對測量不確定度概念的理解

對測量不確定度概念的理解

測量不確定度的概念引入我國相對時間較短,在許多發達國家和發展中國家已經普遍采用,無論哪個領域進行測量,在給出完整的測量結果時普遍采用測量不確定度。在經濟全球化的今天,測量不確定度評定與表達方法的統一,乃是科技交流和貿易的迫切要求,它是各國進行的測量及其所得到的結果可以進行互相比較,取得相互承認或共識的基礎上。因此,統一測量不確定度的評定和表達方法具有廣泛性和實用性。

目前,工程檢測實驗室對測量不確定度的應用處於起步階段,多數檢測人員認為測量不確定度評定是對校準實驗室而言的,對測量不確定度的概念模糊,對評定方法不甚了解。為了強化理解,本文以測量誤差與測量不確定度的定義解析,了解兩者的區彆,先在概念上理解測量不確定度;通過介紹測量不確定度A類和B類評定方法的異同點,使檢測人員初步認知測量不確定度的評定方法,為今後開展測量不確定度的評定工作打下基礎。

測量誤差與測量不確定度區彆

測量誤差與測量不確定度從定義、評定方法、成方法、表達形式及分量的分類等方麵均有區彆。對測量不確定度概念的理解

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測量誤差

測量誤差是“測量結果減去被測量的真值”(JJF1001-1998),簡稱誤差。一個量的真值,是在被觀測時本身所具有的真實大小,隻有完整的測量才能得到真值,而實際上任何測量都有缺陷,因此,真值是一個理想化的概念。由於真值無法確切地知道,所以誤差也無法準確知道。由定義可知誤差是兩個量值之差,即誤差表示的是一個差值,而不是區間。誤差是一個具有確定符號的量值,或正或負。過去通過誤差分析所得到的測量結果的“誤差”,實際上是被測量不能確定的範圍,並非誤差。

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測量不確定度

測量不確定度從詞意上理解,意味著對測量結果有效性的可疑程度或不肯定程度。從傳統意義上理解,它是被測量真值所處範圍的估計值,但是真值是不存在的,是難以達到的理想值。

JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》對測量不確定度的定義:根據所用到的信息,表征賦予被測量值分散性的非負數。而在JJF1059-1999中的定義是:表征合理地賦予被測量之值的分散性,與測量結果相聯係的參數。不論采用何種定義,其評定方法均相同,表達形式也一樣。

規範中的定義有些抽象,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,測量結果不確定度反映了人們對測量結果不能肯定的程度,或是對測量結果正確性的可疑程度,也是人們對真值所處範圍或測量誤差可能的範圍的一種估計。

測量不確定度是表示測量值分散性的,它僅表示分散性而不表示係統性偏差。因此,如發現測量值中有顯著的係統性偏差,要加以修正。未知的係統性偏差可作為分散性處理。

在測量不確定度定義中“賦予”這個詞很關鍵:由於測量不確定度是表示測量分散性的參數,是一個“模糊”的範圍,它的邊界需要人“賦予”;因此,這種“賦予”不可避免地要取決於評定者的主觀意識(資源、信息、能力、經驗)以及客觀需求(精密度要求、置信度要求、風險性要求)。這種“賦予”應是合理的,要求符合統計規律,符合實際情況,符合JJF1059.1-2012的規定。

測量不確定度評定的原則和前提條件

測量不確定度評定應掌握對測量不確定度來源“既不遺漏,也不重複”的原則,但對較小的分量來說,有些重複或遺漏是可以容忍的;在不確定度分量中如果發現有顯著的係統性的偏差,則應將測量值修正後再評定。該係統性偏差是否顯著可以用t檢驗來判彆;在不確定度分量中如果發現有粗大誤差或明顯異常值、離群值,則應將其剔除後再參與評定。剔除的方法可按GB4883-2008《數據的統計處理和解釋正態樣本離群值的判斷和處理》進行。

測量不確定度的分類

按有無量綱分類,可分為測量不確定度和相對測量不確定度。不確定度即不確定度的量綱與被測量量綱相同;相對不確定度指不確定度除以測量值的期望(平均值),無量綱,常以百分數表示。對測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分類

1)標準不確定度:以標準偏差來表示的不確定度

2)擴展不確定度:以標準偏差倍數來表示的不確定度

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從計量工作的角度分類

可分為校準的不確定度和檢測的不確定度:

1)校準的不確定度用計量標準器校準工作計量器具引入的不確定度,也就是工作計量器具示值誤差的不確定度。該不確定度由實施校準的機構給出。

2)檢測的不確定度用工作計量器具(儀器、儀表、裝置、量具)確定被測量量值的不確定度。  對測量不確定度概念的理解

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