不确定度的计算

1、不确定度不确定度的含义是指由于测量误差的存在，对被测量值的不能肯定的程度。反过来，也说明该结果的可信赖程度。它是测量结果质量的指标。不确定度愈小，所述结果与被测量的真值愈接近，质量越高，水平越高，其使用价值越高；不确定度越大，测量结果的质量越低，水平越低，其使用价值也越低。在报告物理量测量的结果时，必须给出相应的不确定度，一方面便于使用它的人评定其可靠性，另一方面也增强了测量结果之间的可比性。不确定度的作用测量不确定度是目前对于误差分析中的最新理解和阐述，以前用测量误差来表述，但两者具有完全不同的含义.现在更准确地定义为测量不确定度.是指测量获得的结果的不确定的程度.不确定度的计算不确定度的值

2、即为各项值距离平均值的最大距离。例：有一列数。A1,A2,.,An,他们的平均值为A,那么不确定度为：max|A-Ai|,i=1,2，,n不确定度的定义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统计学家与测量学家一直在寻找适宜的术语正确表达测量结果的可靠性。譬如以前常用的偶然误差，由于“偶然二字表达不确切，已被随机误差所代替，近年来，人们感到“误差二字的词义较为模糊，如讲“误差是士1%，使人感到含义不清晰。但是假设讲“不确定度是士1%那么含义是明确的。因而用随机不确定度和系统不确定度分别取代了随机误差和系统误差。测量不确定度与测量误差是完全不同的概念，它不是误差，也不等于

3、误差。1.测量不确定度和标准不确定度表征合理的赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数，称为测量不确定度。这是JJF10012019?通用计量术语及定义？中，对其作出的最新定义。测量不确定度是独立而又密切与测量结果相联系的、说明测量结果分散性的一个参数。在测量的完整的表示中，应该包括测量不确定度。测量不确定度用标准偏差表示时称为标准不确定度，如用说明了置信水准的区间的半宽度的表示方法那么成为扩展不确定度2.不确定度的A类、B类评定及合成由于测量结果的不确定度往往由多种原因引起的，对每个不确定度来源评定的标准偏差，称为标准不确定度分量，用符号表示。1不确定度的A类评定用对观测列进展统计分析

4、的方法来评定标准不确定度，称为不确定度A类评定；所得到的相应标准不确定度称为A类不确定度分量，用符号表示。它是用实验标准偏差来表征。2不确定度的B类评定用不同于对观测列进展统计分析的方法来评定标准不确定度，称为不确定度B类评定；所得到的相应标准不确定度称为B类不确定度分量，用符号表示。它是用实验或其他信息来估计，含有主观鉴别的成分。对于某一项不确定度分量终究用A类方法评定，还是用B类方法评定，应有测量人员根据具体情况选择。B类评定方法应用相当广泛。3合成标准不确定度当测量结果是由假设干个其他量的值求得时，按其他各量的方差和协方差算得的标准不确定度，称为合成标准不确定度。0它是测量结果标准偏差的

5、估计值，用符号表示。方差是标准偏差的平方，协方差是相关性导致的方差。计入协方差会扩大合成标准不确定度。合成标准不确定度仍然是标准偏差，它表征了测量结果的分散性。所用的合成方法，常称为不确定传播率，而传播系数又被称为灵敏系数，用表示。合成标准不确定度的自由度称为有效自由度，用表示，它说明所评定的的可靠程度3.扩展不确定度和包含因子1扩展不确定度扩展不确定度是确定测量结果区间的量，合理赋予被测量之值分布的大局部可望含于此区间。它有时也被称为范围不确定度。扩展不确定度是由合成标准不确定度的倍数表示的测量不确定度。通常用符号U表示：合成不确定度与的乘积，称为总不确定度符号为U。这里值一般为2,有时为3

6、。取决于被测量的重要性、效益和风险。扩展不确定度是测量结果的取值区间的半宽度，可期望该区间包含了被测量之值分布的大局部。而测量结果的取值区间在被测量值概率分布中所包含的百分数，被称为该区间的置信概率、置信水准或置信水平，用表示。这时扩展不确定度用符号表示，它给出了区间能包含被测量的可能值的大局部比方95%或99%。测量不确定度的分类，简单表示为：A类标准不确定度标准不确定度B类标准不确定度测量不确定度合成标准不确定度k=2，3扩展不确定度p为置信概率2包含因子包含因子是为求得扩展不确定度，对合成标准不确定度所乘之数字因子，有时也称为覆盖因子。包含因子的取值决定了扩展不确定度的置信水平。当=2时

7、，p=95%当=3时，p=99%相对不确定度，是指总不确定度除以标准值的百分率。4.滴定分析标准溶液的不确定度在GB/T6022019D附录B,明确了滴定分析标准溶液的不确定度的计算方法。即：不标准滴定溶液的标定方法大体上有四种方式：1用工作基准试剂标定标准滴定溶液的浓度；2用标准滴定溶液标定标准滴定溶液的浓度；3将工作基准试剂溶解、定容、量取后标定标准滴定溶液的浓度；4用工作基准试剂直接制备的标准滴定溶液。第一种方式包括：氢氧化钠、盐酸、硫酸、硫代硫酸钠、碘、高锰酸钾、硫酸铈、乙二胺四乙酸二钠cEDTA=0.1mol/L、0.05mol/L、高氯酸、硫氰酸钠、硝酸银、亚硝酸钠、氯化锌、氯化镁

