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一文了解:计量测量的不确定度详解


  来源: 传感器技术 时间:2021-02-19 编辑:仪器仪表WXF
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测量是科学技术、工农业生产 、国内外贸易以致日常生活各个领域中不可缺的一项工作。测量的目的是确定被测量的值并获取测量结果。测量结果的质量往 往会直接影响国家和企业的经济利益,测量结果的质量也是科学实验成败的重 要因素之一 。因此在报告测量结果时,必须对其质量给出定量的说明 。以确定 测量结果的可信程度 。


流量计的流量测量

流量计的流量测量


测量不确定度,是近年来对测量结果的误差表述。大家知道,任何测量都不可能绝对准确,都必然有误差,而误差也不可能准确知道。因此测量不确定度是对被测量的真值所处范围的评定结果,所以在进行测量的说明和使用测量结果时,都必须考虑测量不确定度。



测量不确定度


国家计量技术规范:JJF1059-2012


根据国家计量技术规范:JJF1059-2012《测量不确定度评定与表示》中定义是:“表征合理地赋予被测量之值的分散性,与测量结果相联系的参数”。


此参数可以是诸如标准偏差,或其倍数,或说明了置信水平的区间的半宽度。


测量不确定度由多个分量组成。其中一些分量可用测量列结果的统计分析估算,并用实验标准偏差表征。另一些分量则可用基于经验或其它信息的假定概率分布估算,也可用标准偏差表征。


测量结果应理解为被测量之值的最佳估计,而所有的不确定度分量均贡献给了分散性,包括那些由系统效应引起的(如与修正值和参考标准有关的)分量。


这就是说,测量不确定度是一个估计值,用它来表征被测量真值所处的量值范围。换言之,它表示测量结果附近的一个范围或区间,而被测量真值以一定的概率落于其中。所以,它是对测量结果质量优劣的一种评定:测量结果愈接近真值,其质量愈高,则测量不确定度愈小,反之,测量结果愈远离真值,其质量愈低,则测量不确定度愈大。


从计量学的观点看,一切测量结果不但要附有计量单位,而且还必须附有测量不确定度,才算是完整的测量报告,没有单位的数据不能表征被测量的大小,没有不确定度的测量结果不能判定测量技术的水平和测量结果的质量,从而失去或减弱测量结果的可比性。


测量不确定度与测量误差的关系


“测量不确定度”是合理地表征被测量分散程度的一个参数。它与误差紧密相连但却有区别:


测量误差定义为测量结果与其真值之差,这是一个理想化的概念,因它的真值常常不能确切地知道,假如知道它的修正值(或更精确的近似值),则可修正该测量结果,使其更接近真值。


测量不确定度是对影响产生误差的分散性的估计,即它是用以表示测量结果分散区间的量值,也就是描述未定误差特征的量值,是可以用估计方法求出的。“不确定度”不是指具体的、确切的误差值,虽可估计出,但却不能用于修正量值。


测量误差与测量不确定度的主要区别

测量误差与测量不确定度的主要区别


不确定度相关联词的定义


标准不确定度:

用标准偏差表示的测量结果的不确定度,称为标准不确定度。


按照估计方法的不同,它可分为两类:用统计方法计算者,称为A类标准不确定度,或称为标准不确定度的A类估算法;不同于A类的其它方法计算者,称为B类标准不确定度,或称为标准不确定度的B类估算法。


将标准不确定度区分为A类和B类的目的,只说明计算方法的不同,以便于研究,并非表明两种方法得到的分量在本质上存在差异,两种方法均基于概率分布。


合成标准不确定度:

根据其它一些量值的测量结果的标准不确定度求出被测结果的标准不确定度,它等于各项分量标准不确定度的平方和的正平方根,即通常所说的方和根。


扩展不确定度,又称总不确定度:

是指定义测量结果区间的有关量,即被测量的值以某一可能性(即置信水平)落入该区间中。扩展不确定度一般是该区间的半宽,我们过去常说误差界限与此类似。


覆盖因子:

为获得控制不确定度,作为合成标准不确定度乘数的数字因子。亦可以说,它是扩展不确定度与合成标准不确定度的比值,过去用3σ表示极限误差,其中的“3”有些类似于覆盖因子。


测量不确定度的分类


1、按测量不确定度的表示方法分为:

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