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201年6月
电子测
mn.2077
第6期
ELECTRONIC TEST
No6
测量不确定度及其评定
汉泽西,张娟
(西安石油大学电子工程学院,映西西安,710065)
摘要:目前,测量是在科学技术、工农业生产、国内外贸易、工程项目以至日常生活等各个领域中不可缺少的
项工作。测量的目的是确定被测量的量值,测量的质量会直接影响到国家和企业的经营活动。因此,测量不
确定度作为衡量测量结果质量的重要指标,对其进行分析研究具有非常重要的意义。本文主要从测量不确定度
的发展、定义、来源、分类等方面进行详细的阐述,重点介绍了测量不确定度的评定步骤、评定方法、评定报
告等内容。
关键词:测量;不确定度;测量不确定度的评定
中图分类号:TM930文献标识码:A
Uncertainty of measurement and evaluation
Han Zexi, Zhang Jua
School of Electronic Engineering, Xi an Shiyou University, Shaanxi Xi'an 710065)
Abstract: At present, the measurement is an indispensable work in science and technology, industry, agriculture,
domestic and foreign trade, project, daily life and others fields. he purpose of measurement is to determine the value
of the tested vector, and the quality of measurement will directly affect the state and enterprise management activities
Hence, It"s very important to analyze and research measurement uncertainty which is an important indicator to
measure the quality of measurement result. This article mainly expounds the development, definition, origin and
classification about the measurement uncertainty, and emphasizes on the uncertainty of measurement assessment steps
evaluation methods, assessment report, etc.
eywords: measurement; uncertainty; evaluation of measurement uncertainty
0引言
1测量不确定度的发展
测量是人类认识自然与探索自然的重要手段,对科
学研究具有重要的意义。测量结果质量的高低,会直接影
1927年德国物理学家海森堡提出“测不准关系”,也
响到国家和企业的经济效益。因此,研究如何获取到高可称为“不确定度关系”,在量子力学中具有重要的作用
靠性的测量结果,十分有必要。而测量不确定度作为衡量
1978年国际计量局发出不确定度征求意见书,征求各
测量结果质量的一个重要指标,对其进行分析研究,就显
国和国际组织的意见。
得尤为重要。基于此,本文从测量不确定度的发展、定义
1980年国际计量局提出了实验不确定度建议书
来源、分类、评定等方面进行阐述
INC-1(1980)。
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测i试
投计与研发
2071.6
1981年国际计量委员会提出了建议书(CIH-1981).
(6)仪器白身计量性能上存在的局限性。
并同意INC-1。
(7)赋予测量标准和示准物质的标准値不准确。
1986年组成国际不确定度工作组,负责制定用于在计
(8)引用常数或其他参量不准确。
量、生产和科学研究中的不确定度指南。
(9)与测量方法和测量程序有关的近似性或假定性。
1993年中国计量科学出版社出版了《测定不确
(10)在相同的测量条件下,被测量重复观测值随机
定度表示指南》( Guide to the Expression of Uncertainty in变化
Measurement,简称GUM)。
(11)对系统误差的修正不完善。
1999年中国国家质量技术监督局批准发布了
(12)不明显的粗大误差未被剔除。
J-F1059-1999《测量不确定度评定与表示》,该规范原则上
(13)测量条件的改变或者测量时间过长。
等同于采用了GUM的基本内容。
以上各不测量确定度来源也可以归结为被测量、计量
基准或标准件、测量设备、测量方法、测量环境条件、测
2测量不确定度的定义
量人员等几大类。总之,测量不确定度的来源甚广,我们
在进行测量工作时无法做到消除,只能尽量减少其来源
溯量不确定度用于表征合理地赋予被测量值的分散性
是一个与测量结果相联系的参数,用U表示。测量不确定
度意味着测量结果的可信任程度或者不肯定程度,是衡4测量不确定度的分类
测量结果质量的重要指标。需要说明的是:此参数可以是
测量不确定度可分为不确定度和相对不确定度。
标准差或其倍数,或是给定置信水平的区间半宽度。它
按照表示方法的不同,可以把不确定度分为标准不确
般由许多分量组成,一些分量由测量的一系列结果的统计定度和扩展不确定度。标准不确定度是以标准偏差形式给
分布来评定,并由实验标准差表征;另一些分量由基于经出的不确定度,根据计算此标准偏差方法的不同,标准不
验或其他信息所设定的概率分布来评定,也以标准差表征。确定度又可以分为A类标准不确定度(由统计方法计算)
测量结果是对被测量值的最佳估计,所有的不确定度分量B类标准不确定度(由其他方法或信息的概率估计)以及
都对其分散性有贡献。
A类标准不确定度
由于测量误差的存在,测量不确定度给出了被测量的
标准不
确定度
B关标准不确定度
真值所处的某个量值范围内的不能肯定的程度。测量不确
合成标准不确定度
定度越小,则表明测量结果可信赖程度越高,其质量也就
不确定度
U(k=2)
越高。
C(k=3)
扩展不
确定度
3测量不确定度的来源
测量不
确定度
入类相对标准不确定度
诸如测量对象、测量环境、测暈设备等测量要素均会
对标准不
在测量过程中对测量结果产生不同程度的影响。凡是会对
确定度
B类相对标准不确定度
合成相对标准不确定度
测量结果产生影响的因素,均是测量不确定度的来源。可
相对不
确定度
U-(k=2)
以从以下几个方面入手进行测量不确定度来源的探寻。
柑对扩展不
U (k=3)
(1)对被测量的定义不完整或不完善。
确定度
(2)复现被测量定义的方法不理想。
(3)被测量的样本不能完全代表定义的