(一)基本概念(掌握)

測量不確定度：表征合理地賦予被測量之值的分散性、與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)，稱為測量不確定度。

測量不確定度意味著對(duì)測量結(jié)果可信性、有效性的懷疑程度或不肯定程度。

測量不確定度是一個(gè)說明被測量之值分散性的參數(shù)。

1、標(biāo)準(zhǔn)不確定度(熟悉)

以標(biāo)準(zhǔn)差表示的測量不確定度，稱為標(biāo)準(zhǔn)不確定度，用符號(hào)u表示，它不是由測量標(biāo)準(zhǔn)引起的不確定度，而是指不確定度以標(biāo)準(zhǔn)差來表征被測量之值的分散性。

對(duì)每個(gè)不確定度來源評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)差，稱為標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量有兩類評(píng)定方法，即A類評(píng)定和B類評(píng)定。

用對(duì)觀測列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法來評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度，稱為不確定度的A類評(píng)定，有時(shí)也稱為A類不確定度評(píng)定，所得的相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度稱為A類不確定度分量，用符號(hào)uA表示。

用不同于對(duì)觀測列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法來評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度，稱為不確定度的B類評(píng)定，有時(shí)也稱為B類不確定度評(píng)定，所得的相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度稱為B類不確定度分量，用符號(hào)uB表示。

當(dāng)測量結(jié)果是由若干個(gè)其它量的值求得時(shí)，測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，等于這些其它量的方差和協(xié)方差適當(dāng)和的正平方根，稱之為合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，用符號(hào)uC表示，合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度是測量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)差的估計(jì)值，它表征了測量結(jié)果的分散性。

2、擴(kuò)展不確定度(熟悉)

用標(biāo)準(zhǔn)差的倍數(shù)或說明了置信水平的區(qū)間的半寬表示的測量不確定度，稱為擴(kuò)展不確定度，通常用符號(hào)U表示。

擴(kuò)展不確定度確定的是測量結(jié)果的一個(gè)區(qū)間，合理地賦予被測量之值的頒的大部分可望包含于此區(qū)間。實(shí)際上，擴(kuò)展不確定度是由合成不確定度的倍數(shù)表示的測量不確定度，它是將合成不確定度擴(kuò)展了k倍所得的，即U=kuC，k稱為包含因子。通常情況下，k取2(或3)。

(二)測量不確定度的來源(了解)

1、對(duì)測量的定義不完整或不完善;

2、實(shí)現(xiàn)被測量定義的方法不理想;

3、取樣的代表性不夠，即被測量的樣本不能代表所定義的被測量;

4、對(duì)被測量過程受環(huán)境影響的認(rèn)識(shí)不周全，或?qū)Νh(huán)境條件的測量與控制不完善;

5、對(duì)模擬儀器的讀數(shù)存在人為偏差(偏移);

6、測量儀器的分辨力或鑒別力不夠;

7、賦予測量標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的值不準(zhǔn);

8、用于數(shù)據(jù)計(jì)算的常量和其它參量不準(zhǔn);

9、測量方法和測量程序的近似性和假定性;

10、在表面上看來完全相同的條件下，被測量重復(fù)觀測值的變化。

(三)測量不確定度的評(píng)定

1、測量模型的建立(了解)

被測量指的是作為測量對(duì)象的特定量，在實(shí)際測量的很多情況下，被測量不能直接測得，而是由其它量通過一定的函數(shù)關(guān)系確定。這種函數(shù)關(guān)系稱為測量模型或測量過程的數(shù)學(xué)模型。

數(shù)學(xué)模型不是唯一的。

數(shù)學(xué)模型可用已知的物理公式求得，也可用實(shí)驗(yàn)的方法確定，有時(shí)甚至只能用數(shù)值方程給出。

2、輸入估計(jì)值測量不確定度的評(píng)定

(1)概述

與輸入估計(jì)值相關(guān)的測量不確定度，采用“A類”或采用“B類”方法評(píng)定。

標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A類評(píng)定是通過對(duì)觀測列的統(tǒng)計(jì)分析來評(píng)定不確定度的方法，此時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)不確定度為通過求平均程度或適當(dāng)?shù)幕貧w分析求得的平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差。

標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類評(píng)定是用不同于對(duì)觀測列統(tǒng)計(jì)分析的方法來評(píng)定不確定度的方法，此時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)不確定度是根據(jù)其它知識(shí)或信息得出的。

(2)標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A類評(píng)定(掌握)

當(dāng)在相同的測量條件下，對(duì)某一輸入量進(jìn)行若干次獨(dú)立的觀測時(shí)，可采用標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A類評(píng)定方法。

假定重復(fù)測量的輸入量Xi為量Q。若在相同測量條件下進(jìn)行n(n>1)次獨(dú)立的觀測，量Q的估計(jì)值為各個(gè)獨(dú)立觀測量值qj(j=1，2，…，n)的算術(shù)平均值，，與輸入估計(jì)值相關(guān)的測量不確定度可按下方法之一評(píng)定：

