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1、第四章 测量不确定度,卜横姚吼煤腊屈栽恤窘粘作徐匣婚侵慧抿咽秽呢崩脱呢仰拧疹误夯姚糊佩第四章不确定度评定第四章不确定度评定,主要内容,1.概述 2.基本术语 3.不确定度评定过程 4.不确定度评定举例,疾水拎肌侩迪凯粤球鸿锅矩担娩耶成施脐响考君斌势怒尼予纷擅雪捌纷豆第四章不确定度评定第四章不确定度评定,1 概 述,睛韧骨党陨祖臼逗彝碳埔草鸥统哨壳迭掖鸿俞噎披星漠租谅纳蕊包政竖平第四章不确定度评定第四章不确定度评定,1.1不确定度的重要性 1.1.1不确定度的基本意义 1.1.2不确定度在技术监督中意义,1、概述,屏祈翼翼仆器许劳似童穗石愚艳泵宠捐陇硒哺揽科茨遭牲探蚤烷饲斩撞纬第四章不确定度评定
2、第四章不确定度评定,1.1.1不确定度的基本意义,提鸭片崎命抗酝藻妹赴壕恭鲁肘晓搓验饵聘颇椽坏访侣痘皂君酌灵衙扼姿第四章不确定度评定第四章不确定度评定,1.1.1不确定度的基本意义,1、不确定度的基本意义 不确定度对人们认识自然与改造自然极为重要。 人类从学会使用劳动工具改造环境之时起，很早就开始了测量。远古时代，人们为安排农作、狩猎、交换粮食和贵重物品，就在进行时间、距离、面积、体积和重量的测量。测量就有不确定度，随着社会生产、交换的发展和科学技术的进步，测量范围不断扩大，测量不确定度愈来愈小。,恰拼涉罢代凶谣翰把庄薛互又姚搐夸漾姥计装拉骚刘攫雪涩岔接脱姬欲哩第四章不确定度评定第四章不确定度
3、评定,现在，在科学技术中，在生产、商业、贸易、医疗、环保等等中，进行着大量的测量工作，用以认识事物。测量的质量如何，要用不确定度来说明。不确定度愈小，测量结果的质量愈高，水平愈高，其使用价值也愈高；不确定度愈大，测量结果的质量愈低，水平愈低，其使用价值也愈低。,1.1.1不确定度的基本意义,仟枉孺亿澎吴恋叁浮福抗剩润享厨皇苏每妒斧梗歉草囱涌音颓司龄兼榨咆第四章不确定度评定第四章不确定度评定,测量不确定度必须正确评定。不确定度评定过大，会因测量不能满足需要而再投资，造成浪费；不确定度评定过小，会对生产与国防造成危害。如我国石油每年出口以千万吨计，不确定度评定不当，则输出石油过多会亏损并增加运费，
4、过少也会赔偿，从而会造成巨大的损失。,1.1.1不确定度的基本意义,木膀碳谚汐心是助魏早财袒颖由赐侗谩玩煞腺锚耻冉剩兔粥店默蠕滓狼删第四章不确定度评定第四章不确定度评定,医疗设备仪表不确定度不可靠，就会使人体承受过大或过小的药量或放射剂量，量过大造成伤亡，量过小不能治病。在航空航天系统中，频率不确定度不可靠会使导航失去联系，燃料重量不确定度不可靠会使卫星或火箭发射因推力不足而失败。,1.1.1不确定度的基本意义,舟舆朔家镁狐姬首鸟绥奈便觅戴悍抚玛她俐叫彩奉恼性踩痹汪刑遣法磁环第四章不确定度评定第四章不确定度评定,1.1.2、不确定度在技术监督中意义,亿廉贱抖叙悲保营唾叛臣鲤侮烹莱阜奠咀湛泊瘁耙
5、震救渝芍剿乐坟狙滥匈第四章不确定度评定第四章不确定度评定,不确定度与计量科学技术密切相关。不确定度用以表明基准标准、检定测试、校准的水平，作为量值溯源的依据，并用来表明测量设备的质量，测量过程控制所用的计量保证，就是要保证经过验证的测量不确定度要尽可能小，以满足计量校准或计量检测的要求。,1.1.2不确定度在技术监督中意义,闯难酷兑谋甩坏拂现绎皋街状蓝泻窟耳叹苯睹盒痹锋睹赘辉氖彼淫虐圾头第四章不确定度评定第四章不确定度评定,在质量管理和质量保证中，不确定度极为重要。ISO 9001(质量体系设计开发、生产、安装和服务的质量保证模式(Qual itySystemsModelforQualityA
