主题:【分享】讲讲不确定度。

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刘彦刚
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讲讲不确定度。

产生测量不确定度的原因

    测量过程中有许多可能引起不确定度的来源,可归纳以下几个方面:

    (1)被测量的定义不完善。

    例如,定义被测量是一根标称值为lm的钢棒长度,要求测准微米数量

级,则被测量的定义不够完善。因为被测钢棒受温度和压力的影响很明显,

而这些条件没有在定义中说明。由于定义的不完整使测量结果引人压力和温

度影响的不确定度。完整的被测量定义是:标称值为lm的钢棒在25.0℃和

101325Pa时的长度。若在定义要求的温度和压力下测量,就可避免由此引起

的不确定度。

    (2)实现被测量的测量方法不理想。

    例如,在微波测量中,衰减量是在匹配条件下定义的,但实际测量系统

不可能理想匹配,因此失配引起不确定度。

    (3)被测量的样本可能不完全代表定义的被测量。

    例如,被测量为某种介质材料的介电常数由于受测量方法和测量设备的

限制,只能取这种介质材料的一部分做成样块进行测量。受样块材料成分的

均匀性所限而引起不确定度。

    (4)对环境条件的影响认识不足或对环境条件不完善的测量。

    同样以钢棒为例,不仅温度和压力影响其长度,实际上,湿度和钢棒的

支撑方式都有明显影响,但由于认识不足,没有采取措施,就会引起不确定

度。测量温度和压力所用的温度计和压力表也是一个不确定度的来源。

    (5)测量人员对模拟式仪器的读数偏差。

    由于读数的位置不同,产生读数偏差,引起的不确定度。

    (6)测量仪器的分辨力和识别17限不够。

    (7)测量标准引起的不确定度。

    测量标准如标准装置、标准器具或标准物质,它们的测量通常是将被测

量与测量标准的给定值进行比较而实现的,因此测量标准的不确定度直接引

人测量结果中。

    (8)在数据处理时所引用的常数及其他参数的不确定度。

    (9)测量方法和测量程序引起的不确定度。

    (10)被测量的各种随机影响使测量时重复观测值随机变化。

    由此可以看出,测量不确定度一般来源于随机性或模糊性。前者归因于

条件不充分,后者归因于事物本身概念不明确。因而测量不确定度一般由许

多分量组成。其中一些分量具有统计性,另一些分量具有非统计性。所有这

些不确定度来源?若影响到测量结果,都会对测量结果的分散性作出贡献。

    总之,在寻找不确定度的来源时,可从测量仪器、测量环境、测量人

员、测量方法及被测量等方面全面考虑,应做到不遗漏、不重复,特别应考

虑对测量结果影响大的不确定度来源。遗漏会使不确定度变小,重复会使不

确定度过大。一份测量不确定度表示与评定报告准确与否,与寻找各个分量

不确定度有直接关系。

测量不确定度的分类

    不确定度依据其评定方法可以分A类、B类两种,它们与过去随机误差

与系统误差的分类之间不存在简单的对应关系,随机误差与系统误差表示两

种不同性质的误差,而A类、B类表示两种不同的评定方法。因此,简单地

把A类不确定度对应于随机误差导致的不确定度,把B类不确定度对应于系

统误差导致的不确定度的做法是错误的。

    实际上一台仪器出厂指标往往既包括了随机影响又包含了系统影响,难

以将其区分为随机不确定度与系统不确定度。一个量在不同的情况下,随机

不确定度可能变成系统不确定度。例如,制造厂生产的一批量具的值带有随

机性而给出随机效应导致的不确定度,该产品对用户而言,其值就是固定

值,不带随机性。

    目前,国际上一致认为,为避免误解与混淆已不再使用“随机不确定

度”与“系统不确定度”这两个术语。如需要区分不确定度的性质,可用

“由随机效应导致的不确定度分量”与“由系统效应导致的不确定度分量”

这两种表述方法。它们并不表明不确定度是用什么方法评定的,也就是说由

系统效应引起的不确定度既可用B类、也可以用A类评定方法得到。性质和

评定方法间没有对应关系。

    分类的目的是仅为讨论方便,并不意味着两类评定之间存在本质上的区

别,它们都基于概率分布,并都用方差或标准差表征。

——本文转载自《计量所长工作实务全书》
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刘彦刚
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不确定度之前是我们的难点,经过一段时间的学习和应用,有了些理解。现在来回顾一下,会让我们对其有全面的了解。
yayicuo
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刘老师是经历过的人,所以明了这个过程,对于这个概念开始不懂,我们可以多读,“书读百遍其义自见”然后慢慢理解消化,也不是多么难的术语。关键是做好,做的评定无懈可击相对要下下功夫 。