(a)值qj的實(shí)驗(yàn)方差s2(q)是概率分布方差的估計(jì)值，可按下式計(jì)算：

其(正)平方根為實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差。算術(shù)平方根方差的最佳估計(jì)值，是由下式給出的平均值的實(shí)驗(yàn)方差：

其(正)平方根稱為平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差。與輸入估計(jì)值相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度即平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差：

一般而言，不重復(fù)測量次數(shù)n較小時(shí)(n<10)時(shí)，按上式表述的a類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定的可靠性就有所降低?？刹捎闷渌椒▉碓u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度。(b)對(duì)于特征比較明確且處于統(tǒng)計(jì)控制之下的測量過程來說，使用所獲得的合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差sp來描述分散性，可能比采用通過有限次數(shù)的觀測值獲得的標(biāo)準(zhǔn)差更為合適。sp為測量過程長期的組內(nèi)方差平均值的平方根。< p="">

在此情況下，若輸入量Q的值由非常有限的n次獨(dú)立觀測值的平均值求得，則平均值的方差可按下式估計(jì)：

可根據(jù)來計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

(3)標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類確定(熟悉)B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定是用不同于對(duì)觀測列統(tǒng)計(jì)分析的方法，來評(píng)定與輸入量Xi的估計(jì)值xi相關(guān)的不確定度。即根據(jù)所有獲得的關(guān)于Xi可能變異性的信息，做出科學(xué)的、經(jīng)驗(yàn)的判斷，來評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(xi)。用于不確定度B類評(píng)定的住處來源一般包括：

¨以前的觀測數(shù)據(jù);

¨對(duì)有關(guān)材料手儀器特性的了解和經(jīng)驗(yàn);

¨生產(chǎn)部門提供的技術(shù)說明文件;

¨準(zhǔn)證書、檢定證書或其它文件提供的數(shù)據(jù);

¨手冊(cè)或某些資料給出的參考數(shù)據(jù)及其不確定度;

¨規(guī)定實(shí)驗(yàn)方法的國家標(biāo)準(zhǔn)或類似技術(shù)文件中給出的重復(fù)性限或復(fù)現(xiàn)性限。

進(jìn)行B類評(píng)定，要求有一定的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和技巧。B類評(píng)定的方法有以下四種：

(a)已知擴(kuò)展不確定度和包含因子

標(biāo)準(zhǔn)不確定度;擴(kuò)展不確定度;包含因子

(b)已知擴(kuò)展不確定度和置信水平的正態(tài)分布

標(biāo)準(zhǔn)不確定度;一定置信水平p下的置信區(qū)間的半寬，即擴(kuò)展不確定度。kp置信水平p下的包含因子。(通過查表得)(c)其它幾種常見的正態(tài)分布

若知道輸入量的估計(jì)值分散區(qū)間的上限和下限分別為a+和a-，則輸入估計(jì)值及其標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為：

若上、下限之差用2a表示，則(d)由重復(fù)性限或再現(xiàn)性限求不確定度

當(dāng)文件中指出輸入量的兩次測量得值之差的重復(fù)極限r(nóng)或再現(xiàn)性限R時(shí)，一般

3、輸出估計(jì)值標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算

(1)當(dāng)全部輸入量彼此獨(dú)立或不相關(guān)時(shí)，與輸出估計(jì)量y相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，即合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度由下式計(jì)算：

(2)當(dāng)兩個(gè)輸入量Xi和Xk之間有一定程度的相關(guān)性時(shí)，即它們之間不是相互獨(dú)立的，那么，其協(xié)方差也應(yīng)作為不確定度的一個(gè)來考慮。一些情況下，與兩個(gè)輸入量的估計(jì)值相關(guān)的協(xié)方差可以認(rèn)為是零或影響非常小。

4、擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

擴(kuò)展不確定度是確定測量結(jié)果區(qū)間的量，合理賦予被測量值分布的大部分可望含于此區(qū)間。擴(kuò)展不確定度是將輸出估計(jì)值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度擴(kuò)展了k倍所得到的，k稱為包含因子，一般為2或3。當(dāng)為2時(shí)，包含概率約為95%。

擴(kuò)展不確定度是測量結(jié)果取值區(qū)間的半寬。

5、測量不確定度的報(bào)告(了解)

6、測量不確定度的分類和評(píng)定流程

(四)測量不確定度的應(yīng)有實(shí)例(掌握)

1、測量任務(wù)

2、測量方法

3、測量儀器

4、實(shí)測記錄

5、測量不確定度評(píng)定

(1)建立測量模型

(2)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

A類評(píng)定;求實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差s(R)及標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1(R)B類評(píng)定，標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u2(R)(3)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度(4)擴(kuò)展不確定度，確定包含因子k，計(jì)算

6、測量結(jié)果報(bào)告

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