测量不确定度的基本评定方法

　　1　前言

　　测量不确定度是测量结果带有的一个参数,可以表征合理地赋予被测量的值的分散性。测量不确定度包含若干分量,按其数值评定方法的不同,分为统计不确定度与非统计不确定度两种。即分为A类和B类不确定度。

　　A类评定是对观测列用统计分析的方法,以标准差表征,B类评定是不同于A类的其他方法的评定,以估计的标准差表征。

　　A、B类分类的目的是表明不确定度评定的两种方法,仅为讨论方便,并不意味着两类评定方法存在着本质上的区别。它们都基于概率分布,并都用方差或标准差表示。

　　关于A类不确定度的评定,主要是通过一定的实验,对测量列进行统计分析以标准差表征其量值,其可靠性不仅与重复测量次数有关,而且还与概率分布的类型有关。

　　B类不确定度的评定是重要的,因为并非所有的不确定度都能够用统计的方法来评定。对于不能进行n次重复测试的情况,就不能利用A类计算方法进行统计处理,这时可利用有关估计值进行判断,计算出B类不确定度。应用B类计算方法,要求具有经验和洞察力,这种技巧通过实践可以掌握。B类计算方法同样是可信的。

　　2　A类不确定度的基本评定方法

　　A类不确定度由测量数据的实验标准偏差表征,按照国家检定规范《JJF1059—1999测量不确定度评定与表示》A类不确定度评定步骤为:

　　2.1　按贝塞尔法、极差法等方法计算出实验标准偏差S_(X)。如果贝塞尔法评定有:

式中n—测量次数;

　　Xi—测得值;

　　x-—算数平均

　　2.2　当用单次测量作为测量结果时,按式②计算A类评定的标准不确定度:

　　2.3　当用算术平均值作为测量结果时,按式（四）计算

　　A类评定的标准不确定度:

　　式中(四)S_(x)—算数平均值的标准偏差;从式(四)中可知,当测量次数n增大,即S_(x-)将减小,通常n取10次以下。

　　3　B类不确定度的基本评定方法

　　B类评定标准不确定度是根据经验、技术资料,以及假设的概率分布估计,用标准差来表征。根据经验和有关信息资料,分析判断被测量误差可能值的落入区间(-a,+a),并根据被测量值的概率分布,由要求的置信水平p(包含概率)估计得到包含因子K,则B类标准不确定度:

　　式中,a为误差区间的半宽度;K为对应于置信水平的包含因子,对于已知扩展不确定度U及置信水平P的B类标准不确定度:

　　常见的概率分布与包含因子K的关系见下表:这里通过100升二等标准金属量器对100升等标准金属量器的鉴定实例,简单讨论B类标准不确定度的评定方法和一般原则。