测量不确定度评定及应用

　　1　基本概念

　　测量值xi与被测物的真值a的差值为绝对误差qi,同一条件下多次测量,每次的绝对误差为qi=xi- a。测量误差=测量结果-真值=(测量结果-总体均值)+(总体均值-真值)=随机误差+系统误差。

　　实际上,真值是量的定义的完整体现,是无法得到的(不存在完美无缺的测量),其本质上是不可能得到的。因此,在测量上,采用约定真值,以测量不确定度来表征真值处于的范围。所以,测量结果与真值之差的测量误差,也是无法确定的或确切获知的。这是被人们普遍认为的“误差公理”。

　　过去的观点是通过误差分析给出被测量值不能确定的范围即是误差。现在的观点认为误差一词不宜用来定量表明测量结果的可靠程度。测量误差是表明测量结果偏离真值的差值,它客观存在但人们却无法准确得到。例如:测量结果可能非常接近真值(误差很小),但由于认识不足,人们赋予的值却落在一个较大区间(误差)内,另一方面测量结果可能远远偏离真值(误差很大),而人们赋予的值却落在一个较小区间(误差)内。如何较准确地确定一个这样的区间,即这个区间表征被测量之值与真值之间的分散性,就是说,测量结果可信的程度在什么水平上?根据现代计量学观点,计量或测量结果可信的程度是需要通过分析和评定来确定的。

　　测量不确定度是用来表征被测量之值所处范围的一种评定。

　　国际标准化组织ISO、国际电工委员会IEC、国际计量局BIPM、国际法制计量组织OIML、国际理论化学与应用化学联合会IUPAC、国际理论物理与应用物理联合会IUPAP、国际临床化学联合会IFCC等7个国际组织于1993年,联合发布了《测量不确定度表示指南》(Guide to the Expression of Uncertainty inMeasurement),简称GUM。我国于1999年,经国家质量技术监督局批准,颁布实施由全国法制计量技术委员会提出的JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》。适用范围包括国家计量基准、标准物质、测量及测量方法、计量认证和实验室认可、测量仪器的校准和检定、生产过程的质量保证和产品的检验和测试、贸易结算以及资源测量等测量技术领域。

　　2　有关误差的基本术语

　　按误差来源分类:

　　设备误差　检测器具(计量器具)示值不准。

　　环境误差　温度、湿度、振动、电磁等差异性、不稳定。

　　人员误差　技术不熟练、生理差异。

　　方法误差　方法不完善。

　　测量对象　测量对象自身变化。

　　按误差性质分类:

　　随机误差　测量结果在重复性条件下,无限次重复测量同一个量所得结果的平均值之差。