測(cè)量不確定度培訓(xùn).doc

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1、測(cè)量不確定度的基本概念一、什么是測(cè)量不確定度？1、測(cè)量不確定度的定義定義：與測(cè)量結(jié)果相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，表征合理賦予的被測(cè)量之值的分散性。說(shuō)明：（1）此參數(shù)可以是標(biāo)準(zhǔn)偏差（或其倍數(shù)）或說(shuō)明了置信水平的區(qū)間和半寬度。（2）此參數(shù)一般由多個(gè)分量組成。其中一些分量可用一系列測(cè)量結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分布評(píng)定，以實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差表征；另一些分量由基于經(jīng)驗(yàn)或其他信息假定的概率分布評(píng)定，也可用標(biāo)準(zhǔn)偏差表征。（3）所有的不確定度分量，包括由系統(tǒng)影響產(chǎn)生的分量，如一些修正值和與參考標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的分量，均對(duì)分散性有貢獻(xiàn)。（4）儀器的測(cè)量不確定度是與給定測(cè)量條件

2、下所得的測(cè)量結(jié)果密切相關(guān)，因此應(yīng)指明測(cè)量條件。（5）完整的測(cè)量結(jié)果應(yīng)包含被測(cè)量值的估計(jì)及其分散性參數(shù)兩部分。2、校準(zhǔn)測(cè)試修正值的概念：校準(zhǔn)測(cè)試修正值的概念：我們已經(jīng)知道：誤差=測(cè)量結(jié)果-真值，也即：真值=測(cè)量結(jié)果-誤差，在實(shí)際的校準(zhǔn)測(cè)量的誤差分析中，我們常常是假定標(biāo)準(zhǔn)器具輸出量的值為（約定）真值，被校準(zhǔn)的工作器具的示值讀數(shù)為測(cè)量結(jié)果（當(dāng)這個(gè)測(cè)量結(jié)果由n次重復(fù)測(cè)量得來(lái)時(shí)，它就是讀數(shù)的平均值）。為了表示（約定）真值與測(cè)量結(jié)果之間的差異，定義了一個(gè)修正值。這里，（約定）真值=測(cè)量結(jié)果+修正值按真值公式，也即是（約定）真值=

3、測(cè)量結(jié)果+修正值=測(cè)量結(jié)果-誤差因此，修正值等于負(fù)的誤差，在穩(wěn)定的校準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)中，誤差主要來(lái)自系統(tǒng)誤差成分，故修正值等于負(fù)的系統(tǒng)誤差。由于系統(tǒng)誤差受組成系統(tǒng)的諸多影響量的影響而存在不確定度，所以修正值存在不確定度。例如：當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)頻率（約定真值）為fs,被校儀器的示值頻率（測(cè)量結(jié)果）為f,則示值誤差（即系統(tǒng)誤差）△=f-fs今后使用此臺(tái)被校工作儀器的時(shí)候，應(yīng)扣掉此誤差。如何做？——示值讀數(shù)加上修正值（-△），即f+（-△）,這樣就與fs一致了。這個(gè)修正值(-△)=fs–f，它是個(gè)負(fù)的系統(tǒng)誤差.8二、測(cè)量誤差與測(cè)量不確定度

4、的區(qū)別序號(hào)測(cè)量誤差測(cè)量不確定度1是一個(gè)有正或負(fù)符號(hào)的量值，其值為測(cè)量結(jié)果減去被測(cè)量的真值是一個(gè)無(wú)符號(hào)的參數(shù)值，用標(biāo)準(zhǔn)偏差或標(biāo)準(zhǔn)偏差的倍數(shù)表示該參數(shù)的值2誤差表明測(cè)量結(jié)果偏離真值測(cè)量不確度度表明測(cè)量值的分散性3誤差是客觀存在的，不以人的認(rèn)識(shí)程度而改變測(cè)量不確定度與人們對(duì)被測(cè)量、影響量及測(cè)量過(guò)程的認(rèn)識(shí)有關(guān)4由于真值未知，往往不能準(zhǔn)確得到測(cè)量誤差的值。當(dāng)用約定真值代替真值時(shí)，可以得到測(cè)量誤差的估計(jì)值測(cè)量不確定度可以由人們根據(jù)實(shí)驗(yàn)、資料、經(jīng)驗(yàn)等信息進(jìn)行評(píng)定，從而可以定量確定測(cè)量不確定度的值5測(cè)量誤差按性質(zhì)可分為隨機(jī)誤差和系統(tǒng)

