测量不确定度评定培训讲演稿-1 概念的产生和发展

1、JJF1059.1测量不确定测量不确定度度评定与表示评定与表示北京理工大学北京理工大学周桃庚周桃庚主要内容主要内容一第一部分 测量不确定度概念的产生和发展二第二部分 实验室认可和资质认定政策对测量不确定度评估的要求三第三部分 统计学的基本知识四第四部分 名词术语五第五部分 测量不确定度评定第一部分第一部分测量不确定度概念的产生和发展测量不确定度概念的产生和发展概览概览 在日常生活的许多方面，当我们估计一件事件的大小时，我们习惯性地会产生疑问。 例如，如果有人问，“你认为这个房间的温度是多少”？我们可能会说，“大概摄氏25度。” “大概”的使用，意味着我们知道室温不是刚好就是25度，但是应在25

2、度左右。 换句话说，我们认识到，对估计的这个温度的值是有所疑问的。概览概览 当然，我们可以更具体一点。我们可以说，“25度上下几度” “上下”意味着，对这个估计仍有疑问，但对怀疑的程度给出了一个范围。 我们对该估计的怀疑，或不确定度，给出了一些定量的信息。 室温在房间的“真实的”温度的5度范围内 室温在2度范围内概览概览 不确定度越大，我们就越肯定，它包含了“真”值 因此给定的场合，不确定度与置信的水平有关。 我们估计的室温基于主观评价。 这不完全是猜测，因为我们可能有经验，接触到类似的和已知的环境。 为了实施更客观的测量，有必要使用某种测量仪器概览概览 使用一个温度计 即使使用测量仪器，对这

3、个结果仍然会有一些疑问，或不确定度。例如，可以问： “温度计准吗？温度计准吗？” “怎么读数呢？怎么读数呢？” “读数会变吗？读数会变吗？” “手持温度计。会使温度上升吗？手持温度计。会使温度上升吗？” “房间里的相对湿度变化很大，会影响结果吗？房间里的相对湿度变化很大，会影响结果吗？” “测量跟房间中所处的位置有关吗？测量跟房间中所处的位置有关吗？” 为了量化的房间温度测量的不确定度，因此，必须考虑可能影响结果的所有因素。必须对这些影响的可能变化作出估计。不确定度的含义不确定度的含义 不确定度这个词意指可疑程度，广义而言，测量不确定度意指对测量结果的有效性的可疑程度。 ISO Guide98

4、-3 不确定度表示指南不确定度表示指南(GUM) 测量结果的准确度的一个度量指标 Eurolab 技术报告技术报告检测中的测量不确定度检测中的测量不确定度，2002年年,2006年，年，2007年年 测量不确定度是一个结果或一种检测方法的质量的一种重要度量。 ILAC-G17:2002：检测中的测量不确定度概念的：检测中的测量不确定度概念的介绍介绍不确定度的定义不确定度的定义 测量不确定度 根据所用到的信息，表征赋予被测量值分散性的根据所用到的信息，表征赋予被测量值分散性的非负参数非负参数VIM3，JJF1059.1 不确定度 测量获得的参数，与测量结果一起表征被测量的测量获得的参数，与测量结

5、果一起表征被测量的真值的值的范围真值的值的范围DIN 1319-1（德国计量基础（德国计量基础 第第1部分部分 基本术语）基本术语） 结果的不确定度 估计的量，表征包含参考值的值的范围，根据定估计的量，表征包含参考值的值的范围，根据定义或协议，参考值可以是真值或期望值。义或协议，参考值可以是真值或期望值。DIN 55350-13(质量和统计概念质量和统计概念 第第13部分部分 有关测有关测定方法和测定结果的准确度的概念定方法和测定结果的准确度的概念)研究不确定度的意义研究不确定度的意义 当报告物理量的测量结果时，必须对测量结果的质量给出定量的表述，以便使用者能评估其可靠性。如果没有这样的表述，

6、则测量结果之间、测量结果与标准或规范中指定的参考值之间都不可能进行比较。 所以必须要有一个便于实现、容易理解和公认的方法来表征测量结果的质量，也就是要评定和表示其不确定度。 不确定度的概念和其定量表示的方法都必须满足许多不同测量应用的不同需求研究不确定度的意义研究不确定度的意义 当对己知的或可疑的误差分量都作了评定，并进行了适当的修正后，即由显著的系统效应引起的所有误差分量，都评定并修正，这样的测量结果的修正仍然存在着不确定度，也就是，测量结果是否代表被测量之值，存有可疑。 全世界对不确定度的评定和表示方法取得一致意见，将会对科学、工程技术、商贸、工业以及规范中大量的测量结果，易于理解和适当解

7、读，具有重要的意义。在市场全球化时代，评定和表示不确定度的方法在全世界统一是必不可少的，使不同国家进行的测量可以容易地相互比较。谁需要测量不确定度？谁需要测量不确定度？ 客户需要知道结果有“多准”或结果有多可信 特别是考虑规范限度时必须考虑测量不确定度 检测实验室需要校准证书上的不确定度，以便他们可以声明自己的测量结果的不确定度 实验室想知道自己的测量结果的质量，并改进以达到规定的质量谁需要给出测量不确定度？谁需要给出测量不确定度？ 遵照ISO/ IEC17025，检测和校准实验室都需要估计测量不确定度。 5.4.6.1 校准实验室或进行自校准的检测实验室，校准实验室或进行自校准的检测实验室，

