JJF1033-2016计量标准考核规范宣贯3

三、计量标准考核中有关技术 问题 计量标准的建立 、 考核 、 使用 、 监管等是一项技术性很强的工作 ， 涉及计量技术理论和应用的方面 。 随着技术的进步 ， 一些基础性的国际建议 、 国家规范等发生较大变化 ， 包括计量术语及定义 、 测量不确定度评定等。 因此 ， 新版 考核规范 重新修订了附录 C， 对其进行了重新规定 。 00:22:48 计量标准考核中有关技术问题 （一）检定或校准结果的重复性 （二）计量标准的稳定性 （三）检定和校准结果的不确定度评定 （四）检定或校准结果的验证 （五）现场实验结果的评价 （六）计量标准的量值溯源和传递 框图 00:22:48 （一）检定 或校准结果的 重复性 （ 附录 C.1） 00:22:48 C. 1 检定或校准结果的重复性 C. 1. 1 检定或校准结果的重复性是指在重复性 测量条件 下，用计量标准对 常规 被检定或被 校准对象 （ 以下 简称被测 对象）重复测量所得 示值或测得值间的一致程度 。通常 用重复性测量条件 下所得检定或校准结果的分散性定量地表示，即用单次检定或校准 结果 的 实验 标准差 ()来 表示 。 检定 或校准结果的重复性通常是检定或校准结果的不确定度来源之一。 00:22:48 C. 1. 2 检定或校准结果的重复性试验方法 在重复性 测 量 条件 下 ， 用计量标准 对被测对象 进行 n次独立重复 测 量 ， 若得到的测得值 为 (i = 1, 2 ， ， n， 则其重复性 按 下列 公式计算： 式 中 ： 个 测得值的 算术平均值； 重复测量次数， 应当尽可能大，一般应当不少于 10次。 如果检定或校准结果的重复性引人的不确定度 分 量 在 检定或校准结果的不确定度中 不是主要 分量 ，允许适当减少 重复 测次数 ，但至少应当满足 6 。 （ C.1） 00:22:48 21 = 1 00:22:48 C.1.3 被测对象对测得值的分散性有影响 ， 特别是当被测对象是非 实物量具 的测量仪器时 ， 该 影响应当包括在检定或校准结果的重复性 之中 。 在 测 量 不确定度评定中 ， 当检定或校准结果由 单次 测量得到 时 ， 由 公式 （ C.1） 计算 得到的检定或校准结果的 重复性 直 接 就是检定或校准 结果 的一个不确定度分量 。 当检定或校准结果由 N次 重复测量的平均值得到时 ， 由检定或 校准结果 的重复性引 人的 不确定度分量 为： = 00:22:48 C.1.4 被检定或被校准仪器的分辨力也会影响检定或校准结果的重复性 。 在 测量 不确定度评定 中 ， 当检定或校准 结果的重复性引人的不确定度分量大于被 检定或被 校准仪器的分辨力 所引 人的不确定度分量时 ， 此时 重复性中已经 包含分辨力对检定或校准结果的影响 ， 故不应当 再考虑 分辨力所引人的不确定度分量 。 当 检定或校准结果的重复性引人的不确定度分量小于 被检定 或被校准仪器的分辨力所引人的不确定度分量时 ， 应当用分辨力引人的不确定度分量 代替检定 或校准结果的重复性分量。 若被检定或被校准仪器的分辨力 为 ， 则 分辨力引人的 不确定度 分量 为 0.289。 00:22:48 00:22:48 C.1.5 对于常规的计量检定或校准 ， 当无法 满足 10时 ， 为了使得到的实验标准差更可靠 ， 如果 有可能 ， 可以采用合并样本标准差表示检定或校准结果的重复性 ， 合并 样本标准差按公式 （ C.2） 计算： 式 中： 测量的 组 数； 每组包含的测量 次数； 第 组 中第走次的测得 值； 第 组测得值的算术平均值 。 （ C.2） 00:22:48 = 1 211由 （ C.2） 计算 得到的合并样本标准差仍是单次测量结果的实验 标准差 ，若最后 给 出 的测量结果 是 若干次测量结果 的平均值，例如 N次 ，则该平均值的实验 标准差为 = （ C.2.1） 00:22:48 00:22:48 在一些常规的日常检定或校准中 ， 采用合并样本标准差也经常会有十分好的效果 ， 现在以 10 kg砝码的校准为例来进行说明： 10 kg砝码的校准一般采用比较测量方法 ， 将作为参考标准的 10 kg砝码和被校准的 10 kg砝码按 ABBA的顺序放在质量比较仪进行比较 ， 测量出两砝码的质量差 。 