張世賓 王洪禮

摘要：測量不確定度是與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)，以表征測量的可信程度。測量不確定度是計量學(xué)中研究的基本命題，正確表述和評定測量不確定度是計量技術(shù)機構(gòu)開展工作的要求，它直接關(guān)系著測量結(jié)果的可靠程度和量值傳遞的準(zhǔn)確一致。本文結(jié)合學(xué)習(xí)測量不確定度有關(guān)知識，著重談測量不確定度在運用時應(yīng)注意的幾個問題。

關(guān)鍵詞： 不確定度;可信程度;計量學(xué)

1、測量不確定度概念

1.1 對不確定度定義的正確理解

測量不確定度是指“表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)”。理解不確定度概念時應(yīng)注意：①測量不確定度的表示可以是標(biāo)準(zhǔn)偏差、標(biāo)準(zhǔn)偏差的倍數(shù)和說明了置信水準(zhǔn)區(qū)間的半寬三種形式。②測量不確定度由多個分量組成，一些分量用一系列實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分布評定，以實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差表征;另一些分量由基于經(jīng)驗或其他信息的假定的概率分布評定，用標(biāo)準(zhǔn)偏差表征。③測量結(jié)果為被測量值的最佳估計，所有的不確定度分量，包括由系統(tǒng)效應(yīng)引起的，均對分散性有貢獻。

1.2 測量結(jié)果及其不確定度的有效位數(shù)問題

JJF1059.1-2012明確規(guī)定：通常不確定度最多為兩位有效數(shù)字。開展不確定度評定時要注意：①不確定度一般取1位或2位有效數(shù)字，2位以上是不允許的?！白疃酁?位”而不是“一律為2位”，計算過程可保留多位。②一旦測量不確定度的有效位數(shù)確定，采用修約間隔來修約測量結(jié)果以確定其有效位至哪一位。

測量不確定度有效位數(shù)究竟是取一位還是兩位，應(yīng)根據(jù)所評定測量過程的客觀實際情況來決定。

2、測量不確定度來源

2.1 識別測量過程分析不確定度來源

識別測量過程分析不確定度來源開展測量不確定度評定時，應(yīng)對測量方法、測量系統(tǒng)和測量程序做詳細(xì)研究，為此應(yīng)盡可能畫出測量系統(tǒng)原理或測量方法的方框圖和測量流程圖。

不確定度會受許多因素的影響，測量中可能導(dǎo)致不確定度的來源很多，一般從測量過程控制的“人、機、料、法、環(huán)”五個環(huán)節(jié)進行分析。

2.2 不確定度評定中A類和B類方法的應(yīng)用問題

在評定中，A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度和B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度不存在本質(zhì)的區(qū)別，只是評定方法不同而已。A類是用對觀測列數(shù)據(jù)的統(tǒng)計方法，而B類是非統(tǒng)計方法，在實際評定中應(yīng)根據(jù)被評定問題的現(xiàn)實情況按照可靠、簡單、方便的原則來選取。

2.3 不確定度的分類問題

測量不確定度在使用中根據(jù)表示的方式有三種不同的術(shù)語，即標(biāo)準(zhǔn)不確定度、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴展不確定度。不確定度的表示形式有絕對和相對兩種， 絕對形式表示的不確定度與被測量的量綱相同， 相對形式無量綱。標(biāo)準(zhǔn)不確定度是用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示測量結(jié)果的不確定度。測量不確定度評定分為A、B兩種方法，A類評定所得的不確定度分量稱為A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量，B類評定所得的不確定度分量稱為B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。擴展不確定度是確定測量結(jié)果區(qū)間的量，合理賦予被測量之值分布的大部分可望含于此區(qū)間，是將被測量Y的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc（y）擴展了k倍后得到的，即U=kuc（y），k稱為包含因子，一般取2或3，取決于被測量的重要性、效益和風(fēng)險。