8、对所有的校准和各种校准类型都应具有并应用评对所有的校准和各种校准类型都应具有并应用评定测量不确定度的程序。定测量不确定度的程序。 5.4.6.2 检测实验室应具有并应用评定测量不确定检测实验室应具有并应用评定测量不确定度的程序。度的程序。 5. 10.3. 1当不确定度与检测结果的有效性或应用有关，或客户的指令中有要求，或当不确定度影响到对规范限度的符合性时，检测报告中还需要包括有关不确定度的信息 校准中，在证书中都必须声明不确定度。有效不确定度评定的基本要求有效不确定度评定的基本要求 明确，且没有任何模棱两可定义被测量，即拟测量的量，或需测量的，分析的或测试的特性 对测量程序和测量对象有全面

9、的了解 对影响测量结果的影响量有全面的分析 识别不确定度的主要分量 给定相关影响量/不确定度来源的完整列表，就可运用不同的方法实施不确定度评定。不确定度评定的方法不确定度评定的方法 建模方法 严格的数学分析方法：测量测序的详尽的数学模型的严格的数学分析方法：测量测序的详尽的数学模型的基础上的基础上的“建模方法建模方法” 每一个不确定度贡献与一个专门的输入量相关，每个每一个不确定度贡献与一个专门的输入量相关，每个不确定度贡献单独评定不确定度贡献单独评定 单个不确定度按不确定度传播率合成。单个不确定度按不确定度传播率合成。 Monte Carlo 方法 经验方法 基于整体方法基于整体方法(whol

10、e-method)性能研究，性能研究， 包括尽可能多的相关不确定度的来源包括尽可能多的相关不确定度的来源 使用的数据通常有：实验室内确认研究，质量控制，使用的数据通常有：实验室内确认研究，质量控制，实验室间确认研究，或能力验证等的精密度和偏倚数实验室间确认研究，或能力验证等的精密度和偏倚数据据GUM法、法、JJF1059.1GUM-S1、JJF1059.2文件文件通通用用建建模模单实单实验室验室实验实验室间室间PTISO Guide 98-3，不确定度表示指南(GUM), 2008JJF1059.1-2012 测量不确定度评定与表示ISO Guide 98-3 Suppl.1用蒙特卡洛法传播概

11、率分布JJF 1059.2 -2012用蒙特卡洛法评定测量不确定度CNASGL06化学分析中不确定度的评估指南，2006EA4/16 定量检测中的不确定度评定指南，2004EA 4/02ISO/TS 21748 利用重复性、再现性和正确度的估计值评估测量不确定度的指南GB Z22553-2010 ISO 13528利用实验室间比对进行能力验证的统计方法CNASGL02能力验证结果的统计处理和 能力评价指南GBT 27043-2012 合格评定 能力验证的通用要求ISO/IEC 17043:2010合格评定 能力验证的通用要求文件文件通通用用建建模模单实单实验室验室实验实验室间室间PTISO 5

12、725测量方法与结果的准确度(正确度与精密度) ，6部分GBT 6379.1-2004 测量方法与结果的准确度(正确度与精密度) 第1部分：总则与定义.第2部分：确定标准测量方法重复性与再现性的基本方法.第4部分：确定标准测量方法正确度的基本方法第5部分：确定标准测量方法精密度的可替代方法第6部分：准确度值的实际应用GB/T 6379.3-2012测量方法与结果的准确度测量方法与结果的准确度(正确度与精正确度与精密度密度) 第第3部分：标准测量方法精密度的中间度量部分：标准测量方法精密度的中间度量GB/T 27411-2012 检测实验室中常用不确定度评定方法与表示GB/T 27407-201

13、0 实验室质量控制 利用统计质量保证和控制图技术 评价分析测量系统的性能GB/T 27408-2010 实验室质量控制 非标准测试方法的有效性评价 线性关系测量不确定度的提出测量不确定度的提出 早在1963年美国国家标准局（NBS）的数理统计专家埃森哈特（Eisenhart）在研究“仪器校准系统的精密度和准确度的估计”时提出了定量表示不确定度的概念和建议，受到了国际上的普遍关注。 20世纪70年代，NBS在研究和推广测量保证方案（MAP）时在不确定度的定量表示方面有了进一步的发展。不确定度这个术语逐渐在测量领域广泛使用，用它来定量表示测量结果的不可确定的程度，但具体表示方法方面很不统一，并且不

14、确定度与误差同时并用。测量不确定度的提出测量不确定度的提出 1977年5月国际电离辐射咨询委员会（CCEMRI）的x-射线和电子组讨论了关于校准证书如何表达不确定度的几种不同建议，但未作出决议。 1977年7月的CCEMRI会上提出了这个问题的迫切性，CCEMRI主席美国NBS局长Amber同意将此问题列入送交国际计量局的报告，并且，由他作为国际计量委员会（CIPM）的成员向CIPM发起了解决测量不确定度表示方面的国际统一问题的提案。测量不确定度的提出测量不确定度的提出 1977年，CIPM要求国际计量局（BIPM）联合各国家标准实验室着手解决这个问题。 1978年BIPM就此问题制定了一份调

15、查表，分发到32个国家计量院及5个国际组织征求意见。 1979年底得到了21个国家实验室的复函。 1980年，BIPM召集和成立了不确定度表述工作组，在征求各国意见的基础上起草了一份建议书：INC-1(1980)。该建议书向各国推荐了测量不确定度的表述原则。自此，得到了国际初步统一的测量不确定度的表示方法。测量不确定度的提出测量不确定度的提出 1981年，第七十届国际计量委员会批准了上述建议，并发布了一份CIPM建议书：CI-1981。 1986年，CIPM再次重申采用上述测量不确定度表示的统一方法，并又发布了一份CIPM建议书：CI-1986。CIPM建议书推荐的方法是以INC-1(1980

