蒙特卡洛法评定测量不确定度》.doc

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1、JJF1059.2-2011JJF中华人民共和国国家计量技术规范JJF1059.2-2011用蒙特卡洛法评定测量不确定度MonteCarloMethodforEvaluationofMeasurementUncertainty201×-××-××发布201×-××-××实施国家质量监督检验检疫总局发布52JJF1059.2-2011JJF1059.2-201X用蒙特卡洛法传播概率分布MonteCarloMethodforEvaluationofMeasurementUncertainty本规范经国家质量监督检验检疫总局于201×年××月××日批准，并自201×年××月××日起施行

2、。归口单位：全国法制计量管理计量技术委员会起草单位：北京理工大学中国计量科学研究院国家质检总局计量司本规范由全国法制计量管理计量技术委员会解释52JJF1059.2-2011本规范起草人：周桃庚北京理工大学叶德培沙定国北京理工大学原遵东中国计量科学研究院施昌彦陈红国家质检总局计量司52JJF1059.2-2011目录引言51适用范围62引用文献和参考文献63术语和定义74蒙特卡洛法114.1蒙特卡洛法的实施步骤114.2模型的建立124.3蒙特卡洛试验次数134.4输入量概率分布的抽样及模型值计算134.5输出量分布函数的离散表示134.6输出量及其标准不确定度144.7输出量的

3、包含区间144.8自适应蒙特卡洛方法155报告结果176用蒙特卡洛法验证GUM法的结果186.1用蒙特卡洛法验证GUM法的结果186.2用于验证GUM法的蒙特卡洛试验次数19附录A常见的输入量概率密度函数(补充件)20附录B用蒙特卡洛法传播概率分布实例(补充件)23B.1加法模型23B.2质量校准27B.3微波功率计校准中的比较损耗30B.4量块校准34附录CGUM法与MCM的比较(补充件)39附录D分布传播的基本原理(补充件)41D.1概率分布的传播41D.2分布传播的实施方法41附录E词汇和基本符号(参考件)43附录F常用术语的英汉对照(参考件)4852JJF1059.2-2

4、011引言本规范规定了用蒙特卡洛法评定与表示测量不确定度的方法，其核心内容是基于测量模型采用蒙特卡洛法(MCM)进行概率分布传播。本规范适用于具有多个输入量和单一输出量的测量模型。本规范描述的MCM尤其适用于以下两种情况：1)不宜对测量模型进行线性化等近似的场合。在这种情况下,按JJF1059.1测量不确定度评定与表示的方法(按国际标准ISO/IEC简称为GUM)确定输出量的估计值和标准不确定度可能会变得不可靠；2)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。在JJF105

5、9.1测量不确定度评定与表示中，测量不确定度的传播是通过测量模型采用不确定度传播公式来实现的,它在评定输出量估计值的标准不确定度时，须给定:(1)输入量的最佳估计值；(2)输入量估计值的标准不确定度；必要时，还须给定：(3)这些标准不确定度的自由度；(4)每对估计值之间的非零协方差。视输出量的PDF为正态分布或t分布时,还可获取输出量给定包含概率的包含区间。本规范就GUM中未涉及的概率分布传播的问题提供指导，以扩大测量不确定度评定与表示的适用范围。本规范基于最佳估计值、标准不确定度、协方差和自由度,或原始统计数据,以及其他相关的科学描述，包括专业的判断等信息,构造输入量的PDF,

6、进而确定输出量的PDF。一旦获取输出量的PDF，则其期望值和标准偏差分别为该量的最佳估计值及其标准不确定度。由PDF还可获取输出量给定包含概率的包含区间。本规范的附录A“输入量的概率密度函数”、附录B“用蒙特卡洛法传播概率分布实例”、附录C“与GUM法的比较”和附录D“分布传播的基本原理”是本规范内容的补充，所用的基本符号，取自GUM及有关的ISO、IEC标准。附录E“词汇和基本符号”和附录F“常用术语的英汉对照”分别为参考文件。52JJF1059.2-20111适用范围1.1本规范为测量不确定度评定提供了一个通用的数值方法，该方法与JJF1059.1-2010和GUM的主要原则

7、一致。本规范适用于具有任意多个输入量和单一输出量的模型，输入量可由PDF表征。1.2本规范主要关注定义完善的、本质上可用唯一值表征的被测物理量的测量不确定度。1.3本规范为输出量PDF提供一个表示方法。由于一般不能确定输出量的PDF的解析表达式，故本方法是在规定的数值容差下估计出PDF的三个主要特征量:(1)输出量的估计值；(2)该估计值的标准不确定度；(3)给定包含概率的输出量包含区间(包括任意包含概率,以及概率对称包含区间和最短包含区间)。1.4本规范特别适用评定以下典型情况