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[連(lián)載]有關(guān)不確定度的概念

發布時間:2007-04-02 作者:李慎安 來源:本站(zhàn)整理 瀏覽:4734
編者按

  8月19日至21日,中國計量協會(huì)在北京召開了(le)計量技術規範JJF1059:1999《測量不確定度評(píng)定與表示》研討(tǎo)會,共(gòng)有30餘位(wèi)專家出席(xí)。會上提出討論的問題有二十多個,請起草人解答的問題(tí)十多個,其他會上交流問題以及(jí)有關技術規範JJF1033:2001《計量標準考核》中(zhōng)有關不確定度問題共十個左右,國家質檢總局計(jì)量司陳紅副處長、本刊編(biān)委李春琴副秘書長也到會參加討論並解答了(le)一些問題。現約請李慎安老師將所討論的問題和意見,分別歸納為以下五個方麵加以整理、報導,供(gòng)讀者了(le)解、參考和討論,歡(huān)迎讀者繼續來稿(gǎo)參與討論

  1.有關不確定度的概念
      2.不確定度評定與簡化
      3.測量結果與不確定度表示(shì)
      4.國際情況與合格判斷
      5.其(qí)他問題

  當前(qián)國際上統(tǒng)一(yī)采用的測量(liàng)不確(què)定度的定義為:表征合理地賦予被測量之值的分散性,與測量結(jié)果相聯係的參數。定義中的分散性究竟指什麽的分散性?被測量之值的分散性?明顯是個誤解(jiě),“被測量之值”的含義,在GUM中,明確其含義為被測量的真值,技術規(guī)範中也采用了這一觀點,把(bǎ)他作為真值的(de)同義語。不是真值(zhí)的分散性(真(zhēn)值不可能有分散性)是(shì)肯定的(de),定義中明(míng)確的是賦予被測量(liàng)之(zhī)值,並非賦予(yǔ)真值而是測量結果(guǒ),測量結果就定義為“由測量所得到的賦予被測量的值。”也就是合理狀態下重複(fù)觀測所得測量結果的分散性,即在給定條件下(重複性條件或某種複現性條件所構成的某種統計控製狀態下(xià))所得眾多的重複觀測結(jié)果(guǒ)所構成的分散性。什麽的不確定度?被測量最(zuì)佳估計值的(de)不確(què)定度。定義中的後半句含義為不確(què)定度是與被測量之值(真值)的最佳估計相聯係的(de)參數。

  是不是測(cè)量儀器也有不(bú)確定度?在某些文件和文章中,經常可以看到“測(cè)量儀器的不確定度”或“測量(liàng)裝置的不確定度”,專家們認(rèn)為這種表述不(bú)宜推薦(jiàn)。從不確定度的定義,它隻是與(yǔ)測量結果相聯係的(de)參數,隻用於定量地說明測量結果的可疑程度,對於測量儀器或裝置而言,是不好理解的。有書上提出,測量儀器的不確定度(dù)是指測量儀器所提供的量值的不確定度。但往往測量儀器可提供不同的量值,例如量塊,其示值為其(qí)標稱值(zhí),是所提(tí)供的一種量值,已按等進行(háng)過校準後的證書上(shàng),校準值往往也作為它所提供的量值,除此之(zhī)外,一些儀器的示值往往並不固定而受到諸多因素的影響,而不能簡單地隻以一個值(zhí)給出,還需要指明某些條(tiáo)件(jiàn),從而使不確定度的表述變得較為複雜。大量的測量儀器示值,隻有最大允許誤差(MPE)或是相對最大允差、引用誤差等。這些術語(yǔ)所表達的概念(niàn)是一個(gè)概率近似為p=100%的分散區間半寬,實際上也是一種“誤差限”或“可能誤(wù)差(chà)”,根據GUM2.2.4節以及JJF1059 2.11節(jiē)注5均指明:不確定度的(de)本質(傳(chuán)統概念)也就(jiù)是測(cè)量結果給出的被測量估計值可能(néng)誤差的量度。從這一點上說MPE也是一種不確定度,隻不過不是標準不確(què)定(dìng)度。把它轉變為標準不確定度得按(àn)JJF1059中5.6節所提供的方法(fǎ)。這十(shí)分類似 5.2節通過U/k與5.3節通過Up/kp來(lái)轉變為標準不(bú)確定(dìng)度一樣。為(wéi)了使問題不(bú)致複雜化,我們不宜把(bǎ)MPE也視為一種擴展不確定度(p=100%)。在一些(xiē)文件或規範中的(de)表格裏,往往把表頭寫成:“測量儀器不確定度、準確度等級或最大允許誤差”,正說明(míng)了這一問題。

  關於不確定度(dù)分量的分類,當前一些書籍和文章中,過分強調了A類和B類的區分,而且(qiě)在不(bú)確定度評定中,往往不甚恰當地要求給出A類有哪些和B類有哪些,A類評定過了才是B類的評定等。事實上,用A類評定的(de)分量往往可以用B類評定,反之亦然。即評定的方法上並不局限於某種(zhǒng)。但(dàn)在不確定度所有分量中,隨(suí)機效應導致的分量與係統效應導致的分(fèn)量這(zhè)兩大類則往往總是並存而必須分別加以(yǐ)分析的。例如在化學分析(xī)中,如果平行試(shì)驗是從取(qǔ)樣(yàng)和稱取試樣開始,經過處理而至最後得到兩個(gè)獨立的平行試驗結果,則通(tōng)過這兩個結果之差所計(jì)算出來的(de)單次測(cè)量結果的合並樣本標(biāo)準差sp中,包(bāo)含了自稱取樣品直到最後結果的全過程中的隨機效應導致的分散性的總合成,那麽,剩下的(de)隻有係統效應導致的分量(liàng)了(le)。

  由於不確定度的定義是合理賦予被測量之值的分散性,很明顯,這個分散的可靠程度決定於賦予被測量(liàng)之值的多少(重(chóng)複觀測次數n的多少),次數n越多,越可靠(自由度ν越大),但是,當ν不夠大時,要給出具有(yǒu)給定概率p的分散區間半寬時,就是通過包含因子kp的適當增大(JJF1059附錄A給出的就是增大的kp)來滿足要求的。因此,不確定度評定(dìng)中,對某些條件適(shì)當的(de)放鬆,特別是日常檢測(cè)中,準確度要求不(bú)是很高的情況下,得出的不確定度稍許偏(piān)大(dà)一點,往往是正常的或必要的。這是其(qí)定義導致的(de)不確(què)定度有其不確定性。研討會上,專家們對此進行了充分討論。

 

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