16、)为基础的。CIPM要求所有参加CIPM及其咨询委员会赞助下的国际比对及其他工作中，各参加者在给出测量结果的同时必须给出合成不确定度。GUM的发布的发布 80年代以后，CIPM建议的不确定度表示方法首先在世界各国的计量实验室中得到广泛应用。但正如国际单位制计量单位不仅在计量部门使用一样，测量不确定度应该可以应用于一切使用测量结果的领域。如何进一步推广使用的问题提到了日程上。 1986年CIPM要求国际标准化组织（ISO）能在INC-1(1980)建议书的基础上起草一份能广泛应用的指导性文件。GUM的发布的发布 该项工作得到了7个国际组织的支持和倡议。 该7个国际组织是： 国际计量局（国际计量局

17、（BIPM） 国际电工委员会（国际电工委员会（IEC） 国际临床化学联合会（国际临床化学联合会（IFCC） 国际标准化组织（国际标准化组织（ISO） 国际理论化学与应用化学联合会（国际理论化学与应用化学联合会（IUPAC） 国际理论物理与应用物理联合会（国际理论物理与应用物理联合会（IUPAP） 国际法制计量组织（国际法制计量组织（OIML）GUM的发布的发布 这7个国际组织包括两个权威的标准化组织、两个权威的计量组织和三个物理、化学、医学方面的权威组织。 自此，成立了专门的工作组即国际标准化组织（ISO）的第四技术顾问组（TAG4）第三工作组（WG3），开始起草“测量不确定度表示指南”，该工

18、作组的成员是由BIPM、ISO、IEC和OIML四个国际组织提名的。GUM的发布的发布 1993年，经过工作组近7年的努力，完成了“测量不确定度表示指南”的第一版，并以7个国际组织的名义联合发布，由ISO正式出版发行。同时终止了ISO/TG69/SC6/WG3关于测量不确定度标准的起草工作。 1995年在对“测量不确定度表示指南-1993”作了一些更正后重新印刷。即Guide to the Expression of Uncertainty in Measurementcorrected and reprinted， 1995 （简称GUM 1995），为在全世界采用统一的测量结果的不确定度评

19、定和表示方法奠定了基础。计量导则联合委员会计量导则联合委员会(JCGM) 1997年由七个国际组织创立了计量学指南联合委员会（JCGM），由国际计量局（BIPM）局长任主任，JCGM有两个工作组。 第1工作组(JCGM/WG1)名为“测量不确定度表示工作组”，任务是推广应用及补充完善GUM； 第2工作组(JCGM/WG2)名为“VIM工作组”，任务是修订VIM及推广其应用。 2005年国际实验室认可合作组织（ILAC）正式参加该联合委员会后，成为八个国际组织联合发布有关文件。不确定度评定最新动态不确定度评定最新动态 2008年， JCGM/WG1将1995版GUM提交给JCGM，重新命名为JC

20、GM 100:2008测量数据的评定测量不确定度表示指南 并以ISO IEC BIPM OIML IUPAC IUPAP IFCC和ILAC等8个国际组织的名义发布，并命名为 ISO/IEC GUIDE 98-3:2008测量不确定度第3部分：测量不确定度表示指南 Uncertainty of measurement Part 3: Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM:1995)。 只对GUM 1995仅作了少量修改。JCGM 100的修订最新进展的修订最新进展 主要修订思想 保持现有保持现有GUM处理方法的有效

21、性处理方法的有效性, 即总体框架不作大的改即总体框架不作大的改动动; 改进以使其便于理解和使用改进以使其便于理解和使用; 去除去除GUM内部有关术语的不一致内部有关术语的不一致; 对对“ 真值不唯一真值不唯一” 的情况的情况(如在化学、如在化学、 医学中医学中)能够进行能够进行处理处理; 去除有关对概率的相矛盾观点去除有关对概率的相矛盾观点(频率原理和贝叶斯原理频率原理和贝叶斯原理)带带来的内部不一致。来的内部不一致。 目前工作进展顺利。 下了一定的功夫，审阅目前GUM的举例，并收集各行业的新的例子。 这些例子将以单独的文件发布，这样容易更新和扩展，而不需要对主要文件进行修订。 预计，委员会草

22、案第一版本可能在2014发行。GUM的局限性的局限性 局限性主要有两个方面 GUM中缺乏一般性的程序，以获得规定概率下包含被测量之值的区间 该区间称作规定包含概率下的包含区间该区间称作规定包含概率下的包含区间 被测量，即输出量不止一个时，未给出充分的指导 这两个主题要求在微积分和概率的知识水平比GUM所需要的要高 决定制定具体的指导性文件，而不是对GUM进行全面修订GUM增补件增补件 JCGM 101: 2008 GUM 增补增补 1使用使用Monte Carlo方法进行分布传播方法进行分布传播 JCGM 102: 2011 GUM 增补增补2 扩展到多输出量扩展到多输出量 JCGM 103:

23、 GUM增补增补3建模建模 JCGM 108 增补增补4：贝叶：贝叶斯方法斯方法 所有所有JCGM第第1工作组产工作组产生的生的JCGM文件都在相文件都在相同的醒目标题同的醒目标题“测量数测量数据的评定据的评定”下出现下出现 ISO/IEC GUIDE 98-3:2008/Suppl.1:2008 ISO/IEC Guide 98-3:2008/Suppl.2:2011 ISO/IEC Guide 98-3:2008/Suppl.3 ISO/IEC Guide 98-3:2008/Suppl.4 ISO/IEC Guide 98的总的总名称是名称是“测量不确定度测量不确定度”GUM增补增补1