若校准规范规定重复测量 3次 ， 此时直接采用 （ C.1） 的实验标准差无疑是不可靠的 。 常见的解决办法是增加测量次数 ， 满足 10。 而更为简便的办法是无需多做任何测量 ， 只要找出 近期 校准过的所有 10 kg砝码 的原始记录 ， 每个砝码都有一组三次重复测量的数据 ， 此时应可以采用式 （ C.2） 来计算其合并样本标准差 。若近期共校准过 15个 10 kg砝码 ， 这相当于对一个砝码进行了 15组测量 ， 每组 3次 。这样做不仅节省了实验测量的时间 ， 同时所得到实验标准差也比较可靠 。 再利用 （ C.2.1） ， 就可计算三次测量平均值的标准不确定度 。 = = = 300:22:48 检定或校准结果重复性符合性判定： C.1.6 对于新建计量标准 ，检定或校准结果的重复性应当直接作为一个不确定度来源用于 检定 或校准结果的不确定度 评定中。其结果应当 满足开展的检定或校准项目的 要求。 对于 已建 计量标准： 如果 测得的重复性不大于新建 计量标准时 测得的重复性，则重复性符合 要求； 如果 测得的重复性大于新建计量标准时测得的重复性， 则应当 依据新测得的重复性重新进行检定或校准结果的不确定度的评定，如果评定结果仍满足 开展 的检定或校准项目的要求，则重复性试验符合要求，并可以将新测得的重复性作为下次 重复性 试验是再合格的判定 依据； 如果 评定结果不满足开展的检定或校准项口的要求，则重复性 试验 不符合要求。 00:22:48 计量标准器 的 不确定度 1 主要配套设备的不确定度 计量标准的不确定度 2 其他因素引入的不确定度分量 检定或校准结果的不确定度 3 所开展的检定或校准项目的不确定度，即目标不确定度 4 （ 小于） 4种不确定度关系图 计量标准器（主要配套设备）的不确定度 U1 计量标准 的不确定度 U2 检定或校准结果的不确定度 U3 检定或校准结果的不确定度 U4 关系： U1、 U2、 U3：通常情况下， U1、 U2“相当”， U2/U3一般为 1/31/10更可靠 。 U3 U4 关于检定或校准结果重复性的几点说明 00:22:48 在 JJF 1033-2008版中称为 “ 计量标准的重复性 ”， 而在新版 JJF 1033-2016中更名为 “ 检定或校准结果的重复性 ” 。 这一名称的改变只是回归该术语的本意 ， 并不表示其内容有任何实质上的变化 。 00:22:48 JJF 1001-1998版有两个关于重复性的术语 测量仪器的重复性 测量结果的重复性 JJF 1001-2011版将两个术语合并成新的术语： “测量重复性” 简称“重复性” 定义：在相同测量条件下， 重复测量同一个被测量，测 量仪器提供相近示值的能力 定义：在重复测量条件下， 对同一被测量进行连续多次 测量所得结果之间的一致性 00:22:48 在计量标准考核的历史上（ 1033-2001版和 2008版），使用的术语是“ 计量标准的重复性 ”。显然“计量标准”本身就是“测量仪器”，因此“计量标准的重复性”应属于“测量 仪器 的重复性”。也就是说该重复性应主要来源于计量标准而不是测量对象。 于是结论是，为得到“计量标准的重复性”，似乎 应该采用稳定的被测对象。 00:22:48 计量标准的重复性 1033-2001版 稳定的 被测对象 重复性中 未包含被测对象的影响 计量标准的重复性 常规的 被测对象 重复性中 已包含被测对象的影响 检定和校准 结果的重复性 常规的 被测对象 重复性中 已包含被测对象的影响 1033-2008版 1033-2016版 00:22:48 对于不同的测量点 ， 测得的重复性有可能不同 ， 此时应采用测量范围内最大重复性 。也可以分段给出重复性 ， 每一分段的重复性以该分段内的最大重复性表示 。 对于可以测量多种参数的计量标准 ， 应分别对每种参数进行重复性试验 。 00:22:48 严格地说 ， 要在完全相同的条件下进行两次重复测量是不可能的 。 这里的 “ 相同的操作条件 ” 应理解为测量时的环境条件应牌统计控制状态下 。 而要求 “ 在短时间内重复测量 ” 也是为了确保测量时的操作条件基本保持不变 。 如果测量时间较长 ， 难免操作条件发生变化 ，因此在进行重复性测量时 ， 测量时间应尽可能短 。 00:22:48 在进行重复性测量时 ， 从原则上讲所有的测量条件均应该保持不变 。 