测量不确定度分析方法

测量不确定度分析方法

不确定度是表征测量值的分散性并与测量结果相联系的一

个参数，由分析与评定得到。一切测量结果都不可笔尖地存在不确定度，测量结果（数据、报告等）也越来越多采用不确定度来表达其质量和可靠程度。不确定度越小，测量水平越高，测量结果的使用价值越高，反之亦然。为统一对测量结果不确定度的评定与表达方法，国际标准化组织（ISO）等七个国际组织于1993年联合发布了《测量不确定度表示指南》。我国《测量不确定度评定与表示》等同采用此《指南》。

一、测量不确定度的意义

1．基本概念：测量不确定度是表征合理赋予被测量之值的分散性、与测量结果相联系的参数。在测量结果的完整表述中，应包括测量不确定度。

不确定度可以是标准差或其倍数，或是说明了置信水准的区间的半宽。以标准差表示的不确定度称为标准不确定度，以u表示。以标准差的倍数表示的不确定度称为扩展不确定度，以U表示。扩展不确定度表明了具有较大置信概率的区间的半宽度。

2．测量结果的重复性

测量结果的重复性是指在相同测量条件下，对同一被测量进

行连续多次测量所得到结果之间的一致性。这里的相同

测量条件包括：相同的测量程序、相同的观测者、使用相同的测量仪器、相同地点、在短时间内进行重复测量。这些条件也称为“重复性条件”。

测量重复性可以用重复观测结果的实验标准差定量地给出。3．测量结果的复现性

测量结果的复现性是指在改变了的测量条件下，同一被测量的测量结果之间的一致性。这里变化了的测量条件包括：测量原理、测量方法、观测者、测量仪器、参考测量标准、地点、时间、使用条件。这些条件可以改变其中一项、多项或者全部，它们会影响复现性的数值。因此，在复现性的有效表述中，应说明变化的条件。复现性可以用复现性条件下，重复观测结果的实验标准差定量地给出。这里，测量结果通常理解为已修正结果。复现性又称为“再现性”

二、测量误差与测量不确定度的主要区别

测量误差为测量结果减去被测量的真值，是客观存在的一个确定的值，但由于真值往往不知道，故误差无法准确得到。测量不确定度是说明测量分散性的参数，由分析和评定得到，因而与分析者的认识程度有关。误差与不确定度是两个不同的概念，不应混淆或误用。测量结果可能非常接近真值，但由于认识不足，评定得到的不确定度可能较大。也可能测量误差实际上较大，但由于分析估计不足，给出的不确

定度却偏小。因此，进行不确定度分析时，应充分考虑各种影响因素，并对不确定度的评定加以验证。测量误差与测量不确定度的主要区别见下表。

内测量误测量不确定定义的表明测量结果偏离表明赋予被测量值的分散性1

相，是一个差是一个区

按性质可分为随机按是否用统计方求得分分量的差和系统误差都是类类，都是标准不确2

穷多次测量时的理

化概

由于真值未知往往根据实验、资料、经验等信能准确得到当用约进行评定从而可以定量确定3可操作

真值代替真值时可评定方法两

得到其估计

非正即负不要用正为正值，当由方差求得时取4表示符

号表正平方

为各误差分量的代当各分量彼此独立时为方5合成方和，必要时加入协方

已知系统误差的估不能用不确定度对测量结果6结果休值时可以对测量结行修正，在已修正测量结果不确定度中应考虑修正不完得到已修进行休整，

的测量结果而引入的不确定度

属于给定的测量结果，合理赋予被测量值的任一个7 结果说明只有相同的结果才有值，均具有相同的分散性

相同的误

来源于给定的测量来源于合理赋予的被测量8实验标果不表示被测量估值，表示同一观测列中任一值的随机误估计值的标准不确定

可作为不确定度平定是否可9自由不存的指

当了解分布时，可按置信概10置信概不存

给出置信区间