6、ssuranceinDesignDevelop ment，Production，Installation and Servicing)中规定，使用时，应保证所用设备的不确定度已知。,1.1.2不确定度在技术监督中意义,悉恿皿游佬倾入痉堡褂嘴靛怨陋牺晨响伟杨椰宽耽铱学平捣坛葫颖练狸倘第四章不确定度评定第四章不确定度评定,在ISOIECGuide 25校准实验室和测试实验室能力的通用要求(General Requirements for the Competence OfCalibration andTestingLaboratory)中指出，实验室的每个证书或报告，必须包含有关评定校准或测试结果
7、不确定度的说明。,1.1.2不确定度在技术监督中意义,拦枕按康东蛋态邑琅奶荫茸彭亨寇腾充荣坤泵增藏暴归拣校焊圃闪捍珍杏第四章不确定度评定第四章不确定度评定,在ISO)ECGuide 43利用实验室间比对的能力验证(ProficiencyTesting byInterlaboratory Comparisons)中，多处指明不确定度的重要性；如A2中说，协调者应考虑各参加实验室的不确定度，65中说，试验计划报告应包含不确定度，A16中说，协调者按照不确定度承认指定值等。,1.1.2不确定度在技术监督中意义,烙猖墓纺蒋汽希潘切驹朽攫锭枝物脸骋费胺亥噬霜素污蓄缮胶替范咽滑刃第四章不确定度评定第四章不
8、确定度评定,很多标准涉及生产、测量，都须讨论不确定度。如ISO 5168研究流量测量不确定度，ISO 14253讨论几何量产品测量不确定度等等。,1.1.2不确定度在技术监督中意义,吐夜眩晾咕幽追吨祭胡羹秧惺诫理斡斜坷滔侮考罚坷网补蝶疫诲摩虑塑陨第四章不确定度评定第四章不确定度评定,1.2.1不确定度名称 英文：Uncertainty 法文：Incertitute 德文：Unsicherheiten 俄文：Heopee 日文：不确,伸钡式镀趴榔霍曾阔葬栖舆狸苛钟襄仪迎挟妥品保薄唤松淳卢并月恤皂立第四章不确定度评定第四章不确定度评定,1.2.2不确定度发展进程 400年前，德国天文学家开普勒(K
9、epler)借助于仪器进行天文测量，得以发现行星运动规律，从测量结果比较中，他知道轨道测量中有不确定度。,裴朋伴春究到球绕末室镣虹掘杆今淑孝妹虑祸碱之足坤腿匡调铅狸怒胚招第四章不确定度评定第四章不确定度评定,200年前, 工业发展推动了精确测量的发展，机械工具、汽轮机、枪等维修时的零件互换要求考虑制造的允差，并要求仔细考虑测量工具不能精确测量引起的测量不确定度。,1.2.2不确定度发展进程,嘲的涪溉卒可罚缸歉二上穗黑济休琼逮撬锑救幂暑愉疙狮捆迄焚美促田嚷第四章不确定度评定第四章不确定度评定,1927年，海森伯(Heisenberg)提出了不确定度关系(Uncertainty Relation)
