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第五節(jié)　測量誤差和測量不確定度

大綱：

（一）測量誤差和測量結(jié)果修正

1、掌握測量誤差的概念

2、熟悉系統(tǒng)誤差和隨機誤差的概念

3、了解測量結(jié)果修正的方法

（二）測量不確定度

1、基本概念

（1）掌握測量不確定度的概念

（2）熟悉標(biāo)準(zhǔn)不確定度和合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的概念

（3）熟悉擴展不確定度的概念

2、了解測量不確定度的來源

3、測量不確定度的評定

（1）了解測量模型的建立

（2）掌握標(biāo)準(zhǔn)不確定度A類評定方法＊

（3）熟悉標(biāo)準(zhǔn)不確定度B類評定的常用方法＊

（4）掌握合成不確定度的計算方法＊

（5）熟悉擴展不確定度的評定

（6）了解測量不確定度的報告

4、掌握測量不確定度的實例

一、測量誤差和測量結(jié)果修正

（一）測量誤差（掌握）

測量結(jié)果減去被測量的真值所得的差，稱為測量誤差，簡稱誤差。

測量結(jié)果是人們認識的結(jié)果，不僅與量的本身有關(guān)，而且與測量程序、測量儀器、測量環(huán)境以及測量人員有關(guān)。

被測量真值是與被測量的定義一致的某個值，它是量的定義的完整體現(xiàn)，是與給定的特定量的定義完全一致的值，只通過完善的或完善無缺的測量才能獲得。實際中使用的是“約定真值”

誤差＝測量結(jié)果－真值＝（測量結(jié)果－總體均值）＋（總體均值－真值）＝隨機誤差＋系統(tǒng)誤差

隨機誤差：測量結(jié)果與在重復(fù)性條件下，對同一被測量進行無限多次測量所得的結(jié)果的平均值之差。（導(dǎo)致了重復(fù)觀測中的分散性）系統(tǒng)誤差：在重復(fù)性條件下，對同一被測量進行無限多次測量所得結(jié)果的平均值與被測量的真值之差，稱為系統(tǒng)誤差。（估計值，具有不確定度）（二）測量結(jié)果修正（了解）未修正結(jié)果：對系統(tǒng)誤差尚未進行修正的測量結(jié)果。

已修正結(jié)果：對系統(tǒng)誤差進行修正后的測量結(jié)果。

修正值等于負的系統(tǒng)誤差

真值＝測量結(jié)果＋修正值＝測量結(jié)果－誤差

修正值只能對系統(tǒng)誤差進行有限程度的補償。

二、測量不確定度

（一）基本概念（掌握）

測量不確定度：表征合理地賦予被測量之值的分散性、與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)，稱為測量不確定度。

測量不確定度意味著對測量結(jié)果可信性、有效性的懷疑程度或不肯定程度。

測量不確定度是一個說明被測量之值分散性的參數(shù)。

1、標(biāo)準(zhǔn)不確定度（熟悉）

以標(biāo)準(zhǔn)差表示的測量不確定度，稱為標(biāo)準(zhǔn)不確定度，用符號u表示，它不是由測量標(biāo)準(zhǔn)引起的不確定度，而是指不確定度以標(biāo)準(zhǔn)差來表征被測量之值的分散性。

對每個不確定度來源評定的標(biāo)準(zhǔn)差，稱為標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量有兩類評定方法，即A類評定和B類評定。

用對觀測列進行統(tǒng)計分析的方法來評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度，稱為不確定度的A類評定，有時也稱為A類不確定度評定，所得的相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度稱為A類不確定度分量，用符號uA表示。

用不同于對觀測列進行統(tǒng)計分析的方法來評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度，稱為不確定度的B類評定，有時也稱為B類不確定度評定，所得的相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度稱為B類不確定度分量，用符號uB表示。

當(dāng)測量結(jié)果是由若干個其它量的值求得時，測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，等于這些其它量的方差和協(xié)方差適當(dāng)和的正平方根，稱之為合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，用符號uC表示，合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度是測量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)差的估計值，它表征了測量結(jié)果的分散性。

2、擴展不確定度（熟悉）

用標(biāo)準(zhǔn)差的倍數(shù)或說明了置信水平的區(qū)間的半寬表示的測量不確定度，稱為擴展不確定度，通常用符號U表示。

擴展不確定度確定的是測量結(jié)果的一個區(qū)間，合理地賦予被測量之值的頒的大部分可望包含于此區(qū)間。實際上，擴展不確定度是由合成不確定度的倍數(shù)表示的測量不確定度，它是將合成不確定度擴展了k倍所得的，即U＝kuC，k稱為包含因子。通常情況下，k取2（或3）。

（二）測量不確定度的來源（了解）

1、對測量的定義不完整或不完善；

2、實現(xiàn)被測量定義的方法不理想；

3、取樣的代表性不夠，即被測量的樣本不能代表所定義的被測量；

4、對被測量過程受環(huán)境影響的認識不周全，或?qū)Νh(huán)境條件的測量與控制不完善；

5、對模擬儀器的讀數(shù)存在人為偏差（偏移）；

6、測量儀器的分辨力或鑒別力不夠；

7、賦予測量標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的值不準(zhǔn)；

8、用于數(shù)據(jù)計算的常量和其它參量不準(zhǔn)；

9、測量方法和測量程序的近似性和假定性；

10、在表面上看來完全相同的條件下，被測量重復(fù)觀測值的變化。

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