24、通过Monte Carlo传播概率密度函数(PDF) 通用的传播方法，可用处理 非线性模型非线性模型 附有约束条件的模型附有约束条件的模型 利用输出量的PDF，可计算所需的输出量，比如 包含区间包含区间 标准不确定度标准不确定度GUM增补增补2 扩展到任意多个输出量的模型 不确定度传播不确定度传播(GUF) 概率密度函数传播概率密度函数传播(GUM-S1) 复数的应用 使用Monte Carlo 验证GUFGUM增补增补3 描述测量建模和模型的使用 还在起草过程中，JCGM第1工作组于2012年11月27-30日召开的会议透露，该文件大约完成了一半 也在这个会议上，透露，将起草GUM增补4-贝

25、叶斯方法 2013年5月28日-31日会议的简报，对第一次完整的文本草案方面的更新取得了实质性的进展。 它与GUM修订平行进展，以避免两个文件之间的冗余。GUM的补充性文件的补充性文件 JCGM 104: 2009, 测量测量不确定度表示不确定度表示的介绍的介绍 JCGM 105: 概念和基概念和基本原理本原理 JCGM 106:2012， 不不确定度在合格评定中确定度在合格评定中的作用的作用 JCGM 107: 最小二乘最小二乘法的应用法的应用 ISO/IEC Guide 98-1:2009 第第1部分：测量部分：测量不确定度表示不确定度表示的介绍的介绍 第第2部分：概念和基本部分：概念和基

26、本原理原理 ISO/IEC Guide 98-4:2012第第4部分：部分： 不确不确定度在合格评定中的作定度在合格评定中的作用用 第第5部分：最小二乘法部分：最小二乘法的应用的应用JCGM 104:2009 GUM的简介 解释性文件 概念和原理概念和原理 不确定度评定的步骤不确定度评定的步骤 制定阶段制定阶段 不确定度传播不确定度传播 合格评定合格评定 最小二乘法最小二乘法JCGM 106 测量不确定度在合格评定中的应用 在包括不确定度在内的各种结果的基础上，采取决策的各种方法VIM的发布的发布 1993年，与GUM相呼应，为使不确定度表示的术语和概念相一致，发布了新版国际通用计量学基本术语

27、(International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology，1993，简称VIM)，国际上也称作VIM-2。 在1993年第二版VIM-2中，对测量不确定度有关的名词术语进行了修订。 GUM和VIM-2的发布使不同测量领域、不同国家和地区在评定和表示测量不确定度时具有相同的含义。VIM的修订的修订 2004年，JCGM/WG2向JCGM代表的8个组织提交了VIM第3版的初稿意见和建议 2007年末和2008年初完成了VIM-3最终稿 JCGM 200:2008国际计量学词汇基本和通用概念及相关术语 2012年又做了少量修改

28、， JCGM 200:2012 2006年提交8个组织批准，于2007年发布，并将国际通用计量学基本术语更名为ISO/IEC GUIDE 99:2007 国际计量学词汇基本和通用概念及相关术语International Vocabulary of MetrologyBasic and General Concepts and Associated Terms(VIM)。VIM3的主要变化的主要变化 应用领域范围扩大了，涉及物理量化学量生物量等领域，术语内容更为全面而细化，术语的概念含意更为严格和广义，涉及到不同的认识和观点。 据了解在修订中遇到了很大困难，主要是对真值的概念和作用；测量的目的；

29、如何定义测量结果；如何描述测量的质量，存在着不同认识，所以VIM第3版是包容不同观点的折中方案。 现实中对测量有3种描述方法，并在不同领域中正在广乏使用，即：1.经典方法即误差方法；2.GUM关于测量不确定度方法；3.IEC测量结果的兼容性方法；内容内容1.经典方法经典方法误差方法误差方法2.GUM方法方法3.IEC方法方法真值认为存在唯一的真值，实际上它是不可知的。真值存在，真值不是唯一的，是不可知的，不鼓励使用。怀凝真值的存在，认为既然真值不可知，又何必提真值。测量的目的 获得与真值尽可能接近的值。例如采取修正或进行多次重复测量等措施，获得测得值及其不确定度或其它有关信息表示。依靠测量结果

30、计量兼容性的概念去评定测量结果的有效性。测量结果 即指测量获得的值，它偏离真值，存在误差，有系统和随机误差，可采取修正或多次测量等措施。它是被测量的估计值，通常测量结果为测得值和有关信息（不确定度）。 即测得值，测量所得到的量值。如何描述测量的质量 用误差大小来表示。用概率方法，将各不确定度分量合成，通过测量中获得的信息，描述测量结果。用校准曲线上的示值范围和校准值上的测得值范围表述，不用概率统计方法，而用校准获得。优缺点真值不可知，误差不能准确知道，未有误差合成方法，很难评定测量结果与真值一致的程度。优点，解决了真值和误差问题，采用概率方法，解决了不确定度的合成，方法更为精练。不采用概率方法

31、，不用合成，用校准曲线，实用方便。摘自摘自 金华彰的新浪博客金华彰的新浪博客GUM的特点的特点 因为GUM是由8个权威组织历经反复研究讨论和征求各国意见的基础上制定的，因此GUM具有国际权威性 GUM是指导性技术文件，在术语定义、概念、评定方法和报告时的表达方式上都作了统一规定，并有许多解释性的内容。利用附录的形式还回答了许多应用时所遇到的问题，并给出了许多应用举例。具有很强的操作性和实用性；GUM的特点的特点 GUM代表了当前国际上在表示测量结果及其测量不确定度时的约定做法。使全世界不同国家、不同地区、不同学科、工程、商业、工业、法规等领域在表述测量结果和测量不确定度时具有一致的含义，便于理