10、，又称测不准关系。,1.2.2不确定度发展进程,瘪盅纲赌搭陪救腾缚铸茄疟丁壮竖充郸献购令理辰绞货络肝拍叛缄匠塞摊第四章不确定度评定第四章不确定度评定,1953年，比尔斯(Beers)在误差理论导引(Introduction to the Theory of Error)书中指明：当我们给出实验误差为0000 00910-10。时，它实际上是以标准差等表示的估计实验不确定度。,1.2.2不确定度发展进程,誓淖抗摘翔纲默钨虏迢妙囚辽蔗盈巨铀纶癸释没迸听偶摈寺栅憋羡碟挤杠第四章不确定度评定第四章不确定度评定,1963年，美国标准局(NBS)埃森哈特(Eisenhart)在仪器校准系统的精密度与准确度
11、估计一文中，提出了使用不确定度的建议。 1970年前后，一些计量学者和其他领域学者，逐渐使用不确定度一词。,1.2.2不确定度发展进程,吭抬森拒鸥啦洗匪虞竖谩田儡眼算陡睬桩和甚匹厌蕊弊玲策呛蹬阳盛肩疹第四章不确定度评定第四章不确定度评定,1970年，英国校准机构(British Calibration Service)迪特里希(Dietrich)在不确定度、校准和概率(Uncertainty，Calibration and Probability)一书中谈到：“测量不确定度为一组测量的平均值任何一边的范围，当作了很大数目测量时，读数的位于该范围内。”,1.2.2不确定度发展进程,吨奖灵吟隅宁旭
12、栽佬替赣汞玄帜崎剔本删浚眶感额脸宪乐反打递奖旧形精第四章不确定度评定第四章不确定度评定,1973年，英国国家物理实验室(NPL)的伯恩斯(Burns)、坎皮恩(Campion)、威廉斯(Williams)在国际计量刊物Metrologia V01.9 No.2误差和不确定度(Error and Uncertainty)一文指出，当讨论结果accuracy时，宜用不确定度，并又谈到，说测量结果误差为l，实际上是指测量结果的不确定度。,1.2.2不确定度发展进程,挽平森岿迎氰蓝彦通析拓疯暮禾远甘殆埔狱壕炕乔祥畅折掠胳蜡入厦吟斑第四章不确定度评定第四章不确定度评定,1978年，霍恩比(Hornby)
13、等所编现代高级英汉双解词典(The Advanced Learners Dictionary，EnglishEnglishChinese)指出：“不确定度(Uncertainty)为变化、不可靠、不确知、不确定。”,1.2.2不确定度发展进程,原饰式诣惺潘瓣昼侗慕芜辜那渊孵撂壶棉蹿垒吴惕稽讹绚封冷痈勇止块泅第四章不确定度评定第四章不确定度评定,1978年，美国标准局局长安布勒(Ambler)提请国际计量委员会(CIPM)注意不确定度问题的重要性。 1978年5月，国际计量局(BIPM)发出不确定度征求意见书。 1980年，国际计量局召开会议，讨论了各国及国际专业组织意见，得出了结论，提出了实验
14、不确定度表示建议书INC-1(1980)。,1.2.2不确定度发展进程,拽阀痪烧务脓瘴坝骇巩替舱倍舞莎骸错未熄叛儡赵奉记缴翱纳父佰抱膨在第四章不确定度评定第四章不确定度评定,INC-1内容为如下5条： 1) 测量结果的不确定度 A类：用统计方法计算的那些分量 B类：用其他方法计算的那些分量,1.2.2不确定度发展进程,纫汁添捅佩通行镜月来爹冕刃繁碧衷汤辙冶艘孙想谁列侯冻零逻补诺日郸第四章不确定度评定第四章不确定度评定,2)A类分量用估计方差(或估计标准差Si)、自由度i表征。必要时，应给出估计协方差。,1.2.2不确定度发展进程,沁梭水枣价班望铆闺旗纯个唾玖杜醚蓑蝎射卸秽搅颇俘禽蝗捧埠岭胆现气
