測量不確定度來源

在實踐中，測量不確定度可能來源于以下10個方面：

⑴對被測量的定義不完整或不完善；

⑵實現(xiàn)被測量的定義的方法不理想；

⑶取樣的代表性不夠，即被測量的樣本不能代表所定義的被測量；

⑷對測量過程受環(huán)境影響的認識不周全，或對環(huán)境條件的測量與控制不完善；

⑸對模擬儀器的讀數(shù)存在人為偏移；

⑹測量儀器的計量性能的局限性。測量儀器的不準或測量儀器的分辨力、鑒別力不夠；

⑺賦與計量標準的值和參考物質（標準物質）的值不準；

⑻引用于數(shù)據(jù)計算的常量和其它參量不準；

⑼測量方法和測量程序的近似性和假定性；

⑽在表面上看來完全相同的條件下，被測量重復觀測值的變化。

由此可見，測量不確定度一般來源于隨機性和模糊性，前者歸因于條件不充分，后者歸因于事物本身概念不明確。這就使得測量不確定度一般由許多分量組成，其中一些分量可以用測量列結果（觀測值）的統(tǒng)計分布來進行估算，并且以實驗標準〔偏〕差（見5.17條）表征；而另一些分量可以用其它方法（根據(jù)經驗或其它信息的假定概率分布）來進行估算，并且也以標準〔偏〕差表征。所有這些分量，應理解為都貢獻給了分散性。若需要表示某分量是由某原因導致時，可以用隨機效應導致的不確定度和系統(tǒng)效應導致的不確定度，而不要用“隨機不確定度”和“系統(tǒng)不確定度”這兩個業(yè)已過時或淘汰的術語。例如：由修正值和計量標準帶來的不確定度分量，可以稱之為系統(tǒng)效應導致的不確定度。

測量不確定度從詞義上理解，意味著對測量結果可信性、有效性的懷疑程度或不肯定程度，是定量說明測量結果的質量的一個參數(shù)。實際上由于測量不完善和人們的認識不足，所得的被測量值具有分散性，即每次測得的結果不是同一值，而是以一定的概率分散在某個區(qū)域內的許多個值。雖然客觀存在的系統(tǒng)誤差是一個不變值，但由于我們不能完全認知或掌握，只能認為它是以某種概率分布存在于某個區(qū)域內，而這種概率分布本身也具有分散性。測量不確定度就是說明被測量之值分散性的參數(shù)，它不說明測量結果是否接近真值。

為了表征這種分散性，測量不確定度用標準〔偏〕差表示。在實際使用中，往往希望知道測量結果的置信區(qū)間，因此，在本定義注1中規(guī)定：測量不確定度也可用標準〔偏〕差的倍數(shù)或說明了置信水準的區(qū)間的半寬度表示。為了區(qū)分這兩種不同的表示方法，分別稱它們?yōu)闃藴什淮_定度和擴展不確定度。

測量不確定度是“表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結果相聯(lián)系的參數(shù)”。

這個定義中的“合理”，意指應考慮到各種因素對測量的影響所做的修正，特別是測量應處于統(tǒng)計控制的狀態(tài)下，即處于隨機控制過程中。也就是說，測量是在重復性條件（見JJF1001－2011《通用計量術語及定義》第5.14條，本文×.×條均指該規(guī)范的條款號）或復現(xiàn)性條件（見5.15條）下進行的，此時對同一被測量做多次測量，所得測量結果的分散性可按5.17條的貝塞爾公式算出，并用重復性標準〔偏〕差sr或復現(xiàn)性標準〔偏〕差sR表示。

定義中的“相聯(lián)系”，意指測量不確定度是一個與測量結果“在一起”的參數(shù)，在測量結果的完整表示中應包括測量不確定度。

通常測量結果的好壞用測量誤差來衡量，但是測量誤差只能表現(xiàn)測量的短期質量。測量過程是否持續(xù)受控，測量結果是否能保持穩(wěn)定一致，測量能力是否符合生產盈利的要求，就需要用測量不確定度來衡量。測量不確定度越大，表示測量能力越差；反之，表示測量能力越強。不過，不管測量不確定度多小，測量不確定度范圍必須包括真值（一般用約定真值代替），否則表示測量過程已經失效。