5、誤差兩類，按定義，隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差都是無(wú)窮多次測(cè)量的理想概念測(cè)量不確定度評(píng)定時(shí)一般不區(qū)分其性質(zhì)，若需說(shuō)明時(shí)可表述為“由隨機(jī)影響引入的不確定度分量”，“由系統(tǒng)影響引入的不確定度分量”。6已知系統(tǒng)誤差的估計(jì)值時(shí)，可以對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正，得到已修正的測(cè)量結(jié)果不能用測(cè)量不確定度對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正，已修正的測(cè)量結(jié)果的測(cè)量不確定度中應(yīng)考慮修正不完善引入的測(cè)量不確定度分量注意不要把2者混淆，有時(shí)即使測(cè)量不確定度較大，而測(cè)量結(jié)果的誤差卻較小。三、測(cè)量不確定度的來(lái)源測(cè)量過(guò)程中有許多可能引起不確定度的來(lái)源，包括以下方面：1、被測(cè)量的定

6、義不完整例，定義被測(cè)量是一根標(biāo)稱值為1m長(zhǎng)的鋼棒的長(zhǎng)度。若要求測(cè)準(zhǔn)到微米級(jí)，則該被測(cè)量的定義就不完整，因?yàn)楸粶y(cè)量受溫度和壓力的影響已比較明顯。完整的定義為：標(biāo)稱值為1m的鋼棒在25.00℃和101325Pa時(shí)的長(zhǎng)度。2、被測(cè)量的定義值的實(shí)現(xiàn)不理想如上例中，對(duì)完整的定義的被測(cè)量，由于測(cè)量時(shí)溫度和壓力實(shí)際上達(dá)不到定義的要求，使測(cè)量結(jié)果引入不確定度。3、被測(cè)量的樣本不能完全代表定義的被測(cè)量例，取某材料的一部分作樣本進(jìn)行測(cè)量，由于材料的不均勻性使得樣本不能完全代表定義的被測(cè)量，則樣本引入不確定度。4、對(duì)環(huán)境條件的影響認(rèn)識(shí)不足

7、或環(huán)境條件不完善的測(cè)量仍以鋼棒的長(zhǎng)度為例，不僅溫度和壓力有影響，實(shí)際上濕度和支撐方式都有影響，若認(rèn)識(shí)不足，沒(méi)采取措施，就引起不確定度。5、人員對(duì)模擬式儀器的讀數(shù)偏差6、測(cè)量?jī)x器的分辨力或鑒別域的限制7、測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)給定值或標(biāo)定值不準(zhǔn)確8、數(shù)據(jù)處理時(shí)所引用的常數(shù)和其他參數(shù)不準(zhǔn)確9、測(cè)量方法、測(cè)量系統(tǒng)和測(cè)量程序引起的不確定度例，被測(cè)量表達(dá)式的近似和假設(shè)，自動(dòng)測(cè)試程序的迭代程度，測(cè)量系統(tǒng)的不完善等。10、在同一條件下，被測(cè)量的各種隨機(jī)影響和變化。11、修正系統(tǒng)誤差的不完善。12、不明顯的粗大誤差。8四、測(cè)量不確定度的

8、分類測(cè)量結(jié)果的不確定度一般包含若干個(gè)分量，根據(jù)其數(shù)值評(píng)定方法的不同分為兩類：A類：由觀測(cè)列統(tǒng)計(jì)分析所作評(píng)定的不確定度。用實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差表征。B類：由不同于觀測(cè)列統(tǒng)計(jì)分析所作評(píng)定的不確定度。用根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或資料及假設(shè)的概率分布估計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)偏差表征。測(cè)量不確定度在使用中根據(jù)表示的方式不同有三種不同的術(shù)語(yǔ)：標(biāo)準(zhǔn)不確定度、合成不確定度和擴(kuò)展不確定度。標(biāo)準(zhǔn)不確定