但由于在进行不确定度评定时 ， 可能有部分不确定度来源由于信息量缺乏而无法采用 B类方法进行评定 ， 此时在进行重复性测量时应该使该不确定度来源所对应的影响量在合理范围内改变 ， 使得到的重复性分量中包含该因素对测量结果的影响 ， 否则该不确定度分量将会被遗漏 。 所谓 “ 合理范围 ” 是指规程或规范所规定的该影响量的允许变化范围 。 00:22:48 反之 ， 如果某一不确定度来源在 B类评定中已经予以考虑 ， 此时在进行重复性测量时应该使该不确定度来源所对应的影响量保持不变 ， 否则该不确定度分量将会被重复计算 。 不遗漏 ， 也不重复计算每一个不确定度分量 ，特别是重要的不确定度分量 ， 这是不确定度评定的一项基本原则 。 00:22:48 测量对象的选择 为使评定得到的不确定度可用在大多数的同类测量中 ， JJF 1033规定重复性试验所采用的测量对象应是常规测量对象 。 所谓 “ 常规 ” 的测量对象 ， 应理解为其本身的短期稳定性是绝大多数的被测对象都能达到的 ， 而不能采用短期稳定性最好的测量对象 。 这就是为什么在新版 JJF1033中将原来的 “ 计量标准的重复性 ” 改名为 “ 检定或校准结果的重复性” 的原因 。 00:22:48 （二）计量标准 的 稳定性 （ 附录 C. 2 ） 00:22:48 C.2.1 计量标准的稳定性是指 计量标准 保持其计量特性 随时间恒定的能力 。 因此 计量标准的 稳定性与所考虑的时间段长短有关 。 计量标准的稳定性应当包括计量标准器的稳定性和 配套 设备的稳定性 。 如果 计量标准可以测量多种 参数 ， 应当 对每种参数分别进行稳定性考核 。 00:22:48 C.2.2 稳定性的考核 方法 C.2.2.1 采用核查标准进行考核 C.2.2.1.1 用于日常验证测量仪器或测量系统性能的装置称为核查标准或核查装置 。 在 进行 计量标准的稳定性考核时 ， 应当选择量值稳定的被测对象作为核查标准 。 采用核查标准对 计量标准 的稳定性进行考核时 ， 其记录格式可以使用附录 F 计量标准 的稳定性考核 记录 （ 参考格式 ） 。 00:22:48 C.2.2.1.2 对于 新建计量标准 ， 每隔一段时间 (大于一个月 ) ， 用该 计量标准 对核查标准 进行一 组 n次 的重复测量 ， 取其算术平均值为该组的测得值 。 共观测m组 （ m4） 。 取 m组 测得 值中 最大值和最小值之 差， 作为 新建计量标准在该时间段内的稳定性 。 C.2.2.1.3 对于 已建计量标准 ， 每年至少一次用被考核的计量标准对核查标准进行一 组 n次重复 测量 ， 取其算术平均值作为测得值 。 以相邻两年的测得值之差作为该时间段内计量标准 的稳定性 。 00:22:48 C.2.2.2 采用高等级的计量标准进行考核 C.2.2.2.1 对于 新建计量标准 ， 每隔一段时间 (大于一个月 ) ， 用高等级的计量标准对新建 计量标准 进行一组测量 。 共测量 m组 （ m4） ， 取 m组 测得 值中最大值和最小值之差 ， 作为 新建计量标准 在该时间段内的稳定性 。 C.2.2.2.2 对于 已建计量标准 ， 每年至少一次用高等级的计量标准对被考核的计量标准 进行测量 ， 以相邻两年的测得值之差作为该时间段内计量标准的稳定性 。 00:22:48 C.2.2.3 采用控制图法进行考核 C.2.2.3.1 控制图 （ 又 称休哈特 控制图 ） 是 对测量过程 是否处于 统计控制状态的一种图形 记录 。 它能判断测量过程中 是否存在 异常因素并提供有关信息 ， 以便于查明产生异常的原因， 并采取 措施使测量过程重新处于统计控制状态 。 C.2.2.3.2 采用控制图法对计量标准的稳定性进行考核时 ， 用被考核的计量标准对一个 量值比较 稳定的核查标准作连续的定期观测 ， 并根据定期观测结果计算得到的统计控制 量 （ 例如平均值 、 标准偏差 、 极差 ） 的 变化情况 ， 判断计量标准的量值是否处于统计控制状态 。 00:22:48 C.2.2.3.3 控制图的方法仅适合于满足下述条件的 计量标准： 准确度等级 较高且重要的 计量标准； 存在 量值稳定的核查标准 ， 要求其同时具有良好的短期稳定性和长期 稳定性； 比较 容易进行多次重复测量 。 C.2.2.3.4 建立控制图的方法和 控制图异常 的判断准则参见 GB/T 4091- 2001 idt ISO 8258: 1991 常规 控制图 。 