测量不确定度

测量不确定度的相关知识

一、什么是测量不确定度

1、测量结果的质量

检测或校准实验室用测量数据判定被测或被校准对象的质量。

但测量数据的质量用什么来判定呢？最初是用测量误差。

2、测量误差的定义

测量误差=测量结果－真值

由于真值往往是不知道的，或者是很难知道的，所以测量误差也很难知道。测量误差的定义尽管是严格的正确的，能反映测量的质量和水平，但可操作性不强。人们需要找到一个能反映测量质量和水平又可操作的量。于是，就诞生了测量不确定度最初的定义。

3、测量不确定度的定义

最初的定义：（1）由测量结果给出的被测量估计值的可能误差的度量；（2）表征被测量的真值所处范围的评定。

测量不确定度实质上就是对真值所处范围的评定，而这种评定必须与测量相联系。必须有可操作性。

于是新的定义为：与测量结果相联系的参数，表征合理地赋予被测量之值的分散性。

1) 没有测量结果就没有测量不确定度，定性分析不存在测量不确定度；

2) 仅给出测量结果而不给测量不确定度是没有意义的。

4、测量不确定度与测量误差的联系与区别

测量误差是一个值，而且是一个明确的值；测量不确定度是一个范围，而且是一个“模糊”的范围。其它区别即由此区别而产生。

测量不确定度评定就是测量误差或被测量值可能所处的范围的评定，就是把测量误差或被测量值的范围看成随机变量研究它的统计规律并定量计算的过程。

说明：测量不确定度不能完全取代测量误差，因为测量不确定度仅反映测量的分散性而不包括系统性偏差，而测量误差中则可能包括系统性偏差。当测量结果中含有已知的系统性偏差时，要将其扣除后再评定测量不确定度。

二、测量不确定度评定的重要意义

1、测量不确定度是对测量结果质量和水平的科学表达。

2、测量不确定度及通用计量名词术语是各学科之间联系和交往的共同语言。

3、通过评定测量不确定度可以分析影响测量结果的主要成分，从而提高测量结果的质量。

4、通过评定测量不确定度可以评价校准方法的合理性。

5、通过评定测量不确定度评价各实验室间比对试验的结果。

6、通过评定测量不确定度可以知道或给出结果判定的风险。

三、基本的评定计算方法

测量不确定度可用标准偏差或用标准偏差的倍数来表示。

1、标准不确定度

用标准偏差表示的测量不确定度称为标准不确定度。标准偏差习惯用S（x）表示。标准不确定度用u表示，写为u(x)=s(x) 。

单个测量值的标准偏差s（x）=贝塞尔公式，叫残差，用表示，称为自由度。

平均值的标准偏差 

2、扩展不确定度

用标准偏差的倍数来表示的测量不确定度称为扩展不确定度, 写为U。

U=ku(x)……k称扩展因子

3、相对不确定度

有时为了计算方便和结果比较而采用相对不确定度：一个量的不确定度除以该量的平均值，加以角标rel（relative）或r表示 。

相对标准不确定度 

相对合成标准不确定度 

相对扩展不确定度