确知的。其实误种分类既是客观存在也是应予认知的。以往存在定量差历来都是针对无误差的目标值定义的，只不过应予化与估计形式不一致问题，尤其系统误差定量化分合

7、理地规范化定量表示而已。传统的误差理论上对测析、估计主要依赖于专业技能，“个性”强而共性弱，量结果的表示为：：+Ao±Alim，其中为测量数难有普适性方法可循。这也就是造成误差量化指标据的均值；。为系统误差修正值(针对真值／约定真值(如随机性系统误差、半系统误差、不定常差等)，做出的估计)；lim为极限误差。通常Alim=ks+∑fei，不易统一一致的主要原因，即便是共性强的随机误前项为测量数据的k倍标准差；后项为剩余系统误差、差其量化指标也不一致(如标准差、平均误差、四分先验随机误差等等的总和。这与GUM中所论述的不位差、中位绝对差等)

8、。确定度评定方法并不存在本质性矛盾。因此，应强调统一规范化定量评定指标与估计方因此，不确定度评定不仅不应与误差理论割裂，法，而非免用误差分类。如前己述，GUM中只规范反而应继承且依据传统的误差