第四章 测量不确定度.ppt

第四章测量不确定度
西安工业大学光电学院
目录
测量标准不确定度的基本概念
标准不确定度的评定
测量不确定度的合成
不确定度的报告
测量不确定度的应用实例
概述
测量不确定度是定量评定测量结果质量的一个重要参数。
测量不确定度的发展
起源:1927年德国物理学家海森堡在量子力学中提出的不确定关系,又称测不准关系;
起步:1970年,一些学者和国家计量部门陆续使用;
§4-1 测量不确定度的基本概念
发展:1980,国际计量局(BIPM)提出了《实验不确定度建议书INC-1(1980)》;
明确:1986年,国际标准化组织(ISO)等七个国际组织共同组成了国际不确定度工作组,制定了《测量不确定度表示指南》,“指南GUM”;
实施:1993年,指南GUM由国际标准化组织颁布实施,在世界各国得到执行和广泛应用。1995年,进行了一次修订。
我国:1999年,批准发布了《测量不确定度评定与表达》计量技术规范(JJF 1059-1999)。
测量不确定度的定义
意味着对测量结果的可靠性和有效性的怀疑程度和不能肯定的程度。
定义:表征合理地赋予被测量值的分散性并与测量结果相联系的参数。
是一个与测量结果联系在一起的参数。

y——被测量值的估计值
U——测量不确定度
定量说明测量结果质量的参数,本身没有正负号。
可以用标准差表示,称为标准不确定度。
若包括若干个分量,可将这些分量合成,称为合成标准不确定度,用表示。也是单一的标准差形式,对正态分布而言,置信概率只有68%。
在较高的置信概率下,采用扩展不确定度。
是合成标准不确定度的数倍。
即:
为包含因子(置信系数),一般取2~3,值不同,置信概率也不同。
测量不确定度与误差的区别
误差是客观存在的测量结果与真值之差,是一个确定的值。测量不确定度是说明测量值分散性的参数,可由人们分析和评定得到,与人们的认识程度有关。
测量不确定度是一个无正负的参数,用标准差或标准差的倍数表示。误差则可正可负,其值为测量结果减去被测量的真值。
测量不确定度表示测量值的分散性。误差表明测量结果偏离真值的大小及方向。
测量不确定度受人们对被测量、影响量及测量过程的认识程度影响。误差是客观存在的,不以人的认识程度而改变。
测量不确定度可由人们根据实验、资料、经验等信息进行评定,可以定量确定。由于真值未知,误差往往不能准确得,只有用约定真值代替真值时,才可以得到误差的估计值。
评定不确定度各分量时,一般不必区分其性质。误差按性质分为随机误差和系统误差。
不能用不确定度对测量结果进行修正,对已修正的测量结果进行不确定度评定时应考虑修正不完善而引入的不确定度。
误差与测量不确定度既有区别,又有联系。误差理论是估算不确定度的基础,不确定度是误差理论的补充。
误差
测量不确定度
含义
反映测量结果偏离真值的程度
反映测量结果的分散性程度
符号
非正即负
恒为正值
分类
系统误差、随机误差和粗大误差
A类评定和B类评定
表示符号
符号较多,且无规定
规定用u、uc、U、Up表示
自由度
一般不需要考虑
需要考虑
合成方式
代数和或方和根
方和根
主客观性
客观存在,不以人的认识程度改变
与人们对被测量及测量过程的认识有关
修正性
可用系统误差估计值修正测量结果
不能用不确定度对测量结果进行修正
操作性
真值未知,误差无法确切求得
可用统计方法或先验信息评定不确定度
与真值的关系
有关
无关
测量不确定度的来源
主要归纳为一下几个方面
被测量的定义不完善及取样代表性不够所引起的测量不确定度;
实现测量定义的方法不理想;
测量仪器的计量性能的局限性;
作为计量标准的值不准确或引用的数据和参量不准确;
被测量在表面上完全相同的条件下重复测量中的变化;
环境条件对不确定度的影响;
测量人员的人为因素。