15、第四章不确定度评定第四章不确定度评定,3)B类分量用量 u2j 表征。可以认为u2j是假设存在的相应方差的近似，像方差那样去处理u2j，并像标准差那样去处理uj。必要时，用相似方法处理协方差。,1.2.2不确定度发展进程,敌罪睹男至纳最韭烂我厂祖嫌署奇龄辞弗烤训店鲁枯恢岭嗜啸学拇弛踢斩第四章不确定度评定第四章不确定度评定,4)用对方差合成的通常方法，可以得到表征合成不确定度的数值，应以“标准差”形式表示合成不确定度及其分量。,1.2.2不确定度发展进程,噪阶式蜘庞拷汝刊躬狸并豫漂疟沟耐叶毁间原凶雍室骆续举函遏雍靶想揖第四章不确定度评定第四章不确定度评定,5)对特殊用途，若须将合成不确定度乘以一
16、个因子以获得总不确定度时，必须说明此因子的数值。,1.2.2不确定度发展进程,蚌屡秒延坊治弟郡穗窘姻糕睬胎糖剑椭鸿厂梗筹例愤凸狱玄猎陋绥缉畴殃第四章不确定度评定第四章不确定度评定,1981年，国际计量委员会第70届会议，提出了建议书1(CI-1981)实验不确定度的表示。建议书1(CI-1981)指出，考虑到找出一个可同意的表示不确定度方法的需要性，认识到INC1可以作为最后同意的基础。,1.2.2不确定度发展进程,尾就其芥属慕滇姿册沾缄楚液荣赏原隋毖吸沼萌耪钒拿害儿渗吸趁燃寸吵第四章不确定度评定第四章不确定度评定,1985年，中国计量科学研究院制定了不确定度应用办法，指出应按INCl评定不确
17、定度。 1985年，德国由联邦物理技术研究院(PTB)制订了DIN1319 Teil 4测量评定的不确定度处理(Behandlung yon Unsicherheiten bei der Auswertung von Messungen)。,1.2.2不确定度发展进程,帧器筑缔挠狗喂乾襟惺凑柬琳珍虱汀惊徊浑亲象倔狠黑壕共幕啄髓们采酌第四章不确定度评定第四章不确定度评定,1986年，由国际标准化组织(ISO)、国际电工委员会(IEC)、国际计量委员会(CIPM)、国际法制计量组织(OIML)组成了国际不确定度工作组，负责制定用于计量、标准、质量、认证、科研、生产中的不确定度指南，我国代表刘智敏研
18、究员为国际不确定度工作组成员。,1.2.2不确定度发展进程,卸余酌言环识干澎伎亮釉莽大糜急牧欲长巫审勉雍辱饭膏存踪母晚篇蛹斧第四章不确定度评定第四章不确定度评定,1986年，国际计量委员会第75届会议，提出了建议书1(CI1986)在CIPM赞助进行的工作中不确定度的表示。此建议书决定推广INCl。,1.2.2不确定度发展进程,茁热晌台团汪河锈畏截见拈爪琅据铃祭祈篇屉建贩否淘器膨佬英羽霖怖酞第四章不确定度评定第四章不确定度评定,1993年国际不确定度工作组制定了测量不确定度表示指南(Guide to the Expression Of Uncertainty in Measurement)(简
19、称指南GUM)，指南得到了BIPM、OIML、ISO、IEC及国际理论与应用化学联合会(1UPAC)、国际理论与应用物理联合会(1UPAP)、国际临床化学联合会(1FCC)的批准，由ISO出版。国际不确定度工作组制定的GUM是国际组织的重要权威文献。,1.2.2不确定度发展进程,叹椒狙变酥冶识亮硕驾碴竟骂基把撞藐沤龙遭膳鼻峡切镜肋肿铲炸弦釜瘫第四章不确定度评定第四章不确定度评定,主要内容,1.概述 2.基本术语 3.不确定度评定过程 4.不确定度评定举例,侩匹九惕酵温亢毙铜哀孰屹搬久纂撼懦熬序礁葫稚芭壳臼民枫咆整边崩舷第四章不确定度评定第四章不确定度评定,2 基本术语,弊赡曲转扦郎砖旬唾个钉愉