00:22:48 C.2.2.4 采用计量检定规程或计量技术规范规定的方法进行 考核当 计量检定规程或计量技术规范对计量标准的稳定性考核方法有明确规定时 ， 可以按其 规定 进行计量标准的稳定性考核 。 C.2.2.5 采用计量标准器的稳定性考核结果进行 考核将 计量标准器每年溯源的检定或校准数据 ， 制成计量标准器的稳定性考核记录表或 曲线图 （ 参见附录 D 计量标准 履历书 中 的 “ 计量标准 器的稳定性 考核图表 ” ， 作为证明计量标准 量值稳定 的依据 。 00:22:48 C.2.3 在进行计量标准的稳定性考核时 ， 应当 优先采用核查标准 进行 考核； 若 被考核的 计量标准 是建标单位的次级计量标准时 ， 也可以选择高等级的计量标准进行 考核； 若 符合 C.2.2. 3.3的条件 ， 也可以选择控制图进行 考核； 若 有关计量检定规程或计量技术规范对计量标准的 稳定性考核 方法有明确规定时 ， 也可以按其规定进行 考核； 当 上述方法都不适用时 ， 方可采用 计量标准器 的稳定性考核结果进行考核 。 00:22:48 （三）检定和校准结果的不确定度评定 （ 附录 C.3 ） 00:22:48 1. 测量不确定度表示指南 Guide to the Expression of Uncertainty in the Measurement, 简称 GUM 1993年版 1995年修订版 最新版本为 ISO/IEC Guide98-3-2008 00:22:48 国际计量相关基础文件发生较大变化： 2. 国际通用计量学基础术语 International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology, 简称 VIM。 第一版 1984 第二版 1993 第三版 2007（最新版本） JJF 1001-2011 00:22:48 国内相关文件随之发生变化： 1. 国家计量技术规范 测量不确定度评定与表示 JJF 1059-1999 对应于 GUM1993 JJF 1059.1-2012 对应 于 GUM2008 JJF 1059.2-2012 用蒙特卡洛法评定测量不确定度 则是根据 GUM2008的附件制定。 2. 国家计量技术规范 通用计量术语及定义 JJF 1001-1991 对应于 VIM 1 JJF 1001-1998 对应于 VIM 2 JJF 1001-2011 对应于 VIM 3（最新版本） 00:22:48 关于测量不确定度评定与表示： 1993年，经过七年的讨论，由 ISO计量技术顾问组第三工作组起草，并以七个国际组织的名义联合发布了 GUM和 VIM第二版。为在全世界统一采用测量结果的不确定度评定奠定了基础，从而取代误差评定。 1995年，发布了 GUM的修订版。 2008年，发布了新版 GUM。 00:22:48 用测量不确定度评定代替误差评定的原因 传统的误差评定遇到了两方面的问题： 1. 逻辑概念方面的问题 2. 评定方法的问题 00:22:48 1. 逻辑概念方面的问题 测量误差的定义： 测量结果减去被测量的真值 因此，要得到误差的两个必要条件是： 已经得到测量结果； 已知真值（由于超值按其本性是不确定的，实际上用的是约定真值） 00:22:48 2. 评定方法的问题 问题出现在随机误差和系统误差的合成方法上。 传统误差评定方法： 寻找所有的误差来源； 将各误差分量分为随机误差和系统误差两类； 随机误差通过多次重复测量用标准偏差 表示； 由于标准偏差 对应的置信概率不够高 ， 通常用 2或 3表示 如果有多个随机误差分量 ， 用方和根方法合成 ， 得到总的随机误差 ran 系统误差用可能产生的最大误差来表示； 如果有多个系统误差分量 ， 也用方和要法合成 ， 得到总的系统误差 sys 最后再次用方和根法将总的随机误差和总的系统误差合成 ， 得到测量结果的总误差： 2= 2 2 00:22:48 关于误差，准确度和不确定度等术语的基本概念 1. 测量结果的误差、准确度和不确定度等术语 2. 测量误差和测量不确定度的差别 3. 测量仪器的误差、准确度和不确定度 所有术语均基于 JJF 1001 通用计量术语及定义 和VIM 国际通用计量学基本术语 00:22:48 1. 