8、、氢氧化钾一乙醇共15种标准滴定溶液。计算标准滴定溶液的浓度值cmol/L,表示为式313：313式中：一一工作基准试剂的质量的准确数值，g；工作基准试剂的质量分数的数值，%被标定溶液的体积的数值，mL；空白实验被标定溶液的体积的数值，mL；工作基准试剂的摩尔质量的数值，g/mol。编辑本段第二种方式包括：碳酸钠、重铬酸钾、溴、溴酸钾、碘酸钾、草酸、硫酸亚铁铵、硝酸铅、氯化纳共9种标准滴定溶液。计算标准滴定溶液的浓度值(mol/L)表示为314：314式中：标准滴定溶液的体积的数值，mL；空白实验标准滴定溶液的体积的数值，mL标准滴定溶液的浓度的准确数值，mol/L；被标定标准滴定溶液的体积的

9、数值，mb编辑本段第三种方式包括：乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液cEDTA=0.02mol/L，计算标准滴定溶液的浓度值(mol/L)表示为315：315式中：一一工作基准试剂的质量的准确数值，g;工作基准试剂的质量分数的数值，%被标定溶液的体积的数值，mL空白实验被标定溶液的体积的数值，mL工作基准试剂溶液的体积的数值，mL；量取工作基准试剂溶液的体积的数值，mL工作基准试剂的摩尔质量的数值，g/mol。编辑本段第四种方式包括：重铬酸钾、碘酸钾、氯化纳共3种标准滴定溶液。计算标准滴定溶液的浓度值（mol/L）表示为316：316式中：一一工作基准试剂的质量的准确数值，g;工作基准试剂的质量分数

10、的数值，%标准滴定溶液的体积的数值，mL工作基准试剂的摩尔质量的数值，g/mol。1标准滴定溶液浓度平均值的扩展不确定度的计算：317式中：一一包含因子一般情况下，=2；标准滴定溶液浓度平均值的合成标准不确定度，mol/L式317丨中：318式中：一一标准滴定溶液浓度平均值的A类标准不确定分量，mol/L；标准滴定溶液浓度平均值的B类合成标准不确定分量，mol/L。2工作基准试剂标定标准滴定溶液浓度即第一种方式平均值不确定度的计算。由于标准滴定溶液的标定方法有四种方式，因此不确定度的计算也分为四种。标准滴定溶液浓度平均值的A类不确定度有两种计算方法。a.标准滴定溶液浓度平均值的A类相对标准不确

11、定分量的估算，按式319计算：319式中：标准滴定溶液浓度值得总体标准差，mol/L;两人八平行测定的标准滴定溶液浓度平均值，mol/L。式319丨中：320式中：两人八平行测定的重复性临界差，mol/L;临界极差系数由GB/T117921989中表1查得。a.标准滴定溶液浓度平均值的A类相对标准不确定度分量的计算。用贝塞尔法计算两人八平行测定的实验标准差后，标定滴定溶液浓度平均值的A类相对标准不确定度分量，按式321计算：321式中：两人八平行测定结果的实验标准差，mol/L;两人八平行测定的标准滴定溶液浓度平均值，mol/L。标准滴定溶液浓度平均值的B类相对合成标准不确定分量的计算，以用电

12、子天平称量为例进展不确定度的计算。根据式313，标准滴定溶液浓度平均值的B类相对合成标准不确定分量。按式322计算：322式中：一一工作基准试剂质量的数值的相对标准不确定度分量；工作基准试剂质量分数的数值的相对标准不确定度分量;被标定溶液体积的数值的相对标准不确定度分量；工作基准试剂摩尔质量的数值的相对标准不确定度分量;被标定溶液浓度的数值修约的相对标准不确定度分量。工作基准试剂质量的数值的相对标准不确定度分量按式323计算：323式中：一一工作基准试剂质量的数值的标准不确定度分量，g；工作基准试剂质量的数值，g。式323丨中：按均匀分布，二324式中：电子天平的最大允许误差，g。工作基准试剂

13、的质量分数的数值的相对标准不确定分量，按式325计算：325式中：一一工作基准试剂质量分数的数值的标准不确定度分量，%工作基准试剂质量分数的数值范围的标准不确定度分量标准物质不包含此项，%工作基准试剂的质量分数的数值，%式325丨中：326式中：一一工作基准试剂的质量分数的数值的扩展不确定度总不确定度，%包含因子一般情况下，=2式325丨中：按均匀分布，二327式中：一一工作基准试剂的质量分数的数值范围的半宽，被标定溶液体积的数值的相对标准不确定度分量，应按式328计算：328式中：一一被标定溶液体积的数值的标准不确定度分量，mL;空白实验被标定溶液体积的数值的标准不确定度分量，mL被标定溶液