32、解、翻译和比对，它对推动科技进步和促进国际交流具有重要意义。GUM的特点的特点 现在，各国都将GUM方法转化为本国标准或技术规范加以推广应用。为正确执行GUM方法，许多实验室或计量组织 例如美国的例如美国的NIST，制定了本单位的实施指南。，制定了本单位的实施指南。 一些区域性和全球性的国际组织，例如亚太地区计量一些区域性和全球性的国际组织，例如亚太地区计量组织（组织（APMP）、欧盟计量组织（）、欧盟计量组织（EUROMET）、国）、国际实验室认可组织（际实验室认可组织（ILAC）、亚太实验室认可组织）、亚太实验室认可组织(APLAC)及欧盟认可合作组织（及欧盟认可合作组织（EA）等，也都强

33、调）等，也都强调用用GUM方法来表示测量结果及测量不确定度。方法来表示测量结果及测量不确定度。 在国际杂志上发表的论文或评论以及校准证书和测试报告等文件上，基本上已都采用了测量不确定度。 测量不确定度已经被越来越多的人们所理解和应用。 国家或组织国家或组织年份年份名称名称规范号规范号美国NIST19931994修订测量结果不确定度评定和表示指南NIST Technical Note 1297欧洲认可合作组织1999校准中的测量不确定度的表示EA-4/022003定量检测中的不确定度评定指南EA-4/16美国实验室认可协会2002检测中的不确定度估计指南G104 - A2LA2008几何量校准和

34、检测结果的不确定的估计指南G103 - A2LA2009有关检测实验室的测量不确定估计的一些列政策P103英国认可组织2007第2版2012第3版测量不确定度表示M3003国家或组织国家或组织年份年份名称名称规范代号规范代号国际实验室认可合作组织2002检测中测量不确定度的概念的介绍ILAC-G17:20022010ILAC对校准领域测量不确定度的政策ILAC-P142013ILAC对校准领域测量不确定度的政策ILAC-P14：01/2013 欧洲分析化学中心1995第1版分析化学测量不确定度评定指南EURACHEM / CITAC Guide CG 42002第2版2012第3版 1998年

35、，发布了JJF1001-1998通用计量术语和定义 其内容在其内容在VIM的基础上补充了法制计量有关的术的基础上补充了法制计量有关的术语和定义语和定义 1999年国家质量技术监督局批准发布了JJF 1059-1999 测量不确定度评定与表示,这规范原则上等同采用了GUM的基本内容。 JJF1059和JJF1001构成了我国进行测量不确定度评定的基础JJF1059-1999 1999年1月我国颁布了国家计量技术法规JJF1059-1999测量不确定度评定与表示，它以法规形式规定了我国贯彻GUM方法的具体要求。 以便在测量结果及其不确定度的评定与表示方法上与国际接轨，以利于我国的国际交往和经济发展

36、。 法规颁布至今十多年来，对全国范围内使用和评定测量不确定度，尤其是在计量标准的建立、计量技术法规的制定、证书/报告的发布和量值的国际比对等方面起到了重要的指导和规范作用，使我国对测量结果的表述与国际一致，对科学技术交流、商贸交易、计量证书互认等方面都起到了积极的作用。JJF 1059系列标准制修订情况系列标准制修订情况 随着我国科学技术的迅猛发展和规范计量管工作的需要，特别是国际标准化组织ISO/IEC Guide 98-3（GUM）及其一系列补充标准的陆续颁布，从术语到方法都增加了新的内容。 例如对原有规范不适用的情况可以采用蒙特卡洛法进行概例如对原有规范不适用的情况可以采用蒙特卡洛法进行

37、概率分布的传播，使不确定度的应用更加深化率分布的传播，使不确定度的应用更加深化 国际计量学术语也相应提出了许多关于不确定度的新术语国际计量学术语也相应提出了许多关于不确定度的新术语，例如：定义的不确定度，仪器的不确定度，目标不确定，例如：定义的不确定度，仪器的不确定度，目标不确定度等度等 在国际标准增补的背景下,有条件启动JJF1059的修订和增订。 2010年3月，由国家质量监督检验检疫总局计量司组织成立了测量不确定度评定与表示国家计量技术规范起草小组，承担测量不确定度评定与表示系列规范的制修订工作。JJF 1059系列标准制修订情况系列标准制修订情况 2010年3月，起草小组在北京召开了第

38、一次会议，就修订原则进行了讨论。确定本次修订将JJF1059分为三个部分，、 JJF1059.1 测量不确定度评定与表示；测量不确定度评定与表示； JJF1059.2 用蒙特卡洛法评定测量不确定度用蒙特卡洛法评定测量不确定度 JJF1059.3 测量不确定度在合格评定中的使用测量不确定度在合格评定中的使用原则原则JJF 1059系列标准制修订情况系列标准制修订情况 2010年6月第二次起草小组会议上对草案的内容进行了深入讨论，尤其关于A类评定中重复性的预先评估问题、校准证书上对不确定度的报告要求、实验室的校准测量能力的表示、扩展不确定度U未注明k值时即指k=2的规定等内容需要进一步增加。 20