测量结果的误差、准确度和不确定度 在测量中，描述测量结果准确与否的常用术语有： 测量误差 测量准确度 测量不确定度 测量精密度 测量正确度 等。 00:22:48 1.1 测量误差 定义： 测量结果减去被测量的真值 注： 由于真值不能确定，实际上用的是约定真值； 当有必要与相对误差相区别时，误差有时称为测量的绝对误差。但不应与误差的绝对值相混淆，后者为误差的模。 约定真值： 对于给定目的的具有适当不确定度的、赋予特定量的值，有时该值是约定采用的。 VIM 2 的定义 00:22:48 误差的定义： 测量结果 减去 被测量的 真值 测量结果只能通过测量才能得到 ， 所以误差也只能通过测量得到 误差表示一个差值 ， 不是一个区间或范围 只有知道真值 （ 实际上用的是约定真值 ） 才能得到误差 。 仅仅通过分析和评定的方法得到的不可能是误差 。 00:22:48 测量结果（ JJF 1001-1998， VIM 2） 由测量所得到的而赋予被测量的值 注： 在给出测量结果时 ， 应说明它是示值 、 未修正测量结果或已修正测量结果；还应表明它是否为若干个值的平均值； 在测量结果的完整表述中 ， 应包括测量不确定度 ， 必要时还应给出自由度及影响量的取值范围 。 00:22:48 测量结果 （ JJF 1001-2011， VIM 3） 与其他有用的相关信息一起赋予被测量的一组量值 。 注 : 测量 结果通常包含这组量值 的 “ 相关信息 ” ， 诸如某些可以比其他方式更能代表 被测量 的 信息 。 它可以 概率密度函数 （ PDF） 的 方式表示 。 测量 结果通常表示为单个测得的量值和一个测量不确定度 。 对某些用途 ， 如果认为测量不 确是 度可忽略不计 ， 则测量结果可表示为单个测得的量值 。 在许多领域中这是表示测量结果 的常用 方式 。 在 传统文献和 1993版 VIM中 ， 测量 结果定义为赋予被测量的值 ， 并按情况解释为平均 示值 、 未修正的结果或已修正的结果 。 00:22:48 测 得的量值 （ JJF 1001-2011， VIM 3） 代表测量结果的量值。 注： 对 重复 示值的测量 ， 每个示值可提供相应的测得值 。 用这一组独立的测得值可计算出作为 结果的 测得值 ， 如平均值或中位值 ， 通常它附有一个已减小了的与其相关联的测量不确定度 。 当 认为代表被测量的真值范围与测量不确定度相比小得多时 ， 量 的测得 值可认为是实际 唯一其 值的估计值 ， 通常是通过重复测量获得的各独立测得值的平均值或中位值 。 当 认为代表被测量的 真值范围与 测量不确定度相比不大小时 ， 被 测量的测得值通常是一组 真值 的平均值或中位值的估计值 。 在 测量不确定度表示 指南 （ GUM） 中 ， 对 测得的量值使用的术语 有“ 测量结果 ” 和 “ 被测量 的值的 估计 ” 或 “ 被 测量的 估计值 ” 。 00:22:48 误差分类： 误差按其性质 ， 可分为系统误差和随机误差两类 。 1993年 VIM第二版给出的系统和随机误差的定义如下： 系统误差 的定义： 在重复性条件下 ， 对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量 的真值 之差 。 随机误差 的定义： 测量结果与在重复性条件下 ， 对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差 。 00:22:48 总体均值 概率密度 真值 系统误差 测量值的 概率密度 分布曲线 测量结果 误差 随机误差 测得值 误差 =系统误差 +随机误差 00:22:48 总体均值 概率密度 真值 系统误差 测量值的 概率密度 分布曲线 测量结果 误差 随机误差 测得值 真值可能远离总体均值 00:22:48 样本均值 残差 总体均值 概率密度 真值 系统误差 测量值的 概率密度 分布曲线 测量结果 误差 随机误差 测得值 无限多次 有限次 单次 约定真值 系统误差 的估计值 误差的 估计值 00:22:48 由系统误差和随机误差的定义，可得： 误差 = 测量结果 真值 = 测量结果 总体均值 + 总体均值 真值 = 随机误差 + 系统误差 测量结果 = 真值 + 误差 = 真值 + 随机误差 + 系统误差 该式在以后的不确定度评定中将成为写出数学模型的基础 00:22:48 随机误差定义的变化： 1993年以前，随机误差的定义是： 在同一量的多次测量过程中，以不可预知方式变化的测量误差分量。 