不确定度讲解解读.ppt

1、测量不确定度、课程安排、测量不确定度、测量是科学技术、工业农业生产、国内外贸易以及日常生活各个领域不可缺少的工作.测量的目的是确定测量值或得到测量结果.测量结果的质量(质量)往往直接影响国家和企业的经济收益.测量不确定度. 测定不确定度是对测定结果质量的定性表现，测定结果的可用性在很大程度上取决于其不确定度的大小，免不得所有测定结果具有不确定度。测量不确定度，1963年，美国国家标准局(NBS )，现在国家标准技术研究院(NIST) Eisenhart老师在研究“仪器校准系统的精度和正确度估计”时，提出了定量表示不确定度的建议。 国际订正委员会(CIPM )设立的国际电离放射性射线咨询委员会(

2、CCEMRI )中的x射线和电子小组于20世纪80年代，CIPM要求国际标准组织(ISO )基于INC-1(1980 )起草可广泛应用的指南文件。 测量不确定度代表指南，国际标准化组织(ISO )测量和国际标准化组织用于技术顾问组第三组(ISO/TAG4/WG3 )的不确定度国际电工委员会(IEC )国际修订量局(BIPM )国际法修订量机构(OIML )国际理论化学应用化学联合会(IUPAC )国际理论物理应用物理联合会(IUPAP )国际临床化学联合会测量不确定度表示指南(GUM )规定： 本指南是基于CI-1986的化学基而制定的应用指南，在用语定义、概念、评定方法、报告的表现方式方面，

3、制定了更为明确的统一规定，通过测定不确定度，GUM制定了中国中华人民共和国国家订正量技术规范(JJF1059-1999 ) 的测量不确定度评估和evaluationandexpressionofuncertaintyinmeasurement对代表不同学科之间交流的全球市场经济发展的需求进行测量，JJF1059-1999标准的目的-提出了用完整的信息来评估和显示测量不确定度的方法-提供了比较测量结果的基础测量不确定度的JJF1059-1999标准方法需要应用各种测量和测量中使用的数据表达量。 我们的这些个需要内部协调。 这些个是可容易提供更高概率的可传播置信区间及其相应置信概率， 测定不确定度

4、JJF1059-1999规范的范围：适用各种精度等级的测定领域和国家订正量基准订正量基准及国际比较标准物质基准参考数据测定方法检定规程检定系统校对规范等科研及工程领域的测定订正量身份验证订正量确认质量认证及实验室认可， 测量不确定度的量测仪器校准和检验生产过程的质量保证以及产品的检验和检验、贸易结算、医疗卫生安全防护环境检测和资源测量主要定义明确，涉及唯一值可以表达的被测量估计值的不确定度、基础术语及其概念。 1 .可测量的量measurablequantity 2.量值value of a quantity 3.量的正值true valueof a quantity 4.量的约束真值conv

5、entionaltruevalueofaquantity 5。 6 .测量结果、基础术语及其概念， 7 .测量精度accuracy of measurement 8.测量结果的再现性repeatabilityofresultsofmeasurements9.测量结果的再现性reproducibilityofresultsofmeasurements 10 experime eviation、基础术语及其概念、 11 .测量不确定度12 .标准不确定度标准13 .不确定度的a级评估14 .不确定度的b级评估16，等等，等等。等等关于基础术语及其概念， 15 .组合标准不确定度16 .扩展不确定度

6、17 .复盖因素18 .级别20 .度量检验误差错误17 .复盖因素18 .级别基础术语及其概念，21 .校正值correction 22 .相关系数correlation coefficient 23 .独立independent，发生测量不确定度的原因和测量建模，测量中的随机效果和系统效果导致不确定度，数据处理中的修正也导致不确定度。2 .测量结果的不确定度反映了对测量值的认知不足，在通过已查明的系统效果校正了测量结果之后，所得到的只是测量的估计值，修正值的不确定度和随机效果造成的不确定度还存在。 3 .测量中不确定度的原因一般如下： a )被测量的定义不完全b )再现被测量的测量方法不理

7、想c )采样的代表性不足，即被测量样本不能代表所定义的被测量d )测量过程受环境影响的认识被不合适宜，或者环境的测量和控制不完全， 测量不确定度产生的原因和测量建模3 .测量中不确定度的原因一般为： e )天线计程仪式设备的读数有人为偏差f )量测仪器的校准性能(例如灵敏度、身份验证阈值、极限分辨率、死区及稳定性等)的极限g )测量标准或标准物质的不确定度h ) 3 .在测量中不确定度的原因，通常是： I )在相同条件下测量的重复观测中的变化；4 .在测量过程中的数学模型和不确定度的传播率； 产生测量不确定度的原因和测量建模，5 .校正值的不确定度小，对合成不确定度的贡献可以忽略的6 .实际工

8、作，特别是在法律规定量领域中，测量对象与对应的测量基准进行比较，得到其估计值，产生测量不确定度的原因和测量建模，7 .一部分测量对象与物理常数进行比较，得到其估计值的情况， 以常数或常数报告测定结果比以测定单位报告的不确定度小8 .测定不确定度评价也需要去除测定结果中的异常值，测定不确定度的原因和测定建模，9 .测定中，被测定y (即输入量)为n个其他量X1、X2、XN， 由函数关系f确定的本身可以被认为是测量，可以取决于其它的数量，包括有系统效果的校正值，可以导出非常复杂的函数关系公式，并且函数f不能被清楚地表示。测量不确定度的原因和测量建模、三种常见概率分布及其数值特征：均匀分布(矩形分布