39、10年12月，起草小组在北京召开了第三次工作会议，进一步讨论了规范的修改稿，重点讨论了：JJF1059.1规范的适用范围，本规范的方法对非线性函数的适用性问题，进一步研究了用预评估重复性进行A类评定等。要求在不确定度评定举例的附录中增加一个化学领域不确定度评定的例子。 起草人进一步修改后提交了修改稿，并在该稿基础上形成征求意见稿。JJF 1059系列标准制修订情况系列标准制修订情况 2011 年8月底，起草小组将征求意见稿发给各省级质量技术监督局及省级计量院、各全国专业计量技术委员会、相关的专家、国家质量监督检验检疫总局计量司各处，并挂在中国计量协会的“计量技术法规征求意见”网站上，广泛征求意

40、见。 2011年11月，起草小组根据返回的意见，形成了征求意见汇总表。 2011年12月，起草小组在北京召开第四次工作会议，对JJF1059.1 测量不确定度评定与表示和JJF1059.2 用蒙特卡洛法评定测量不确定度两个规范的内容进一步讨论，并对征求意见汇总表进行讨论，再次提出进一步修改的意见。于2012年2月形成修改稿。JJF 1059系列标准制修订情况系列标准制修订情况 2012年3月13日起草小组在北京召开第五次工作会议，进一步对规范审查和修改。 在此基础上形成了JJF1059.1 测量不确定度评定与表示、JJF1059.2 用蒙特卡洛法评定测量不确定度的送审稿。 JJF1059.1

41、测量不确定度评定与表示技术规范 2012-12-3批准，2013-06-3实施 JJF1059.2-2012 用蒙特卡洛法评定测量不确定度技术规范 2012-12-21批准，2013-06-21实施JF1059.1-2012 主要修订内容主要修订内容 修订版在原版的基础上,尽可能采纳各方面的意见和建议，力争文字“简单易懂，清晰明了”， 增强逻辑性和可操作性，减少学术味 编写的结构与原版有较大区别 本规范还考虑了与JJF1059.2(用蒙特卡洛法传播概率分布)和JJF1059.3(测量不确定度在合格评定中的使用原则 )的衔接问题JF1059.1-2012 主要修订内容主要修订内容 所有术语采用J

42、JF1001-2011通用计量术语及定义中的术语和定义 更新了“测量结果”及“测量不确定度”的定义 增加了“测得值”、“测量模型”、“测量模型的输入量”和“输出量” 并以“包含概率”代替了“置信概率” 增加了一些术语，如“定义的不确定度”、“仪器的测量不确定度”、“零的测量不确定度”、“目标不确定度”JF1059.1-2012 主要修订内容主要修订内容 在A类评定中，根据计量的实际需要，增加了常规计量中可以预先评估重复性的条款。 合成标准不确定度评定中增加了各输入量间相关时协方差和相关系数的估计方法，以便规范处理相关的问题。 弱化了给出自由度的要求，只有当需要评定Up时或用户为了解所评定的不确

43、定度的可靠程度而提出要求时才需要计算合成标准不确定度的有效自由度eff JF1059.1-2012 主要修订内容主要修订内容 规定：在一般情况下，在给出测量结果时报告扩展不确定度U。在给出扩展不确定度U时，一般应注明所取的k值。若未注明k值，则指k=2。 增加了第6章：测量不确定度的应用，包括：校准证书中报告测量不确定度的要求、实验室的校准和测量能力的表示方式等。 增加了附录A：测量不确定度评定方法举例。JF1059.1-2012 主要修订内容主要修订内容 附录A.1是关于标准不确定度的B类评定方法举例； 附录A.2是关于合成标准不确定度评定方法的举例； 附录A.3是不同类型测量时测量不确定度

44、评定方法举例， 包括量块的校准、温度计的校准、硬度计量和样品中包括量块的校准、温度计的校准、硬度计量和样品中所含氢氧化钾的质量分数测定和工作用玻璃液体温度所含氢氧化钾的质量分数测定和工作用玻璃液体温度计的校准五个例子，前三个例子来自计的校准五个例子，前三个例子来自GUM。 目的是使本规范的使用者开阔视野，更深入理解不同情况下的测量不确定度评定方法，例子与数据都是被选用来说明本规范的原理的，因此不必当作实际测量的叙述，更不能用来代替某项具体校准中不确定度的评定。测量不确定度测量不确定度的适用范围的适用范围 规范所规定的评定与表示测量不确定度的通用方法，适用于各种准确度等级的测量领域 1) 国家计

45、量基准及各级计量标准的建立 适用于在建立计量基准或各级计量标准时，评定和给适用于在建立计量基准或各级计量标准时，评定和给出其复现的标准量值的测量不确定度。出其复现的标准量值的测量不确定度。 2）计量标准装置间量值的国内外比对以及检测设备的实验室间比对 适用于在同一准确度等级上进行的计量标准装置间或适用于在同一准确度等级上进行的计量标准装置间或检测设备间的量值比对，参与比对的各方在给出测量检测设备间的量值比对，参与比对的各方在给出测量结果的量值时必须按照统一的要求同时给出测量不确结果的量值时必须按照统一的要求同时给出测量不确定度。通过对参加比对的各实验室所得数据的处理，定度。通过对参加比对的各实