当时还规定，随机误差用多次重复测量结果的实验标准差表示，因此，它表示为一个“区间”或“范围”。 1993年以后采用了现在的定义，于是随机误差和系统误差一样，也表示一个差值。 00:22:48 1993年前，随机误差用标准偏差 表示。 在理论上， 应表示为： = lim 2 1993年前随机误差的定义 各测量结果拥有一个共同的随机误差 现在随机误差的定义 每 一个测量结果有其各自的随机误差 00:22:48 1993年前，随机误差用标准偏差 表示。 在理论上， 应表示为： = lim 2 1993年前随机误差的定义 现在随机误差的定义 过去的随机误差是现在的随机误差的方均根值 00:22:48 因此，随机误差和系统误差的合成应该采用代数相加 的方法 。 00:22:48 测量误差定义的变化： VIM2的定义： 测量结果 减去被测量的 真值 （ JJF1001-1998） VIM3的定义： 测量的量值 减去 参考量值 （ JJF1001-2011） 将原先的“测量结果” 改为 “测得的量值” 将真值 改为 参考量值 参考量值 可为 真值 或 约定真值 00:22:48 系统误差定义的变化： JJF 1001-1991（ VIM 第一版） 在同一量的多次测量过程中，保持恒定或以可预知方式变化的测量误差的分量。 JJF 1001-1998（ VIM 第二版） 在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差。 JJF 1001-2011 （ VIM 第三版） 在重复测量中保持不变或按可预见方式变化的测量误差的分量。 00:22:48 测量结果的准确度 被 测量的 测得值与其真值间的一致 程度 注： 概念“ 测量 准确度”不是 一个 量，不 给出有数字的量值。当测量提供较小的 测量误差 时就说该测量是较准确的。 术语“测量准确度”不 应 与“测量正确度用测量精密度”相 混淆， 尽管它与这两个 概念 有关。 测量 准确度有时被理解为赋予被测量的测得值之间的一致程度。 00:22:48 测量精密度 在规定条件 下，对 同一或类似被测 对象重复测量所得示值 或测得值间的一致 程度。 注： 测量 精密度通常用不精密程度以数字形式表示 ，如 在规定测量条件下的标准偏差 、方差 或 变差系数 。 规定 条件可以是重复性测量条件、期间精密度测量条件或复现性测量条件。 测量 精密度用于定义测量重复性、期间测量精密度或测量复现性。 术语“测量精密度”有时 明于 指“测量准确度”， 这是错误的。 00:22:48 测量正确度 无穷 多次重复测量所得量值的平均值与一个参考量值间的 一致程度 。 注 : 测量 正确度不是一个量 ， 不能 用 数值表示 。 测量 正确度与系统测量误差 有关 ， 与 随机测量误差无关 。 术语 “ 测量正确度 ” 不能用 “ 测量准确度 ” 表示 ， 反之亦然 。 00:22:48 真值或参考量值 系统误差大 准确度低 精密度低 正确度低 系统误差大 准确度低 精密度高 正确度低 系统误差小 准确度高 精密度低 正确度高 系统误差小 准确度高 精密度高 正确度高 00:22:48 测量不确定度（ VIM 2） 表征合理地赋予被测量之值的 分散性 ，与测量结果相联系的参数。 不确定度不是差值 ，而是一个 “ 区间 ”或 “ 范围 ” 由此给出了误差和不确定度的是主要差别 00:22:48 测量不确定度（ VIM 2） 表征合理地赋予被测量之值的分散性， 与测量结果相联系的参数。 不确定度是用来说明测量结果的参数 ， 不是用来说明测量仪器的 。 00:22:48 测量不确定度（ VIM 2） 表征合理地 赋予 被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数。 “赋予”表示测量不确定度是由评定者给予的，因此所给的不确定度多少会与评定者有关，也就是说评定者给予的不确定度多少会带有主观色彩 例如与评定者的水平 、 看问题的立场 ，以及经验等有关 00:22:48 不确定度定义的变化： JJF 1001-1998： 表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数。 