3、不確定度和準(zhǔn)確度的區(qū)別和聯(lián)系

3.1 不確定度和準(zhǔn)確度的區(qū)別

準(zhǔn)確度主要是以真值為中心，表示接近真值的“一致程度”。準(zhǔn)確度有測量準(zhǔn)確度和測量儀器的準(zhǔn)確度之分。測量儀器的準(zhǔn)確度是構(gòu)成測量準(zhǔn)確度的組成部分，測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠程度不僅與測量儀器準(zhǔn)確度有關(guān)， 也取決于測量環(huán)境、人員、方法等因素。測量儀器選配的目的是保證測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠， 必須依據(jù)其測量準(zhǔn)確度裁定。

準(zhǔn)確度等級是計量器具最具概括性的特征，反映計量器具基本誤差和附加誤差的極限值以及其他影響測量準(zhǔn)確度的特性值，通常按約定注以數(shù)字或符號并稱為等級指標(biāo)。儀表的準(zhǔn)確度級別， 就是根據(jù)它允許的最大引用誤差來劃分的。在計量檢定中最大引用誤差不得超過儀表技術(shù)規(guī)范、規(guī)程等對給定測量儀器所允許的誤差。

3.2 不確定度和準(zhǔn)確度的聯(lián)系

準(zhǔn)確度是一個定性的概念， 只能對測量結(jié)果表達(dá)為“高”、“低”， 若要用值來定量表示應(yīng)采用測量不確定度的概念。

4、測量誤差與不確定度區(qū)別和聯(lián)系.

4.1 測量誤差與不確定度區(qū)別

正確運用不確定度與誤差概念，首先把握評定目的的不同，測量不確定度評定目的為的是表明被測量值的分散性;測量誤差為的是表明測量結(jié)果偏離真值的程度。其次是評定結(jié)果的區(qū)別，測量不確定度是符號的參數(shù)，用標(biāo)準(zhǔn)差或標(biāo)準(zhǔn)差的倍數(shù)或置信區(qū)間的半寬表示，可以通過A、B兩類評定方法定量確定;測量誤差為有正號或負(fù)號的量值，其值為測量結(jié)果減去被測量的真值，由于真值未知，往往不能準(zhǔn)確得到。第三是影響因素的區(qū)別，測量不確定度由人們經(jīng)過分析和評定得到，因而與人們對被測量、影響量及測量過程的認(rèn)識有關(guān);測量誤差是客觀存在的，不受外界因素的影響，不以人的認(rèn)識程度而改變。

根據(jù)不確定度定義，我們得出如下結(jié)論：①測量結(jié)果都存在誤差，也存在測量不確定度;②測量儀器（計量器具）有誤差，無測量不確定度。只有測量結(jié)果才有不確定度，這個結(jié)果可以是示值誤差。

4.2 測量誤差與不確定度的聯(lián)系

測量不確定度與誤差有著種種不同，仍存在著密切的聯(lián)系。首先，它們都是對測量過程不完善性的評定，都是無限多次測量的理想概念。在計算不確定度時，用了描述誤差分布的一些特征參量，兩者在分析方法、合成方法和傳遞原理的公式上有相似之處，兩者不是割裂對立的。其次，實驗標(biāo)準(zhǔn)差是分析誤差的基本手段。因此，從本質(zhì)上說不確定度理論是在誤差理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是誤差理論的應(yīng)用和拓展，而誤差分析依然是測量不確定度評估的理論基礎(chǔ)。

5、結(jié)語

測量不確定度是與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)，指測量不確定度是一個與測量結(jié)果在一起的參數(shù)，在測量結(jié)果的完整表述中應(yīng)該包括測量不確定度。正確表述和評定測量不確定度是測量工作的要求，它直接關(guān)系著測量結(jié)果的可靠程度和量值傳遞的準(zhǔn)確一致。我們在開展測量不確定度評定時可適當(dāng)進行簡化，k統(tǒng)一取2，在對測量方法的進行全面了解和找出能影響測量結(jié)果的所有不確定度來源的基礎(chǔ)上，才能合理進行測量不確定度評定和運用。

參考文獻

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作者簡介：張世賓，男，漢語，大專，專業(yè)煤礦開采，籍貫山東， 研究方向：金屬材料 ，單位：新疆維吾爾自治區(qū)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院，職稱：無;

王洪禮，單位：新疆維吾爾自治區(qū)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院，職稱：工程師。