測量不確定度概述

情境一：分析測試的質量保證任務四：測量不確定度知識點1:何為測量不確定度課程：分析檢驗的質量保證與計量認證

表征合理地賦予被測量之值的分散性、與測量結果相聯(lián)系的參數(shù)，稱為測量不確定度，簡稱不確定度。這是GUM的定義。

“合理”意指應考慮到各種因素對測量的影響所做的修正，特別是測量應處于統(tǒng)計控制的狀態(tài)下，即處于隨機控制過程中。

“相聯(lián)系”意指測量不確定度是一個與測量結果“在一起”的參數(shù)，在測量結果的完整表示中應包括測量不確定度。

此參數(shù)可以是諸如標準偏差(簡稱標準差)或其倍數(shù)，或說明了置信水準的區(qū)間的半寬度。一、測量不確定定義

為了表征這種分散性，測量不確定度用標準偏差(簡稱標準差)表示。

在實際使用中，往往希望知道測量結果的置信區(qū)間，因此規(guī)定測量不確定度也可用標準差的倍數(shù)或說明了置信水準的區(qū)間的半寬度表示。

為了區(qū)分這兩種不同的表示方法，分別稱它們?yōu)闃藴什淮_定度和擴展不確定度。

測量結果的不確定度是測量值可靠性的定量描述：

不確定度愈小，測量結果可信賴程度愈高；反之，不確定度愈大，測量結果可信賴程度愈低。一、測量不確定定義基體影響干擾測量標準和標準物質給定的不確定度值點擊添加標題標題標題104讀數(shù)不準7稱量和容量儀器的不確定度8儀器的性能檢定校準中的不確定度9外部數(shù)據(jù)整理換算常數(shù)參數(shù)的值的不確定度11測量方法過程近似和假設，不恰當校準模式選擇12被測對象的定義不完善1取樣2預富集和分離不完全3抽樣樣品制備樣品分析過程中沾污5環(huán)境條件的測量不夠完善6測量過程的隨機影響等13測量不確定來源二、測量不確定度的來源

不確定度分為：

標準不確定度[以標準偏差(簡稱標準差)表示的測量不確定度]

擴展不確定度

標準不確定度分為：

用統(tǒng)計方法評定的不確定度(A類)

非統(tǒng)計方法評定的不確定度(B類)

合成標準不確定度。三、測量不確定度的分類(一)A類標準不確定度(uA)

A類標準不確定度，即統(tǒng)計不確定度，具有隨機誤差性質，是指可以采用統(tǒng)計方法計算的不確定度，如測量讀數(shù)具有分散性、測量時溫度波動影響等。通常認為這類統(tǒng)計不確定度服從正態(tài)分布規(guī)律，因此可以像計算標準差那樣，通過一系列重復測量值，采用下式來計算A類標準不確定度。三、測量不確定度的分類(二)B類標準不確定度(uB)B類標準不確定度，即非統(tǒng)計不確定度，是指用非統(tǒng)計方法評定的不確定度，包括采樣及樣品預處理過程的不確定度、標準對照物濃度的不確定度、標準校準過程的不確定度、儀器示值的誤差等。

評定B類標準不確定度常用估計方法。要估計適當，需要通過相關信息，如掌握不確定分布度的分布規(guī)律，同時要參照標準，更需要評定者的實踐經(jīng)驗和學識水平。三、測量不確定度的分類(二)B類標準不確定度(uB)

不確定度的A類評定由觀測列統(tǒng)計結果的統(tǒng)計分布來估計，其分布來自觀測列的數(shù)據(jù)處理，具有客觀性和統(tǒng)計學的嚴格性。

A、B兩類標準不確定度僅是估算方法不同，不存在本質差異，它們都是基于統(tǒng)計規(guī)律的概率分布，都可用標準差來定量表達，合成時同等對待。

只不過A類是通過一組與觀測得到的頻率分布近似的概率密度函數(shù)求得。而B類是由基于事件發(fā)生的信任度(主觀概率或稱為經(jīng)驗概率)的假定概率密度函數(shù)求得。三、測量不確定度的分類(三)合成標準不確定度(uc)當測量結果由若干個其他量的值求得時，測量結果的合成標準不確定度等于這些量的方差和(或)協(xié)方差加權和的正平方根，其中權系數(shù)按測量結果隨這些量變化的情況而定。用符號uc表示。

測量不確定度的定義指出，測量不確定度“可以是諸如標準偏差或其倍數(shù)，或說明了置信水準的區(qū)間的半寬度?！币?、測量不確定度(三)合成標準不確定度(uc)

假設A類標準不確定度用uA表示，B類標準不確定度用uB表示，合成標準不確定度用uc表示，根據(jù)不確定度傳播律，則

一、測量不確定度(四)擴展不確定度也稱展伸不確定度或范圍不確定度1.擴展不確定度U

表示測量結果的置信區(qū)間，用一個包含因子k(一般在2～3范圍內(nèi))乘以合成不確定度，稱為擴展不確定度(以U表示)。大寫斜體英文字母U表示。U=kuc

式中k——包含因子，取k=2，置信度一般為95％；當取k=3時，置信度一般為99%。

在通常情況下，一般取k=2。當取其他值時，應說明其來源。當給出擴展不確定度U時，一般應注明所取的k值。若未注明k值時，則指k=2。一、測量不確定度(四)擴展不確定度

2.擴展不確定度UP

當要求擴展不確定度所確定的區(qū)間具有接近于規(guī)定的包含概率p時，擴展不確定度用符號UP表示，當p為0.95或0.99時，分別表示U95和U99。3.相對擴展不確定度

也可以用相對不確定度表示，

一、測量不確定度(四)擴展不確定度

4.包含因子與自由度

為求得擴展不確定度，對合成標準不確定度所乘之數(shù)字因子，稱為包含因子，有時也稱為覆蓋因子。

包含因子的取值決定了擴展不確定度的置信水平。鑒于擴展不確定度有U與Up(指定置信概率)兩種表示方式，它們在稱呼上并無區(qū)別，但在使用時k一般為2或3，而kp則為給定置信概率p所要求的數(shù)字因子。在被測量估計值拉近于正態(tài)分布的情況下，kp就是t分布(學生分布)中的t值。

一、測量不確定度四、測量誤差與測量不確定度序號內(nèi)容測量誤差測量不確定度1定義的要點表明測量結果偏離真值，是一個差值，一個理想的概念，不可能確切知道表明賦予被測量之值的分散性，是一個區(qū)間2分量的分類按出現(xiàn)于測量結果中的規(guī)律，分為隨機和系統(tǒng)，都是無限多次測量時的理想化概念按是否用統(tǒng)計方法求得，分為A類和B類，都是標準不確定度3可操作性由于真值未知，只能通過約定真值求得其估計值按實驗、資料、經(jīng)驗評定，實驗方差是總體方差的無偏估計4表示的符號非正即負，不要用正負(±)號表示為正值，當由方差求得時取其正平方根5合成的方法為各誤差分量的代數(shù)和當各分量彼此獨立時為方和根，必要時加入?yún)f(xié)方差6結果的修正已知系統(tǒng)誤差的估計值時，可以對測量結果進行修正，得到已修正的測量結果不能用不確定度對結果進行修正，在已修正結果的不確定度中應考慮修正不完善引入的分量7結果的說明屬于給定的測量結