46、验室所得数据的处理，可以得出测量结果一致性或计量兼容性的评价。带有可以得出测量结果一致性或计量兼容性的评价。带有这种评价的比对结果是测量结果可信度的证明，也是这种评价的比对结果是测量结果可信度的证明，也是对实验室技术能力的一种验证。对实验室技术能力的一种验证。测量不确定度测量不确定度的适用范围的适用范围 3) 标准物质的定值，标准参考数据的发布 适用于标准物质按规定的方法定值后，其标准值连同其不适用于标准物质按规定的方法定值后，其标准值连同其不确定度的发布。也适用于需要说明不确定度的标准参考数确定度的发布。也适用于需要说明不确定度的标准参考数据的发布。据的发布。 4) 测量方法、检定规程、检定

47、系统表、校准规范等技术文件的编制 编制测量方法、校准规范和检定规程时，应该分析和评定编制测量方法、校准规范和检定规程时，应该分析和评定该方法的测量不确定度，以便使用者在分析测量结果的不该方法的测量不确定度，以便使用者在分析测量结果的不确定度时作为参考或作为一个分量加以使用。确定度时作为参考或作为一个分量加以使用。 国家计量检定系统表是说明从国家基准将量值向下传递到国家计量检定系统表是说明从国家基准将量值向下传递到各级计量标准直至工作计量器具的不确定度关系的技术文各级计量标准直至工作计量器具的不确定度关系的技术文件，图中需件，图中需明确标明量值传递链中各级的测量不确定度明确标明量值传递链中各级的

48、测量不确定度，并符合有关的比例关系要求。当用框图说明测量仪器与给并符合有关的比例关系要求。当用框图说明测量仪器与给定量的各级测量标准之间的关系时，该图称为溯源等级图定量的各级测量标准之间的关系时，该图称为溯源等级图，图中同样需明确标明溯源链中每个环节的测量不确定度，图中同样需明确标明溯源链中每个环节的测量不确定度。这些不确定度的表示应符合要求。这些不确定度的表示应符合要求。测量不确定度测量不确定度的适用范围的适用范围 5) 计量资质认定、计量确认、质量认证以及实验室认可中对测量结果及测量能力的表述 在计量认证、计量确认、质量认证中，要根据相关的标准在计量认证、计量确认、质量认证中，要根据相关的

49、标准，对测量设备能否满足产品质量检测的要求、测量不确定，对测量设备能否满足产品质量检测的要求、测量不确定度能否满足使用的要求进行评审；在实验室认可中，对测度能否满足使用的要求进行评审；在实验室认可中，对测量范围及测量不确定度的考核结果是评定该实验室技术能量范围及测量不确定度的考核结果是评定该实验室技术能力的依据。力的依据。 6)科学技术研究及工程领域的测量 测量不确定度适用于一切科技与工程项目，这是一个非常测量不确定度适用于一切科技与工程项目，这是一个非常广阔的应用领域，例如：无论是科学发明还是技术创新，广阔的应用领域，例如：无论是科学发明还是技术创新，所有的科技成果往往都必须以测量结果及其不

50、确定度来评所有的科技成果往往都必须以测量结果及其不确定度来评价其水平。重大工程的方案论证离不开测量不确定度的分价其水平。重大工程的方案论证离不开测量不确定度的分析和预估，从而给出合理的技术要求。工程的验收大纲应析和预估，从而给出合理的技术要求。工程的验收大纲应该规定测量的要求包括测量不确定度的要求。高等学校学该规定测量的要求包括测量不确定度的要求。高等学校学生在毕业论文涉及到测量结果时也应该能正确使用测量不生在毕业论文涉及到测量结果时也应该能正确使用测量不确定度，因此关于测量不确定度的知识也适用于大专院校确定度，因此关于测量不确定度的知识也适用于大专院校的测量课程。的测量课程。测量不确定度测量

51、不确定度的适用范围的适用范围 7) 测量仪器的校准、检定以及其他计量服务 测量仪器是人们测量时必不可少的工具，为了保证其测量仪器是人们测量时必不可少的工具，为了保证其计量特性能满足使用要求，必须进行定期校准或检定计量特性能满足使用要求，必须进行定期校准或检定。也就是将测量仪器与相应的计量标准进行技术比较。也就是将测量仪器与相应的计量标准进行技术比较，从而给出仪器的校准值、校准曲线或修正值、修正，从而给出仪器的校准值、校准曲线或修正值、修正曲线，此时应该同时给出这些值的测量不确定度；曲线，此时应该同时给出这些值的测量不确定度； 对于法制计量范围内的测量仪器必须按规定与相应的对于法制计量范围内的测

52、量仪器必须按规定与相应的计量标准进行技术比较后，再与被检测量器具的技术计量标准进行技术比较后，再与被检测量器具的技术指标作比较，给出合格或不合格的检定结论，此时应指标作比较，给出合格或不合格的检定结论，此时应该考虑标准值的测量不确定度与被检仪器的比例关系该考虑标准值的测量不确定度与被检仪器的比例关系，因为它关系到合格评定的可信程度或误判风险。如，因为它关系到合格评定的可信程度或误判风险。如果是仲裁检定，在给出结论时更要注意考虑不确定度果是仲裁检定，在给出结论时更要注意考虑不确定度的影响。的影响。测量不确定度测量不确定度的适用范围的适用范围 8）产品或商品的检验和测试 所有的产品或商品都需要经过

53、检验，合格后才能所有的产品或商品都需要经过检验，合格后才能投入市场。凡是需要测量，包括检验、检疫中需投入市场。凡是需要测量，包括检验、检疫中需要定量测量的部分，需记录测量结果的量值和测要定量测量的部分，需记录测量结果的量值和测量不确定度，以备质量追溯。量不确定度，以备质量追溯。 虽然用户并不都需要知道如何测量及测量不确定虽然用户并不都需要知道如何测量及测量不确定度有多大，只相信是否合格的结论，但是到发现度有多大，只相信是否合格的结论，但是到发现具有质量问题时，甚至需要处理投诉意见或法庭具有质量问题时，甚至需要处理投诉意见或法庭裁定时，记录的完整性对于分析问题和解决问题裁定时，记录的完整性对于分