JJF 1001-2011： 根据 所用到 的信息，表征赋予 被测量量值 分散性 的非负 参数 。 注 : 测量 不确定度包括由系统影响引起的分量，如与修正量和测量标准所赋量值 有关的 分量及定义的不确定度。有时对估计的系统影响未作修正 ，而是 当作不确定度分量处理。 此 参数可以是诸如称为标准测量不确定度的 标准偏差（或 其特定 倍数），或是 说 明了 包含概率的区间半宽度。 测量 不确定度一般由若干分量组成。其中一些分量可根据一系列测量值的统计 分布，按 测量不确定度的 A类 评定进行 评定，并 可用标准差表征。而另一些分量则可根据 基于经验 或其他信息所获得的概率密度函数，按 测量不确定度的 B 类评定进行评定 ，也 用 标准偏差 表征。 通常，对于 一组给定的信息 ，测量 不确定度是相应于所赋予被测量的值的。该值 的改变 将导致相应的不确定度的改变。 本 定义是按 2008版 VIM给 出的 ，而 在 GUM中 的定义 是： 表征 合理地赋予被 测量之 值的分散性， 与测量结果相联系的 参数。 00:22:48 注 3：测量 不确定度一般由若干分量组成。其中 一些分量 可根据一系列测量值的 统计分布 ，按测量不确定度的 A类评定进行评定，并可用标准差表征。而 另一些分量 则可根据基于经验或其他信息所获得的 概率密度函数 ，按测量不确定度的B 类评定 进行评定，也用标准偏差表征。 指可以实验测量的那些影响量 指无法实验测量的那些影响量 通过概率密度函数等到相应包含因子k来计算 通常可用贝塞尔公式计算 可通过实验测量用统计学方法评定 不同于A类评定的方法 00:22:48 定义的不确定度 由于被测量定义中细节量有限所引起的测量不确定度分量。 注： 定义的不确定度是在任何给定被测量的测量中实际可达到手最小测量不确定度。 所描述细节中的任何改变导致另一个定义的不确定度。 00:22:48 目标不确定度 根据测量结果的预期用途 ， 规定作为上限的测量不确定度 。 00:22:48 测量仪器的误差： 测量仪器的示值误差 测量仪器示值与对应输入量参考量值之差 。 测量仪器的最大允许误差 对给定的测量 、 测量仪器或测量系统 ， 由规范或规程所允许的相对于已知参考值的测量误差极限值 。 仪器的示值误差是误差 ， 因为它符合误差的定义 。 仪器的最大允许误差不是误差 ， 它不符合误差的定义 。 同型号的不同仪器 ，它们的示值误差一般是不同的 。 示值误差必须通过检定或校准才能得到 。 最大允许误差不是通过检定或校准得到的 。 最大允许误差不是测量不确定度 ， 但它可以作为评定测量不确定度的依据 （ B类评定 ） 。 00:22:48 测量仪器的最大允许误差的表示形式： 用绝对误差表示： 0.1 V， 0.5 m； 用相对误差表示： 1%； 用引用误差表示： 1 10-6FS（满量程） 用组合形式表示： （ 0.1%读数 0.1 ns） 可以是误差和相对误差的组合；或是引用误差和相对误差的组合。 00:22:48 测量不确定度的评定 方法简介 测量不确定度的评定方法应当依据 JJF 1059.1 测量 不确定度评定与表示 。 对于 某些 计量标准 ， 如果需要 ， 也可以采用 JJF 1059.2用 蒙特卡洛法评定测量不确定度 。 如果 相关 国际组织 已经制定了该计量标准所涉及领域的测量不确定度评定指南 ， 则测量不确定度评定也 可以依据 这些指南 进行 （ 在 这些指南的适用范围 内 ） 。 00:22:48 方差合成定理 如果一个随机变量是两个或多个 独立 随机变量 之和， 则该随机变量的方差等于各分量的方差之和 。 如果： = 1 +2 +3 + 则： = 1 + 2 + 3 + 00:22:48 = 1 +2 +3 + = 1 + 2 + 3 + = 2 = 2 2 = 2 1 +2 2 +2 3 +2 00:22:48 对于更一般的情况，被测量 和各影响量 可能具有不同的量纲，此时被测量 可以表示为： = 11 +22 +33 + = 11 + 22 + 33 + 2 = 122 1 +222 2 +322 3 +22 00:22:48 的意义：对应于输入量 的灵敏系数 ， 在数学上： = 其物理意义是当输入量 变化一个单位量时， 被测量 的变化量 。 