测量不确定度

不确定度的来源
（1）对被测量的定义不完整或不完善 （2）复现被测量定义的方法不理想 （3）测量所取样本的代表性不够 （4）对测量过程受环境影响的认识不周 全，或对环境条件的测量与控制不完善 （5）对模拟式仪器的读数存在人为偏差
（6）仪器计量性能上的局限性
（7）赋予测量标准和标准物质的标准 值的不准确
不确定度评定方法的分类
A类评定（type A evaluation of uncertainty）
指用对样本观测值的统计分析进行不确定度 评定的方法。
B类评定（type B evaluation of uncertainty）
指用不同于统计分析的其他方法进行不确 定度评定的方法。
几个相关的名词与概念
，有的也其称为覆盖因子，其取值一般在2与3 之间。
第二节 标准不确定度评定
一、A类评定方法
采用统计分析的方法评定标准不确定度，用 实验标准差或样本标准差表示。
单次测量值作为被测量 x 的估计值
u(x) s(x)
▪ s(x) 单次测量的实验标准差
当用n次测量的平均值作为被测量的估计值
u(x) s(x) n
Biblioteka Baidu第四章 测量不确定度
寻求
误差概念和误差分析在用于评定测量 结果时,有时显得既不完备，也难于操作 。
一种更为完备合理、可操作性强的评 定测量结果的方法。
测量不确定度
诞生
第一节测量不确定度的基本概念
一、概述
❖1927年德国物理学家海森堡提出测不准关系，也称为不确定度关 系。 ❖1953年Y.Beers在《误差理论导引》一书中给出实验不确定度。
① 过去的测量数据 ② 校准证书、检定证书、测试报告及其他证书文件
③ 生产厂家的技术说明书
④ 引用的手册、技术文件、研究论文和实验报告 中给出的参考数据及不确定度值等 ⑤ 测量仪器的特性和其他相关资料等；
⑥ 测量者的经验与知识；
⑦ 假设的概率分布及其数字特征。
2、B类评定的方法
（1）若由先验信息给出测量结果的概率分布
（2）建立、保存、比较溯源于国家标准的各 级标准、仪器和测量系统的校准、检定、封缄 和标记等计量确认活动；
（3）基础科学和应用科学领域中的研究、开 发和试验，以及实验室认可活动；
（4）科学研究与工程领域内的测量，以及与 贸易结算、医疗卫生、安全防护、环境与资源 监测等有关的其他测量活动；
（5）用于对可以用单值和非单值表征被测量 的测量结果的评定，以及对测量和测量器具的 设计和合格评定。
标准不确定度（standard uncertainty）
用标准差表示测量结果的不确定度，一般用符
号u来表示。对于不确定度分量，常在u上加小 脚标进行表示，如u1，u2，……un等。
合成（标准）不确定度（combined standard uncertainty）
当测量结果由若干个其他量的值求得时，测量结 果的合成标准不确定度等于这些量的方差和（或） 协方差加权和的正平方根，其中权系数按测量结果
，及其“置信区间”和“置信水平”
u(x) a
置信区间的半宽度
kp
置信水平 p 的包含因子
（2）若由先验信息给出的测量不确定度U为
标准差的k倍时 u(x) U
（8）引用常数或其它参量的不准确
（9）与测量原理、测量方法和测量程 序有关的的近似性或假定性
（10）在相同的测量条件下，被测量重 复观测值的随机变化
（11）对一定系统误差的修正不完善 （12）测量列中的粗大误差因不明显而 未剔除 （13）在有的情况下，需要对某种测量 条件变化，或者是在一个较长的规定时 间内，对测量结果的变化作出评定。应 把该相应变化所赋予测量值的分散性大 小，作为该测量结果的不确定度。
❖1999年国家质量技术监督局批准发布了JJF 10591999 《测量不确定度评定与表示》,这规范原则上等同 采用了GUM的基本内容。 ❖1999年中国人民解放军总装备部批准发布了GJB 3756-99 《测量不确定度的表示及评定》。
不确定度的应用领域
（1）一些产品生产过程中的质量检测、质量 保证与控制，以及商品流通领域中的商品检验 等有关质量监督、质量控制和建立质量保证体 系的质量认证活动；
二、测量不确定度的定义
测量不确定度（uncertainty of measurement）
测量结果带有的一个参数，用于表征合理地 赋予被测量值的分散性。
▪该参数是一个表征分散性的参数。它可以是标准 差或其倍数，或说明了置信水平的区间半宽度。 ▪该参数一般由若干个分量组成，统称为不确定 度分量 ▪该参数是通过对所有若干个不确定度分量进行 方差和协方差合成得到。所得该参数的可靠程度 一般可用自由度的大小来表示
随这些量变化的情况而定。用符号uc表示。
扩展不确定度（expanded uncertainty）
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（coverage factor）
为获得扩展不确定度，对合成标准不确定度所
乘的倍数因子。常用符号k或kP来表示。在国内
❖1981年10月国际计量委员会提出了建议书（CI-1981） ，同意INC-1。
❖1986年组成国际不确定度工作组，负责制定用于计量 、生产、科学研究中的不确定度指南。
❖1993年出版了《测量不确定度表示指南》（Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement，简称GUM）。
❖1970年C.F.Dietrich出版了《不确定度、校准和概率》。 ❖1973年英国国家物理实验室的J.E.Burns等指出，当讨论测量准确 度时，宜用不确定度。 ❖1978年国际计量局发出不确定度征求意见书，征求各国和国际组 织的意见。 ❖1980年，国际计量局提出了实验不确定度建议书INC-1（1980） 。
▪ s(x) n次测量的实验标准差
▪计算实验标准差的方法：贝塞尔公式，极差法
二、B类评定方法
B类评定方法获得不确定度，不是依 赖于对样本数据的统计，他必然要设 法利用与被测量有关的其他先验信息 来进行估计。因此，如何获取有用的 先验信息十分重要，而且如何利用好 这些先验信息也很重要
1、B类评定的信息来源