14、实际消耗的体积的数值，mL。经必要的省略，被标定溶液体积的数值的相对标准不确定度分量，按式329计算：329式中：一一称量水校正滴定管体积时引入的标准不确定度分量，mL；由内插法确定被标定溶液体积校正值时引入的标准不确定度分量，mL;被标定溶液体积校正值修约误差引入的标准不确定度分量，mL；温度补正值修约误差引入的标准不确定度分量，mL；被标定溶液体积的数值，mL;空白实验被标定溶液体积的数值，mL称量水校正滴定管体积时引入的标准不确定度分量按JJG1961990规定执行。量器在标准温度20C时的实际体积的数值，单位为毫升ml，按式330计算：330式中：量器标准体积的数值，mL；称得纯水的质

15、量的数值，g;衡量法用表中查得纯水质量的数值，g;纯水在C时密度的数值，g/mL。那么被标定溶液体积校正值应为：331故称量水校正滴定管体积时引入的相对标准不确定度分量，按式332计算：332式中：一一称量纯水的质量的数值与衡量法用表中查得纯水质量的数值的差值的相对标准不确定度分量；纯水密度值引入的相对标准不确定度分量。其中：是JJG1962019?常用玻璃量器？中提供的一定容量、温度、空气密度、玻璃体积膨胀系数下纯水的质量，故视其为真值，其标准不确定度分量为零，但存在纯水质量的数值修约引入的标准不确定度分量。式332丨中：333式中：一一称量纯水质量的数值的标准不确定度分量，g；衡量法用表中

16、查得纯水质量的数值的标准不确定度分量，g；称得纯水的质量的数值，g；衡量法用表中查得纯水质量的数值，g。式333中：按均匀分布，=334式中：电子天平的最大允许误差，g。式333中：按均匀分布，=335式中：一一衡量法用表中查得纯水质量值修约误差区间的半宽，g。式332丨中：336式中：一一纯水密度值引入的标准不确定度分量，g/mL;纯水在C时密度的数值，g/mL。式336中：按均匀分布，=337式中：一一纯水密度值修约误差区间的半宽，g/mL。将、代入332中，即得。那么称量水校正滴定管体积时引入的标准不确定度分量，按式338计算：338由内插法确定被标定溶液体积校正值时引入的标准不确定度分

17、量，数值以毫升mL表示，按式339计算：按均匀分布，二339式中：大于被标定溶液体积的数值与小雨被标定溶液体积的数值两校正点校正值差值的一半，mL被标定溶液体积校正值修约误差引入的标准不确定度分量，数值以毫升mL表示，按式340计算：按均匀分布，二340式中：一一滴定管校正值的修约误差区间的半宽，mb温度补正值修约误差引入的标准不确定度分量，数值以毫升mL表示，按式341计算：按均匀分布，二341式中：一一温度补正值的修约误差区间的半宽，mL/L;被标定溶液体积的数值，mb将上述、代入式329，即得到被标定溶液体积的数值的相对标准不确定度分量。工作基准试剂摩尔质量的数值的相对标准不确定度分量，

18、按式342计算：342式中：一一工作基准试剂摩尔质量的数值的标准不确定度分量，g/moL；工作基准试剂摩尔质量的数值，g/moL。式342丨中：343式中：工作基准试剂分子中各元素的相对原子质量的数值的标准不确定度引入的标准不确定度分量，g/moL；工作基准试剂摩尔质量的数值的修约误差引入的标准不确定度分量，g/moL。式343丨中：344式中：工作基准试剂分子中某元素的个数；工作基准试剂分子中某元素相对原子质量的数值的标准不确定度，g/moL；工作基准试剂分子中元素的个数。式343丨中：按均匀分布，二345式中：一一工作基准试剂摩尔质量的数值的修约误差区间的半宽，g/moL。两人八平行测定的

19、标准滴定溶液浓度平均值的修约误差引入的的相对标准不确定度分量，按式346计算：按均匀分布，二346式中：一一两人八平行测定的标准滴定溶液浓度平均值的修约误差区间的半宽，moL/L；两人八平行测定的标准滴定溶液浓度平均值，moL/L。将、代入式322得到标准滴定溶液浓度平均值的B类合成相对标准不确定度分量。将1条、2条分别求得的标准滴定溶液浓度平均值的A类和B类相对标准不确定度分量和乘以浓度平均值以后，分别得到的A类和B类标准不确定度分量和，再代入式318得到标准滴定溶液浓度平均值的合成标准不确定度，将代入式317，即可求得标准滴定溶液浓度平均值的扩展不确定度合成标准不确定度4标准滴定溶液浓度平均值的扩展不确定度的表示依据JJF10592019例如：标准滴定溶液浓度平均值的合成标准不确定度=5.610-5moL/L，取包含因子=2,标准滴定溶液浓度平均值moL/L的扩展不确定度=25.610-5moL/L=0.000