張寧

摘 要：電學(xué)計量中關(guān)于不確定度的評定是獲取真實計量數(shù)字的途徑之一，被廣泛應(yīng)用于社會的不同領(lǐng)域。分析了不確定度的標準及其在測量中的重要性，并結(jié)合近年來的研究資料分析了靜態(tài)不確定度評定和動態(tài)不確定度評定兩種電學(xué)計量測量結(jié)果評定方法，以期為未來電學(xué)計量測量的發(fā)展提供方向和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：電學(xué)計量；不確定度；實驗誤差；評定理論

中圖分類號：TM930.115 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.16.112

計量是一種常見的測量活動，具有一定的科學(xué)性和可靠性，是為實現(xiàn)某一標準而產(chǎn)生的，與測量不確定度共同組成測量的兩大內(nèi)容，二者的最大區(qū)別在于測量結(jié)果的置信度不同。而電學(xué)計量作為計量電學(xué)設(shè)備的科學(xué)測量手段，其靈敏度高、信號易傳播，被廣泛應(yīng)用于社會中的各個領(lǐng)域。

1 不確定度的標準及其重要性

1.1 不確定度的標準

不確定度是基于誤差理論產(chǎn)生的，主要是指由于存在測量誤差的可能，而對測量結(jié)果無法肯定的情況，也是反映測量結(jié)果質(zhì)量的參數(shù)之一。

1927年，海森伯提出了“不確定度關(guān)系”；1953年，Y.Beers提出了“實驗誤差范圍實質(zhì)就是不確定度”理論；1963年，艾森哈特提出了使用不確定度的建議；1970年，C.F.Dietrich提出了測量不確度可成為任何一組測量數(shù)據(jù)平均值的范圍；1973年，J.E.Burns.P.J.Campion.A.Williams提出當討論結(jié)果準確時，宜用不確定度；1980年，國際計量局提出了實驗不確定度建議書《INC-I（1980）》；1981年，國際計量委員會提出了建議書《I（CI-1981）》《實驗不確定度的表示》；1986年，國際計量委員會提出了建議書《I（CI-1986）》，以此確定不確定度的存在；1993年，ISO、IEC、CIPM、OIMI編寫了《測量不確定度表示指南》；1996年，中國計量科學(xué)研究院提出了《測量不確定度規(guī)范》；1999年，中國國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局提出了《測量不確定度評定與表示》（JJFI 059—1999）。

1.2 不確定度的重要性

不確定度并不是測量過程中的簡單誤差，而是更接近準確數(shù)字的理想?yún)^(qū)間，是接近真實的數(shù)字，是經(jīng)過嚴格步驟程序計算、評定的結(jié)果，不能與誤差混為一談；應(yīng)避免在實際應(yīng)用過程中出現(xiàn)誤差，但誤差只有相對的參考作用，無法具體量化，而不確定度更具實用性，能通過評比過程將結(jié)果分為A，B兩類，并根據(jù)實際情況選擇針對性較強的一類作為測量結(jié)果，具有一定的意義。

2 不確定度評定方法的運用

為了準確獲得測量的不確定度，通常采用靜態(tài)不確定度和動態(tài)不確定度兩種評定方法。雖然這兩種不確定度評定方法不同，但評定過程基本一致，具體應(yīng)先建立數(shù)學(xué)模型，然后分析不確定度的來源，再進行A類和B類的評定，合成、擴展不確定度，最終形成不確定度報告。

2.1 靜態(tài)不確定度評定方法的運用

在測量不確定度評定方法的研究過程中，許多學(xué)者都積極采用不同的方法實驗。其中，對于靜態(tài)不確定度評定方法，劉智敏主張利用最大方差法，依據(jù)不確定度標準評定測量結(jié)果；宋明順提出了一種新的不確定度評定方法——最小二乘測量評定，其利用最小二乘測量評定理論，采用了不同的測量儀器和方法，順利地對電阻的不確定度進行了測量，其電阻如圖1所示，最終的測量方程和數(shù)據(jù)結(jié)果如表1所示。

2.2 動態(tài)不確定度評定方法的運用

相對于靜態(tài)不確定度評定方法的應(yīng)用，動態(tài)不確定度評定方法是對誤差理論的新挑戰(zhàn)。其在理論上打破了以統(tǒng)計理論為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)方法，彌補了靜態(tài)不確定度評定方法中的一些不足之處。朱堅明等人在靜態(tài)不確定度評定方法不適用的情況下，提出了新的評定途徑，對灰色系統(tǒng)理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論和模糊集合理論等進行了綜合運用，提出了非統(tǒng)計評定理論，獲得了一定的成效。然而，建立的模型殘差較大或精度不足時，會對不確定度評定產(chǎn)生一定影響。因此，在未來的發(fā)展中，應(yīng)將靜態(tài)不確定度評定方法與動態(tài)不確定度評定方法完美結(jié)合，以確保電學(xué)計量中測量不確定評定結(jié)果的精準性。

3 結(jié)束語

綜上所述，在電學(xué)計量中測量不確定度具有一定的實用性，是人們獲得真實計量數(shù)字的途徑之一。而通過對靜態(tài)不確定度評定方法和動態(tài)不確定度評定方法運用的研究可發(fā)現(xiàn)，運用二者都可以很好地得到不確定度，但也存在一定的缺陷。為了進一步推動電學(xué)計量中測量不確定度評定的發(fā)展，要積極、深入探析實現(xiàn)靜態(tài)不確定度評定方法與動態(tài)不確定度評定方法結(jié)合的方式，將不確定度更廣泛地應(yīng)用于社會各領(lǐng)域。

參考文獻

[1]孫明珠，王中禹，趙媞.電學(xué)計量中測量不確定度評定方法的運用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（29）：299.

〔編輯：張思楠〕

Abstract： The evaluation of uncertainty in measurement of electrical measurement is one of the ways to obtain the real measurement， and it is widely used in different fields of society. In this paper， we have analyzed the uncertain degree standard and importance in the measurement， and analysis the static uncertainty degree evaluation and dynamic uncertainty evaluation of measurement of two electrical measurement results of evaluation methods， in order for the future development of electrical metrology measurements provide direction and guidance according to the recent research data.

Key words： electrical measurement； uncertainty； experimental error； evaluation theory