對(duì)測(cè)量不確定度概念的理解

測(cè)量不確定度的概念引入我國(guó)相對(duì)時(shí)間較短,在許多發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家已經(jīng)普遍采用,無(wú)論哪個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行測(cè)量,在給出完整的測(cè)量結(jié)果時(shí)普遍采用測(cè)量不確定度。在經(jīng)濟(jì)全球化的今天,測(cè)量不確定度評(píng)定與表達(dá)方法的統(tǒng)一,乃是科技交流和貿(mào)易的迫切要求,它是各國(guó)進(jìn)行的測(cè)量及其所得到的結(jié)果可以進(jìn)行互相比較,取得相互承認(rèn)或共識(shí)的基礎(chǔ)上。因此,統(tǒng)一測(cè)量不確定度的評(píng)定和表達(dá)方法具有廣泛性和實(shí)用性。

目前,工程檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)測(cè)量不確定度的應(yīng)用處于起步階段,多數(shù)檢測(cè)人員認(rèn)為測(cè)量不確定度評(píng)定是對(duì)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室而言的,對(duì)測(cè)量不確定度的概念模糊,對(duì)評(píng)定方法不甚了解。為了強(qiáng)化理解,本文以測(cè)量誤差與測(cè)量不確定度的定義解析,了解兩者的區(qū)別,先在概念上理解測(cè)量不確定度;通過(guò)介紹測(cè)量不確定度A類和B類評(píng)定方法的異同點(diǎn),使檢測(cè)人員初步認(rèn)知測(cè)量不確定度的評(píng)定方法,為今后開展測(cè)量不確定度的評(píng)定工作打下基礎(chǔ)。

測(cè)量誤差與測(cè)量不確定度區(qū)別

測(cè)量誤差與測(cè)量不確定度從定義、評(píng)定方法、成方法、表達(dá)形式及分量的分類等方面均有區(qū)別。對(duì)測(cè)量不確定度概念的理解

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測(cè)量誤差

測(cè)量誤差是“測(cè)量結(jié)果減去被測(cè)量的真值”(JJF1001-1998),簡(jiǎn)稱誤差。一個(gè)量的真值,是在被觀測(cè)時(shí)本身所具有的真實(shí)大小,只有完整的測(cè)量才能得到真值,而實(shí)際上任何測(cè)量都有缺陷,因此,真值是一個(gè)理想化的概念。由于真值無(wú)法確切地知道,所以誤差也無(wú)法準(zhǔn)確知道。由定義可知誤差是兩個(gè)量值之差,即誤差表示的是一個(gè)差值,而不是區(qū)間。誤差是一個(gè)具有確定符號(hào)的量值,或正或負(fù)。過(guò)去通過(guò)誤差分析所得到的測(cè)量結(jié)果的“誤差”,實(shí)際上是被測(cè)量不能確定的范圍,并非誤差。

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測(cè)量不確定度

測(cè)量不確定度從詞意上理解,意味著對(duì)測(cè)量結(jié)果有效性的可疑程度或不肯定程度。從傳統(tǒng)意義上理解,它是被測(cè)量真值所處范圍的估計(jì)值,但是真值是不存在的,是難以達(dá)到的理想值。

JJF1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》對(duì)測(cè)量不確定度的定義:根據(jù)所用到的信息,表征賦予被測(cè)量值分散性的非負(fù)數(shù)。而在JJF1059-1999中的定義是:表征合理地賦予被測(cè)量之值的分散性,與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。不論采用何種定義,其評(píng)定方法均相同,表達(dá)形式也一樣。

規(guī)范中的定義有些抽象,我們姑且給出更通俗解釋,不確定度一詞指可疑程度,廣義而言,測(cè)量結(jié)果不確定度反映了人們對(duì)測(cè)量結(jié)果不能肯定的程度,或是對(duì)測(cè)量結(jié)果正確性的可疑程度,也是人們對(duì)真值所處范圍或測(cè)量誤差可能的范圍的一種估計(jì)。

測(cè)量不確定度是表示測(cè)量值分散性的,它僅表示分散性而不表示系統(tǒng)性偏差。因此,如發(fā)現(xiàn)測(cè)量值中有顯著的系統(tǒng)性偏差,要加以修正。未知的系統(tǒng)性偏差可作為分散性處理。

在測(cè)量不確定度定義中“賦予”這個(gè)詞很關(guān)鍵:由于測(cè)量不確定度是表示測(cè)量分散性的參數(shù),是一個(gè)“模糊”的范圍,它的邊界需要人“賦予”;因此,這種“賦予”不可避免地要取決于評(píng)定者的主觀意識(shí)(資源、信息、能力、經(jīng)驗(yàn))以及客觀需求(精密度要求、置信度要求、風(fēng)險(xiǎn)性要求)。這種“賦予”應(yīng)是合理的,要求符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律,符合實(shí)際情況,符合JJF1059.1-2012的規(guī)定。

測(cè)量不確定度評(píng)定的原則和前提條件

測(cè)量不確定度評(píng)定應(yīng)掌握對(duì)測(cè)量不確定度來(lái)源“既不遺漏,也不重復(fù)”的原則,但對(duì)較小的分量來(lái)說(shuō),有些重復(fù)或遺漏是可以容忍的;在不確定度分量中如果發(fā)現(xiàn)有顯著的系統(tǒng)性的偏差,則應(yīng)將測(cè)量值修正后再評(píng)定。該系統(tǒng)性偏差是否顯著可以用t檢驗(yàn)來(lái)判別;在不確定度分量中如果發(fā)現(xiàn)有粗大誤差或明顯異常值、離群值,則應(yīng)將其剔除后再參與評(píng)定。剔除的方法可按GB4883-2008《數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理和解釋正態(tài)樣本離群值的判斷和處理》進(jìn)行。

測(cè)量不確定度的分類

按有無(wú)量綱分類,可分為測(cè)量不確定度和相對(duì)測(cè)量不確定度。不確定度即不確定度的量綱與被測(cè)量量綱相同;相對(duì)不確定度指不確定度除以測(cè)量值的期望(平均值),無(wú)量綱,常以百分?jǐn)?shù)表示。對(duì)測(cè)量不確定度概念的理解

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按賦予不確定度大小的程度來(lái)分類

1)標(biāo)準(zhǔn)不確定度:以標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)表示的不確定度

2)擴(kuò)展不確定度:以標(biāo)準(zhǔn)偏差倍數(shù)來(lái)表示的不確定度

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從計(jì)量工作的角度分類

可分為校準(zhǔn)的不確定度和檢測(cè)的不確定度:

1)校準(zhǔn)的不確定度用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)工作計(jì)量器具引入的不確定度,也就是工作計(jì)量器具示值誤差的不確定度。該不確定度由實(shí)施校準(zhǔn)的機(jī)構(gòu)給出。

2)檢測(cè)的不確定度用工作計(jì)量器具(儀器、儀表、裝置、量具)確定被測(cè)量量值的不確定度。  對(duì)測(cè)量不確定度概念的理解

對(duì)測(cè)量不確定度概念的理解