54、析问题和解决问题是很重要的。是很重要的。测量不确定度测量不确定度的适用范围的适用范围 9）生产过程的质量保证； 制造厂在生产过程中各个环节进行的质量控制中，进制造厂在生产过程中各个环节进行的质量控制中，进行在线和实时的测量是必不可少的，在规定需要控制行在线和实时的测量是必不可少的，在规定需要控制的容差时必须把测量的不确定度考虑在内，使质量控的容差时必须把测量的不确定度考虑在内，使质量控制切实有效。制切实有效。 10）贸易结算、医疗卫生、安全防护、环境监测及资源测量。 由于贸易结算、医疗卫生、安全防护、环境监测等项由于贸易结算、医疗卫生、安全防护、环境监测等项目在国家经济和民生中的重要地位，有关

55、的计量器具目在国家经济和民生中的重要地位，有关的计量器具已列入了强制检定项目中，检定规程中应该分析测量已列入了强制检定项目中，检定规程中应该分析测量不确定度的来源和评定测量不确定度，以确保检定结不确定度的来源和评定测量不确定度，以确保检定结论的有效。对这类测量所用的计量标准及检测设备的论的有效。对这类测量所用的计量标准及检测设备的要求及对测量结果的质量的评定通常应该是严格的把要求及对测量结果的质量的评定通常应该是严格的把关的。关的。JJF1059.1的适用范围的适用范围 （1）规范主要涉及有明确定义的，并可用唯一值表征的被测量估计值的测量不确定度。 例如：直接用数字电压表测量频率为例如：直接用

56、数字电压表测量频率为50Hz的某实的某实验室的电源电压，电压是被测量，它有明确的定验室的电源电压，电压是被测量，它有明确的定义和特定的测量条件，用的测量仪器是数字电压义和特定的测量条件，用的测量仪器是数字电压表，进行表，进行3次测量，取其平均值为被测量的最佳估次测量，取其平均值为被测量的最佳估计值，其值为计值，其值为220.5V，它是被测量的估计值并用，它是被测量的估计值并用一个值表征的。现有规范对这样的测得值进行测一个值表征的。现有规范对这样的测得值进行测量不确定度评定和表示是适用的。量不确定度评定和表示是适用的。 又如：通过对电路中的电流又如：通过对电路中的电流I和电压和电压V的测量，用的

57、测量，用公式公式P = IV计算出功率值计算出功率值P，这是属于间接测量，这是属于间接测量，也符合有明确定义的并可用唯一值表征的条件，也符合有明确定义的并可用唯一值表征的条件，因此本规范是适用的。因此本规范是适用的。JJF1059.1的适用范围的适用范围2 （2）当被测量为导出量，其测量模型即函数关系式中的多个变量又由另外的函数关系确定时，对于被测量估计值的不确定度评定，JJF1059.1-2012的基本原则也是适用的。但是评定起来比较复杂。 例如例如: 被测量功率被测量功率P是输入量电流是输入量电流I和温度和温度t的函数的函数，其测量模型为，其测量模型为:P = C0 I 2/ (t+t0)

58、，而电流，而电流I和温度和温度t又由另外的函数确定又由另外的函数确定: I = Vs/Rs，t = 2(t)Rs2-t0。评定功率。评定功率P的测量不确定度时，的测量不确定度时，JJF1059.1-2012同样适用。同样适用。JJF1059.1的适用范围的适用范围 （3）对于被测量呈现为一系列值的分布，或对被测量的描述为一组量时，则被测量的估计值也应该是一组量值， 测量不确定度应相应于每一个估计值给出，并应给出其分布情况及其相互关系。 (4)当被测量取决于一个或多个参变量时，例如以时间或温度等为参变量时，被测量的测得值是随参变量变化的直线或曲线，对于在直线或曲线上任意一点的估计值，其测量不确定

59、度是不同的。测量不确定度的评定可能要用到最小二乘法、矩阵等数学运算， 但JJF1059.1-2012的基本原则也还是适用的。JJF1059.1的适用范围的适用范围 (5) JJF1059.1-2012 的基本原则也可用于在统计控制下的测量过程的测量不确定度的评定，但A类评定时需要考虑测量过程的合并标准样本偏差从而得到标准不确定度的A类评定。 (6) JJF1059.1-2012也适用于实验、测量方法、测量装置和测量系统的设计和理论分析中有关不确定度的评定与表示， 许多情况下是根据对可能导致不确定度的来源进行分析与评估，预估测量不确定度的大小。 (7) JJF1059.1-2012仅提供了评定和

60、表示测量不确定度的通用规则，涉及一些专门的测量领域的特殊问题的不确定度评定， 可能不够具体。如果必要，JJF1059.1-2012鼓励各计量专业技术委员会以此规范为依据制定专门的技术规范或指导书。JJF1059.1的适用条件的适用条件 JJF1059.1技术规范是采用“测量不确定度表示指南”的方法评定测量不确定度，简称GUM法 主要适用条件: 1）可以假设输入量的概率分布呈对称分布；）可以假设输入量的概率分布呈对称分布； 2）可以假设输出量的概率分布近似为正态分布或）可以假设输出量的概率分布近似为正态分布或t 分布；分布； 3）测量模型为线性模型、可转换为线性的模型或）测量模型为线性模型、可转