不確定度當由方差得出時，取其正平方根。當分散性的大小用說明了置信水準的區(qū)間的半寬度表示時，作為區(qū)間的半寬度取負值顯然也是毫無意義的。當不確定度除以測量結果時，稱之為相對不確定度，這是個無量綱量，通常以百分數(shù)或10的負數(shù)冪表示。

在測量不確定度的發(fā)展過程中，人們從傳統(tǒng)上理解它是“表征（或說明）被測量真值所處范圍的一個估計值（或參數(shù)）”；也有一段時期理解為“由測量結果給出的被測量估計值的可能誤差的度量”。這些曾經使用過的定義，從概念上來說是一個發(fā)展和演變過程，它們涉及到被測量真值和測量誤差這兩個理想化的或理論上的概念（實際上是難以操作的未知量），而可以具體操作的則是現(xiàn)定義中測量結果的變化，即被測量之值的分散性。早在七十年代初，國際上已有越來越多的計量學者認識到使用“不確定度”代替“誤差”更為科學，從此，不確定度這個術語逐漸在測量領域內被廣泛應用。1978年國際計量局提出了實驗不確定度表示建議書INC-1。1993年制定的《測量不確定度表示指南》得到了BIPM、OIML、ISO、IEC、IUPAC、IUPAP、IFCC七個國際組織的批準，由ISO出版，是國際組織的重要文獻。中國也已于1999年頒布了與之兼容的測量不確定度評定與表示計量技術規(guī)范。至此，測量不確定度評定成為檢測和校準實驗室必不可少的工作之一。

測量不確定度是一個新的術語，它從根本上改變了將測量誤差分為隨機誤差和系統(tǒng)誤差的傳統(tǒng)分類方法，它在可修正的系統(tǒng)誤差修正以后，將余下的全部誤差劃分為可以用統(tǒng)計方法計算的（A類分量）和其他方法估算的出類分量）兩類誤差。A類分量是用多次重復測量以統(tǒng)計方法算出的標準偏差σ來表征，而B類分量是用其他方法估計出近似的“標準偏差”u來表征，并可像標準偏差那樣去處理u。若上述分量彼此獨立，通常可用方差合成的方法得出合成不確定度的表征值。由于不確定度是未定誤差的特征描述，故不能用于修正測量結果。

不確定度的含義是指由于測量誤差的存在，對被測量值的不能肯定的程度。反過來，也表明該結果的可信賴程度。它是測量結果質量的指標。不確定度越小，所述結果與被測量的真值愈接近，質量越高，水平越高，其使用價值越高；不確定度越大，測量結果的質量越低，水平越低，其使用價值也越低。在報告物理量測量的結果時，必須給出相應的不確定度，一方面便于使用它的人評定其可靠性，另一方面也增強了測量結果之間的可比性。

由所用的測量儀器或測量系統(tǒng)引起的測量不確定度的分量。

測量不確定度評定與表示，是指中國頒布的國家計量技術規(guī)范（JJF1059—1999）?！稖y量不確定度評定與表示》于1999年1月批準，1999年5月開始實施。新規(guī)范原則上等同采用《GUM》的基本內容，所給出的測量不確定度評定與表示的方法，對科學研究、工程技術及商貿中大量存在的測量結果的處理和表示，均具有適用性；規(guī)范所規(guī)定的測量不確定度評定與表示的通用規(guī)則，適用于各種準確度等級的測量領域。

包括：①建立國家計量基準、計量標準及其國際比對；②標準物質、標準參考數(shù)據(jù)；③測量方法、檢定規(guī)程、檢定系統(tǒng)、校準規(guī)范等；④科學研究及工程領域的測量；⑤計量認證、計量確認、質量認證以及實驗室認可；⑥測量儀器的校準和檢定；⑦生產過程的計量保證以及產品的檢驗和測試；⑧貿易結算、醫(yī)療衛(wèi)生、安全防護、環(huán)境檢測及資源測量。2100433B

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