9、)正态概率分布t分布、数理统订基础知识、统订分布中常见术语格拉夫统订分布中常见术语(以标准正态分布为例)如下图所示：数理统订基础知识、 统一校正分布中常见的术语格拉夫置信概率2 .代表显着性水平(信任度)，3 .代表置信区间的4 .置信因子暗示了当分布不同时k值也不同。 数学统一修正基础知识，一些常见分布的k值均匀分布：三角形分布：反正弦分布：正态概率分布：正态概率分布：数学统一修正基础知识，测量中，被测量y (即输出量)由n个其他量的函数关系决定：公式中，影响y的测量结果y的影响量(即被称为输入量测量过程数学模型) 测量过程数学模型、不确定度U (k=2或3) Up(p为置信概率)、不确定度

10、分类、不确定度测量、标准不确定度a类不确定度b类不确定度合成不确定度和不确定度，按评定方法可分为“a”、“b”类的“随机”和“系统”表现出不同的性质，“a”类和“b”类是两个测定不确定度的分类、a、b的分类目的是表明不确定度评定的2种方法，只是为了便于讨论，并不意味着2种评定之间有本质的不同。 这些个基于概率分布，用方差或标准离差表示。另外，测定不确定度的分类，将表示通过a级的评定而得到的不确定度成分的方差推定值作为u2，根据反复观测列计算。 u2是众所周知的联合校正方差的估计s2，u2的正平方根是估计标准离差s，表记为u，即u=s，其被称为a类标准不确定度。 另外，在测定不确定度的分类、类别

11、b评定中得到的不确定度成分的推定方差u2基于相关信息进行评定，推定标准偏差为u，称为类别b标准不确定度。 因此，a类的基准不确定度从以观测列的频率分布的概率密度数得出b类的基准不确定度从基于上通告生成的信任度的经认证的概率分布函数或假定的概率分布函数得出。 测定不确定度的分类、1 .一次测定结果的实验标准离差和平均值的实验标准离差对被测定x，在重复性或再现性的条件下进行n次独立重复观测，观测值s(xi )是一次测定的实验标准离差，由Bessel式修正而得到，标准不确定度的a级评价， 1 .作为单次测定结果的实验标准离差和标准离差的标准不确定度的a级评定，1.1次测定结果的实验标准离差和平均值的

12、实验标准离差的多次测定平均值比1次测定值准确，随着测定次数增多，平均值收敛于期待值。 因此，将通常样品的算术平均数值作为被测定量的估计(已测定结果)，将平均值的实验标准离差作为测定结果的标准不确定度、即a类的标准不确定度。 标准不确定度的a类评定，二.测定过程的合并样本标准离差对一个测定过程，采用标准或控制图检查的方法进入统一控制状态时，该测定过程的合并样本标准离差sp为：标准不确定度的a类评定，三.标准测定中的合并样本标准离差(1) m个被测定Xi的在重复条件下的观测值分别为Xi、1、Xi、2、Xi、n，如果其平均值为，则合并样本标准离差sp的自由度、标准不确定度的类别a评定、3 .标准测定

13、中的合并样本标准离差(2)m个被测定Xi的重复次数完全不同的自由度分别以m个si和vi得到的sp为自由度，用标准不确定度的a级评定，三.规范测量中的合并样本标准离差这一规范测量，明确规定了项目群、条件的测量，例如用量测仪器检定规程进行检定，用规定的技术规范对有样本的残奥仪表进行测量。 在认定为测定处于综合控制状态的情况下，认为被测定x的单次测定结果xi的标准离差s(xi )相等。 根据累计的测定结果，计算自由度较大的合并样本标准离差sp(x )，用于每次的测定结果的评定。 在标准不确定度的a级评定、4、极差的重复条件或再现性条件下，对Xi进行n次独立观测，将修正结果中的最大值和最小值之差r称为

14、极差，在能够推定为Xi接近正态概率分布的前提下，单次测定结果的实验标准离差可以用下式近似评定，标准不确定度的a级评定、4、 作为极其恶劣的系数的标准不确定度的a级评定，四、极其恶劣的方法与容器相比，获得不确定度的自由度降低，即不确定度评定的可信性降低。 当在通过最小二乘法拟合实验数据的直线或曲线上获得标准不确定度的a类评估、五、最小二乘法被测量x的估计时，可以用已知的集成校正计程仪来校正任何期望的估计或表达曲线拟合残奥仪表的标准不确定度。 标准不确定度a级评定，6级，不确定度a级评定的独立性重复条件下得到的测定列不确定度，通常比其他评定方法得到的不确定度客观，具有统计学意义，但需要一盏茶的重复

15、次数。标准不确定度的a类评定、7类、a类不确定度评定的自由度和评定流程(1)相对于独立的重复测量，自由度(2)相对于最小二乘法，自由度的汇总以上可以表示标准不确定度的a类评定流程。 标准不确定度的a类评定、标准不确定度的b类评定和b类不确定度评定的消息源并不能够反复观测到被测定x的推定值xi，其标准不确定度u(xi )能够以xi可变化的相关信息或资料进行评定。标准不确定度的b级评定，1级，b级不确定度评定的消息源1 .在先观测数据2 .技术资料和量测仪器特性的了解和经验3 .校准生产部门提供的技术手册4 .检验证书或其他文件提供的数据，确定度的等级或等级； 包括目前暂时使用的边际误差等在内的标准不确定度的b级评定，1级，b级不确定度评定的消息源5