于是由输入量 所引入的不确定度分量为： = 00:22:48 上式也称为“不确定度传播定律” 2 = 122 1 +222 2 +322 3 +22 2 = 12 +22 +32 +2 00:22:48 测量的目的：得到 不确定度评定的目的：得到扩展不确定度 如何得到 ？ 由于 = ，因此 2 = 12 +22 +32 +2 00:22:48 如何得到 ? 为了利用方差合成定理 2 = 12 +22 +32 +2 必须先知道 的 方差 2 2 00:22:48 如何得到 2 ? 根据： 2 = 12 +22 +32 +2 必须先知道 2 2 2 2 00:22:48 得到各分量的方差 2 的前提是得到各不确定度分量 2 2 2 2 ( )2 00:22:48 由于 = ，因此得到各不确定度分量 的前提是知道各影响量的标准不确定度 。 2 2 ( )2 2 2 ( )2 00:22:48 得到 以及对应灵敏系数 的前提是给出： 测量模型 = 1,2,3, 。 而得到测量模型的前提是找出所有能影响测量结果及其不确定度的影响量 1,2,3,。 于是我们可以得到下面给出的测量不确定度的评定流程。 过去常称为“数学模型” 00:22:48 2 2 ( )2 1,2,3, = 1,2,3, 寻找不确定来源 写出测量模型 2 2 ( )2 依次评定各输入量的标准不确定度 乘灵敏系数后得到各不确定分量 平方后得到对应于各分量的方差 由方差合成合成定理得到合成方差 开方后得到合成标准不确定度 乘 k得到扩展不确定度 00:22:48 测量不确定度的来源 被测量的定义不完整 复现被测量的测量方法不理想 取样的代表性不够 对测量过程受环境影响的认识不恰如其分或对环境参数的测量与控制不完善 对模拟式仪表的读数存在人为的偏移 测量仪器的计量性能的局限性 测量标准或标准物质的不确定度 引用的数据或其它参量的不确定度 测量方法和测量程序的近似和假设 在相同条件下被测量在重复观测中的变化上各测量不确定度来源可能相关 。 00:22:48 对测量模型的要求： 在 GUM原文中，有一段话，其意为： 在进行测量不确定度评定时，要给出被测量 和各输入量 之间函数关系的数学表示式。并且该函数中应包含所有对测量结果的不确定度有显著影响的影响量，包括修正值和修正因子。 00:22:48 一个好的测量模型应该能满足下述条件： 测量模型应包含对测量不确定度有显著影响的全部输入量 ， 即不遗漏任何对测量结果有显著影响的不确定度分量； 不重复计算我们要一项对测量结果的不确定度有显著影响的不确定度分量； 当选取的输入量不同时 ， 有时测量模型可以写成不同的形式 ， 各输入量之间的相关性也可能不同。 此时一般应选择合适的输入量 ， 以避免处理较麻烦的相关性 。 00:22:48 实例：量块比较测量（检定和校准） 计算公式 = + 计算公式通常不直接就是测量模型 ， 因为它可能是一个近似式 ， 也就是说有些影响量可能没有包含在其中 。 00:22:48 计算公式是： = + 而根据测量原理 ， 被测长度与各影响量之间的关系应该为： 1+ = 1+ + = + + 00:22:48 = 1+ +1+ = 1+ + 11+ 1 = 1+ 1 + 1122 1+ + + + = + + 1+ = 1+ + 00:22:48 = + = + + = = 选择不同的影响量得到不同的测量模型 选择不同的影响量得到不同的测量模型00:22:48 测量模型中的透明箱模型和黑箱模型： 上面得到的测量模型 ， 被测量和所有影响量之间的函数关系可以用一个解析形式的函数表示出来， 这种模型称为透明箱模型 。 对于透明箱模型 ， 由于它们之间的具体函数关系已知 ， 因此可以明确地计算出每一个影响量的是如何影响被测量的 。 = + 00:22:48 透明箱模型是一种比较理想的情况 ， 而在很多的情况下 ， 有许多输入量对测量结果的影响是无法用解析形式的数学表达式表示的 。 这时只能根据经验去估计输入量对测量结果的影响 ， 而无法详细了解输入量是如何影响测量结果的 。 如在量块的检定或校准中 ， 规定要求给出量块的中心长度 。 由于要准确估计这一偏离对测量结果的影响 ， 并采用透明箱模型的方式写入测量模型是十分困难的 。 此时 ， 可以采用增加一个修正项的方式将其补充到测量模型中 ， 即可采用黑箱模型的方式 。 = + + 不能得到具体函数关系 ， 但可根据实践经验估计出这一影响的极限值 。 根据这一极限值可以采用 B类评定的方法等到其不确定度 。 由于它是由随机效应