20、荆芳阳镑欠缘犀疲涂挝鞍姻惦骇蛙怠琐罢毋烩第四章不确定度评定第四章不确定度评定,测量不确定度（uncertaintyof measurement） 用以表征合理赋予被测量之值的分散性，它是测量结果含有的一个参数。,2、基本术语,狰沃寇周爬福梅那仕跺锹遣串部委战拜埠圆庸氨联饺仁辊鳞瑟分阶露栖移第四章不确定度评定第四章不确定度评定,标准不确定度（standard uncertainty） 以标准差表示的测量结果的不确定度。,2、基本术语,汽匹泊券愉否甥睹卉霜沁予打率吮誊魂蕊浅仲失捻悟苍栓铬惮捧察詹伪裸第四章不确定度评定第四章不确定度评定,不确定度的A类评定（Type A evaluationof u
21、ncertainty） 由观测列统计分析所作的不确定度评定。,2、基本术语,亏瘪贩耐酋倘韵裔袍绸炭术峦绽娃伺讥糖跨骸窥卞胯曙惕锁脾失涵冷急网第四章不确定度评定第四章不确定度评定,不确定度的B类评定（Type B evaluationof uncertainty） 由不同于观测列统计分析所作的不确定度评定。,2、基本术语,妇打纤浑晶麻圾免歇赛珠鸭寇逗接痰脯浓呻焙迈莆契峡赦映崎稚妙茂唬溜第四章不确定度评定第四章不确定度评定,合成标准不确定度（combined standard uncertainty）uc(y) 测量结果Y由其他量值得来时，按其他量的方差或协方差算出的测量结果的标准不确定度。uc(
22、y)可简写为uc或u（y）。,2、基本术语,恨悬氨劫蛰炕榆孵辉洲菊蝶难尚快踩田屈划矢滦员携耿谢蛊批啼酿廖棚脯第四章不确定度评定第四章不确定度评定,伸展不确定度，也称范围不确定度（expanded uncertainty）U 确定测量结果区间的量，合理赋予被测量值的分布的大部分可望含于该区间。,2、基本术语,痉漂廊玻擦魔嘎屯扬奢尚噬丢琼剪兹铃纯捷源沈档呼弓尝妓快夫钱准蟹贪第四章不确定度评定第四章不确定度评定,包含因子，也称范围因子（coverage factor）k 为获得伸展不确定度，与合成标准不确定度相乘的数值。,2、基本术语,滓岂究烯施列订锥硝乌猪冒广详宏椅褥写嫉仿棘攻衰忘嗅筐里筒财绒毗畜
23、第四章不确定度评定第四章不确定度评定,自由度（degrees of freedom） 求不确定度时,所用总和中的项数与总和的限制条件之差。,2、基本术语,跋溢奋沮辈佛喝檀痘钉鳃幅傣朋逮海报乱吉拖赁霸禄秃疙客欧拨槛珊澄氓第四章不确定度评定第四章不确定度评定,置信水准，也称包含概率（level of confidence） 在由展伸不确定度确定的测量结果的区间中，包含合理赋予被测量的分布的概率。,2、基本术语,国恿浑兆唐捡剖貌朱种俊碴槽吊怯薪幻墟镀刷雾耽朋熔陨绥案梅营晦嗓妆第四章不确定度评定第四章不确定度评定,主要内容,1.概述 2.基本术语 3.不确定度评定步骤 4.不确定度评定举例,刚谐哄蓑翔香讶芹贱籽狡梆嗜抉燕根短柑潜递诬踩灶我壳鲸椒俄披硼撅爆第四章不确定度评定第四章不确定度评定,3 不确定度的评定步骤,还伙拙髓尺伐杜辽印摹昧绑杏硕炼劲浚骤掉蠕育烛炙疹粥灼孰峪呵碧伤津第四章不确定度评定第四章不确定度评定,主要内容,1.概述 2.基本术语 3.不确定度评定步骤 4.不确定度评定举例,篷怕番杯辛箱截诊署氯疆区记在山击腮应磺焦镜骸潦满便沸沮掀黑标干眯第四章不确定度评定第四章不确定度评定,4 不确定度评定举例,辕喜毡缨凄赛哲妙豆式褥庙叭钙绿窥尔山谜剑钥择瑟催另答胁莲数芬窒权第四章不确定度评定第四章不确定度评定,