一、 定義
1、 測(cè)量不確定度:表征合理地賦予被測(cè)量之值的分散性。與測(cè)量結(jié)果相關(guān)聯(lián)的一個(gè)參數(shù)。(測(cè)量不確定需要用兩個(gè)數(shù)來表示:1、測(cè)量不確定度的大小,即置信區(qū)間;2、置信水準(zhǔn),或稱包含概率)
2、 標(biāo)準(zhǔn)不確定度:用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示測(cè)量結(jié)果的不確定度,一般用u來表示,對(duì)于不確定度分量,常在u上加小腳標(biāo)進(jìn)行表示,如u1,u2……等。
3、 合成(標(biāo)準(zhǔn))不確定度:當(dāng)測(cè)量結(jié)果由若干個(gè)其他量的值求得時(shí),測(cè)量結(jié)果的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度等于這些量地方差和(或)協(xié)方差加權(quán)和的正平方根,用uc表示。
4、 擴(kuò)展不確定度:確定測(cè)量結(jié)果區(qū)間的量,合理賦予被測(cè)量之值分布的大部分可望含于此區(qū)間。用包含因子k乘以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度得到一個(gè)區(qū)間來表示測(cè)量不確定度,用符號(hào)U或Up表示。
5、 包含因子:為獲得擴(kuò)展不確定度,對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度所乘的倍數(shù)因子,常用符號(hào)k或kp來表示。有時(shí)也稱其為覆蓋因子,其取值一般在2與3之間。
6、 自由度:計(jì)算總和中獨(dú)立項(xiàng)個(gè)數(shù),即總和的項(xiàng)數(shù)減去其中受約束的項(xiàng)數(shù)。對(duì)于一個(gè)測(cè)量樣本,自由度等于該樣本數(shù)據(jù)中n個(gè)獨(dú)立測(cè)量個(gè)數(shù)減去待求量個(gè)數(shù)1。
7、 不確定度A類評(píng)定:指用對(duì)樣本觀測(cè)值的統(tǒng)計(jì)分析進(jìn)行不確定度評(píng)定的方法。
8、 不確定度B類評(píng)定:指用不同于統(tǒng)計(jì)分析的其他方法進(jìn)行不確定度評(píng)定的方法。
二、 不確定度評(píng)定的一般程序

三、 不確定度的評(píng)定方法
1、 A類不確定評(píng)定方法
① 采用統(tǒng)計(jì)分析的方法評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度,用實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差或樣本標(biāo)準(zhǔn)差表示。
對(duì)同一被測(cè)量X作n次測(cè)量,表征每次測(cè)量結(jié)果分散性的量s(xi)(單次測(cè)量的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差)可按下式算出:
貝塞爾公式(n>6)
被測(cè)量估計(jì)值
的A類不確定度ua(
)按下式計(jì)算:
② 合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差
③ 極差法
④ 最小二乘法
⑤ 阿倫方法
2、 B類不確定度評(píng)定方法
① B類評(píng)定的方法是根據(jù)有關(guān)的信息或經(jīng)驗(yàn),判斷被測(cè)量的可能值區(qū)間,假設(shè)被測(cè)量值的概率分布和要求的概率p確定k,則B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB可按下式計(jì)算:
uB=a/k
a——被測(cè)量可能值的半寬度
② 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類評(píng)定的一般流程如下圖:

③ 區(qū)間本寬度a一般根據(jù)以下信息確定:
a) 以前測(cè)量的數(shù)據(jù);
b) 對(duì)有關(guān)技術(shù)資料和測(cè)量?jī)x器特性的了解和經(jīng)驗(yàn);
c) 生產(chǎn)廠家提供的技術(shù)說明書;
d) 校準(zhǔn)、檢定證書或其他文件提供的數(shù)據(jù);
e) 手冊(cè)或某些資料給出的參考數(shù)據(jù);
f) 檢定規(guī)程、校準(zhǔn)規(guī)范或測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中給出的數(shù)據(jù);
g) 其他有用的信息。
例如:生產(chǎn)廠家提供的測(cè)量?jī)x器最大允許誤差為±△,并經(jīng)計(jì)量部門檢定合格,則評(píng)定儀器的不確定度時(shí),可能值區(qū)間的半寬度為a=△;校準(zhǔn)證書提供的校準(zhǔn)值,給出了其擴(kuò)展不確定度為U,則區(qū)間的半寬度為:a=U;
④ k的確定方法
a) 已知擴(kuò)展不確定度是合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的若干倍時(shí),該倍數(shù)就是包含因子k;
b) 假設(shè)為正態(tài)分布時(shí),根據(jù)要求的概率查下表即可得到k;
表 正態(tài)分布情況下概率p與置信因子k間的關(guān)系

c) 假設(shè)為非正態(tài)分布時(shí),根據(jù)概率分布查下表即可得到k:
合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度
直接測(cè)量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u(yi),則直接測(cè)量的不確定度的合成公式為:
(此處僅列舉直接測(cè)量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度公式,間接測(cè)量不確定度的計(jì)算可參考《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》JJF 1059.1-2012)
3、 擴(kuò)展不確定度
U=k×uc
注:k值一般取為2,相當(dāng)于p=95%。
4、 相對(duì)擴(kuò)展不確定度
Urel(y)=U/y


