GUM法评定测量不确定度.doc

第四讲 GUM法评定测量不确定度(一)
【来源/作者】中国计量报 【更新日期】2014-5-30 11:05:45
-2012《测量不确定度评定与表示》中关于测量不确定度评定的方法是采用国际标准ISO/IEC Guide 98-3:2008《测量不确定度表示指南》所规定的方法，测量不确定度表示指南的原文为“Guide to the Uncertainty in Measurement〞， 缩写为GUM， 所以称其为GUM法。GUM法是采用“不确定度传播律〞得到被测量估计值的测量不确定度的方法。
●GUM法评定测量不确定度的步骤
(1)明确被测量的定义。
(2)明确测量方法、测量条件以与所用的测量标准、测量仪器或测量系统。
(3)建立被测量的测量模型，分析对测量结果有明显影响的不确定度来源。
(4)评定各输入量的标准不确定度。
(5)计算合成标准不确定度。
(6)确定扩展不确定度。
(7)报告测量结果。
用GUM法评定测量不确定度的一般流程如图1所示。
●评定时的须知事项
(1)在分析测量不确定度的来源时，应充分考虑各种来源的影响， 对主要贡献的来源尽可能不遗漏、不重复。
(2)标准不确定度分量的评定，可以采用A类评定方法，也可采用B类评定方法，采用何种方法要根据实际情况选择。例如:有时对于随机因素的影响，由于没有重复测量的条件，也可以用B类评定。
<CTSM>图1用GUM法评定测量不确定度的一般流程</CTSM>
(3)测量中的失误或突发因素不属于测量不确定度的来源。采用测量不确定度A类评定时， 如果怀疑存在粗大误差，如此应按统计判别准如此进展判别，并剔除测量数据中的异常值(即离群值)，然后再评定其标准不确定度。
(4)假如对被测量的估计值进展了修正，修正值不应计入不确定度内，但应考虑由于修正不完善引入的不确定度。
一、输入量标准不确定度的评定

用对被测量独立重复观测，并根据测量数据进展统计分析的方法得到的实验标准偏差就是A类评定的标准不确定度。
(1)A类评定方法
对被测量X，在同一条件下进展n次独立重复观测，得到测得值xi(i=1,2,……,n)。用由式(1)得到的算术平均值X作为被测量的最优估计值，即
A类评定得到的被测量最优估计值的标准不确定度u()按式(2)计算:
式中:s(xk)——用统计分析方法获得的任意单个测得值xk的实验标准偏差；s()——算术平均值的实验标准偏差。
A类评定得到的标准不确定度u()的自由度就是实验标准偏差s(xk)的自由度。u()成反比，当标准不确定度较大时，可以通过适当增加测量次数以减小其不确定度。
(2)A类评定时实验标准偏差的估计方法
①常用贝塞尔公式法估计，此时实验标准偏差s(xk)按式(3)计算:
自由度为ν=n-1(n为测量次数)。
当测量次数较少时，也可用极差法估计实验标准偏差。
②测量过程的合并标准偏差
对一个测量过程，采用核查的方法使测量过程处于统计控制状态，假如第j次核查时测量次数为nj(自由度为νj)，实验标准偏差为sj，共核查m次，如此统计控制下的测量过程的A类评定的标准不确定度可以用合并标准偏差sp表征。测量过程的实验标准偏差按式(4)计算: