测量结果的不确定度评定

1、第第7章测量结果的章测量结果的 不确定度评定不确定度评定 自动化工程学院自动化工程学院 陈立军陈立军 主要内容由于测量误差的存在，再加上测量自身定义和误由于测量误差的存在，再加上测量自身定义和误差修正的不完善等等，使得测量结果带有不确定差修正的不完善等等，使得测量结果带有不确定性。如何更加科学合理地评价测量结果的质量的性。如何更加科学合理地评价测量结果的质量的高低，是人们不断的追求。高低，是人们不断的追求。前边讲授了有关误差分类、产生原因、特征以及前边讲授了有关误差分类、产生原因、特征以及检验和处理的主要方法检验和处理的主要方法。 p 测量结果的表示方式测量结果的表示方式p 不确定度的两类评定

2、方法不确定度的两类评定方法p 基本概念基本概念p 不确定度的来源不确定度的来源然而由于真值往往是无法获取的，使得误差概念然而由于真值往往是无法获取的，使得误差概念和误差分析用于评定测量结果时显得既不完备，和误差分析用于评定测量结果时显得既不完备，也难于操作。也难于操作。 一、研究不确定度的必要性一、研究不确定度的必要性误差概念和误差分析在用于评定测量结果时误差概念和误差分析在用于评定测量结果时, ,有有时显得既不完备，也难于操作。时显得既不完备，也难于操作。 一种更为完备合理、可操作性强的评定测量结一种更为完备合理、可操作性强的评定测量结果的方法。果的方法。 寻求寻求诞生诞生测量不确定度测量不

3、确定度 7.1 研究不确定度的意义研究不确定度的意义 测量误差与不确定度的比较测量误差与不确定度的比较 二、不确定度的由来二、不确定度的由来 v19271927年德国物理学家海森堡提出年德国物理学家海森堡提出测不准测不准关系，也称为不关系，也称为不确定度关系。确定度关系。 v19531953年年Y.BeersY.Beers在在误差理论导引误差理论导引一书中给出实验不一书中给出实验不确定度。确定度。 v19701970年年C.F.DietrichC.F.Dietrich出版了出版了不确定度、校准和概率不确定度、校准和概率。 v19731973年英国国家物理实验室的年英国国家物理实验室的J.E.B

4、urnsJ.E.Burns等指出，当讨等指出，当讨论测量准确度时，宜用不确定度。论测量准确度时，宜用不确定度。 v19781978年国际计量局发出不确定度征求意见书，征求各国年国际计量局发出不确定度征求意见书，征求各国和国际组织的意见。和国际组织的意见。 v19801980年年，国际计量局提出了实验不确定度建议书，国际计量局提出了实验不确定度建议书INC-1INC-1（19801980）。）。 v19811981年年1010月国际计量委员会提出了建议书（月国际计量委员会提出了建议书（CI-1981CI-1981），），同意同意INC-1INC-1。 v19861986年组成国际不确定度工作组，

5、负责制定用于计量、年组成国际不确定度工作组，负责制定用于计量、生产、科学研究中的生产、科学研究中的不确定度指南不确定度指南。 v19931993年出版了年出版了测量不确定度表示指南测量不确定度表示指南（Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement，简称，简称GUM）。）。 v19991999年中国人民解放军总装备部批准发布了年中国人民解放军总装备部批准发布了GJB 3756-GJB 3756-99 99 测量不确定度的表示及评定测量不确定度的表示及评定。v19991999年年国家质量技术监督局批准发布了国家质量技术监督局批准发布了J

6、JF 1059-JJF 1059-1999 1999 测量不确定度评定与表示测量不确定度评定与表示, ,这规范原则上等同这规范原则上等同采用了采用了GUMGUM的基本内容。的基本内容。 三、不确定度的应用领域三、不确定度的应用领域 （1 1）一些产品生产过程中的）一些产品生产过程中的质量检测质量检测、质量质量保证与控制保证与控制，以及商品流通领域中的商品检验，以及商品流通领域中的商品检验等有关质量监督、质量控制和建立质量保证体等有关质量监督、质量控制和建立质量保证体系的质量认证活动；系的质量认证活动；（2 2）建立、保存、比较溯源于国家标准的各）建立、保存、比较溯源于国家标准的各级标准、仪器和

7、测量系统的校准、检定、封缄级标准、仪器和测量系统的校准、检定、封缄和标记等计量确认活动；和标记等计量确认活动； （3 3）基础科学和应用科学领域中的研究、开）基础科学和应用科学领域中的研究、开发和试验，以及实验室认可活动；发和试验，以及实验室认可活动；（4 4）科学研究与工程领域内的测量，以及与）科学研究与工程领域内的测量，以及与贸易结算、医疗卫生、安全防护、环境与资源贸易结算、医疗卫生、安全防护、环境与资源监测等有关的其他测量活动；监测等有关的其他测量活动；（5 5）用于对可以用单值和非单值表征被测量）用于对可以用单值和非单值表征被测量的测量结果的评定，以及对测量和测量器具的的测量结果的评定

8、，以及对测量和测量器具的设计和合格评定。设计和合格评定。 一、不确定度的定义一、不确定度的定义测量不确定度测量不确定度（uncertainty of measurementuncertainty of measurement） 测量结果带有的一个参数，用于表征合理地测量结果带有的一个参数，用于表征合理地赋予被测量值的分散性。赋予被测量值的分散性。 该参数是一个表征该参数是一个表征分散性分散性的参数。它可以是的参数。它可以是标准差标准差或其或其倍数倍数，或说明了置信水平的区间半，或说明了置信水平的区间半宽度。宽度。该参数一般由若干个分量组成，统称为不确该参数一般由若干个分量组成，统称为不确定度分

9、量定度分量 7.2 不确定度的基本概念不确定度的基本概念 该参数是通过对所有若干个不确定度分量进该参数是通过对所有若干个不确定度分量进行方差和协方差合成得到。所得该参数的可行方差和协方差合成得到。所得该参数的可靠程度一般可用靠程度一般可用自由度自由度的大小来表示的大小来表示 该参数是用于完整地表征测量结果的该参数是用于完整地表征测量结果的 二、不确定度的来源二、不确定度的来源 （1 1）对被测量的）对被测量的定义定义不完整或不完善不完整或不完善 （2 2）复现被测量）复现被测量定义定义的的方法方法不理想不理想 （3 3）测量所）测量所取取样本样本的代表性不够的代表性不够 （4 4）对测量过程受

10、环境影响的）对测量过程受环境影响的认识认识不周全，不周全，或对环境条件的测量与控制不完善或对环境条件的测量与控制不完善 （5 5）对模拟式仪器的读数存在）对模拟式仪器的读数存在人为人为偏差偏差 （6 6）仪器仪器计量性能上的局限性计量性能上的局限性 （7 7）赋予测量标准和标准物质的）赋予测量标准和标准物质的标准值标准值的的不准确不准确 （8 8）引用）引用常数常数或其它参量的不准确或其它参量的不准确 （9 9）与测量原理、测量方法和测量程序有）与测量原理、测量方法和测量程序有关的的关的的近似性或假定性近似性或假定性 （1010）在相同的测量条件下，被测量重复观）在相同的测量条件下，被测量重复

11、观测值的测值的随机变化随机变化 （1111）对一定系统误差的）对一定系统误差的修正不完善修正不完善 （1212）测量列中的粗大误差因不明显而）测量列中的粗大误差因不明显而未剔未剔除除 （1313）在有的情况下，需要对某种）在有的情况下，需要对某种测量条件测量条件变化，或者是在一个变化，或者是在一个较长的规定时间内较长的规定时间内，对，对测量结果的变化作出评定。应把该相应变化测量结果的变化作出评定。应把该相应变化所赋予测量值的分散性大小，作为该测量结所赋予测量值的分散性大小，作为该测量结果的不确定度。果的不确定度。 三、不确定度评定方法的分类三、不确定度评定方法的分类 A A类评定类评定（typ

12、e A evaluation of uncertaintytype A evaluation of uncertainty） 指用对样本观测值的指用对样本观测值的统计分析统计分析进行不确定度进行不确定度评定的方法。评定的方法。 B B类评定类评定（type B evaluation of uncertaintytype B evaluation of uncertainty） 指用不同于统计分析的指用不同于统计分析的其他方法其他方法进行不确进行不确定度评定的方法。定度评定的方法。 四、几个相关的名词与概念四、几个相关的名词与概念 标准不确定度标准不确定度（standard uncertaint

13、ystandard uncertainty） 用用标准差标准差表示测量结果的不确定度，一般用符表示测量结果的不确定度，一般用符号号u u 来表示。对于不确定度分量，常在来表示。对于不确定度分量，常在u u上加小上加小脚标进行表示，如脚标进行表示，如u u1 1，u u2 2，uun n等。等。 合成（标准）不确定度合成（标准）不确定度（combined standard combined standard uncertaintyuncertainty） 当测量结果由若干个其他量的值求得时，测量结当测量结果由若干个其他量的值求得时，测量结果的合成标准不确定度等于这些量的方差和（或）果的合成标准不

14、确定度等于这些量的方差和（或）协方差加权和的正平方根，其中权系数按测量结果协方差加权和的正平方根，其中权系数按测量结果随这些量变化的情况而定。用符号随这些量变化的情况而定。用符号u uc c表示。表示。 扩展不确定度扩展不确定度（expanded uncertaintyexpanded uncertainty） 规定了测量结果取值区间的半宽度，该区间包规定了测量结果取值区间的半宽度，该区间包含了合理赋予被测量值的分布的大部分。用符号含了合理赋予被测量值的分布的大部分。用符号U U或或U UP P表示。表示。 包含因子包含因子（coverage factorcoverage factor） 为获

15、得扩展不确定度，对合成标准不确定度所为获得扩展不确定度，对合成标准不确定度所乘的倍数因子。常用符号乘的倍数因子。常用符号k k或或k kP P来表示。在国内，来表示。在国内，有的也其称为有的也其称为覆盖因子，覆盖因子，其取值一般在其取值一般在2 2与与3 3之之间。间。 一、一、A 类评定方法类评定方法采用统计分析的方法评定标准不确定度，用实验标准差或样本标准差表示。 单次测量值作为被测量的估计值 x( )( )u xs x当用n次测量的平均值作为被测量的估计值 ( )( )s xu xn 单次测量的实验标准差( )s x n次测量的实验标准差( )s x计算实验标准差的方法：贝塞尔公式，极差

16、法 7.3 标准不确定度评定标准不确定度评定 二、二、B 类评定方法类评定方法 B类评定方法获得不确定度，不是依赖于对样本数据的统计，必然要设法利用与被测量有关的其他先验信息来进行估计。因此，如何获取有用的先验信息十分重要，而且如何利用好这些先验信息也很重要 过去的测量数据 测量仪器的特性和其他相关资料等； 测量者的经验与知识； 假设的概率分布及其数字特征。 1 1、B 类评定的信息来源类评定的信息来源 校准证书、检定证书、测试报告及其他证书文件 生产厂家的技术说明书 引用的手册、技术文件、研究论文和实验报告中给出的参考数据及不确定度值等 2 2、B 类评定的方法类评定的方法 （1）若由先验信

17、息给出测量结果的概率分布，及其“置信区间”和“置信水平” ( )pau xk置信区间的半宽度 置信水平的包含因子 p（2）若由先验信息给出的测量不确定度U为标准差的k倍时 ( )Uu xk（3）若由先验信息给出测量结果的“置信区间”及其概率分布 ( )Uu xk置信区间的半宽度 置信水平接近1的包含因子 几种常见误差的分布情形及其标准不确定度估计几种常见误差的分布情形及其标准不确定度估计（1 1）舍入误差）舍入误差 舍入误差的最大误差界限为0.5（末），按均匀分布考虑，故标准不确定度为 0.5()( )0.3()3u x 末末（2 2）引用误差）引用误差 量程为的级电表，其最大引用误差限（即最

18、大允许不确定度）为 mxs( )%mU xxs 按均匀分布考虑，故标准不确定度为 %( )3mxsu x （3 3）仪器分辨力）仪器分辨力 设仪器的分辨力为，则其区间半宽度为 按均匀分布考虑，故标准不确定度为 （4 4）仪器的滞后）仪器的滞后 滞后引起的标准不确定度为 x2xa( )0.332 3xxau x( )0.32 3xxu x 设校准证书给出名义值10的标准电阻器的电阻，测量结果服从正态分布，置信水平为99。求其标准不确定度。 【例【例7-17-1】【解】【解】根据题意，该标准电阻器的置信区间半宽度 129a查表得992.576k计算129()50.0782.576Su R10.00

19、074129sR 研究自由度的意义研究自由度的意义 由于不确定度是用标准差来表征，因此，不确定度的评定质量就取决于标准差的可信赖程度。而标准差的信赖程度与自由度密切相关，自由度愈大，标准差愈可信赖。所以，自由度的大小就直接反映了不确定度的评定质量 不确定度的评定质量标准差的可信赖程度自由度三、自由度三、自由度 自由度的概念自由度的概念p对于一个测量样本，自由度等于该样本数据中n个独立测量个数减去待求量个数1。 p对某量X进行n次独立重复测量，用贝塞尔公式估计实验标准差的自由度为n-1。 自由度自由度（degrees of freedom） 计算总和中独立项个数，即总和的项数减去其中受约束的项数

20、。 ( )12(1)ssn贝塞尔公式相对误差的计算公式用 代替n-1后，可得另一种公式p按估计相对标准差来定义的自由度称为有效自由度有效自由度 211( )2( )effss2112( )uu A 类评定的自由度类评定的自由度 最常用的是按贝塞尔公式计算标准差的自由度公式 1n几种几种A A类评定不确定度的自由度类评定不确定度的自由度 B 类评定的自由度类评定的自由度 对于B类评定的不确定度，其自由度一般通过相对标准不确定度来折算。 00.10 0.20 0.25 0.30 0.40 0.5050 128632自由度相对标准不确定度与自由度的关系相对标准不确定度与自由度的关系 相对标准不确定度

21、 用游标卡尺对某一试样的尺寸重复测量10次，得到的测量列如下（单位：mm） 75.01，75.04，75.07，75.00，75.03，75.09，75.06，75.02，75.05，75.08 求该重复测量中随机变化引起的标准不确定度分量及其自由度。 【例【例7-27-2】【解】【解】本例估计的是重复测量中随机变化引起的标准不确定度分量，可根据已知样本数据进行类评定 p按极差法求取极差 maxmin0.09mmnxx查表得， 103.08d则标准差 0.0292mmnnwud查表其自由度 7.5用两种方法估计得到的标准差很接近，但自由度有明显不同。 210.008250.0303mm110

22、1niivusnp由贝塞尔公式其自由度10 19 计算结果计算结果 某激光管发出的激光之波长，经检定为 后来又用更精确的方法，测得该激光管的波长为，试估计原检定波长的标准不确定度及其自由度。 【例【例7-37-3】【解】【解】0.63299130m0.63299144m用更精确的方法测量激光管的波长，故可认为约定真值为则原检定波长的真误差为0.63299144m80.632991300.6329914414 10 m 查表其自由度0.9p可用最大误差法进行类评定，因n=1，查表得 111.25k 则标准差即原检定波长的标准不确定度 8711.25 14 101.75 10nuskm 一、一、

23、合成公式合成公式合成标准不确定度合成标准不确定度 当测量结果受多个因素影响而形成若干个不确定度分量时，测量结果的标准不确定度通过该多个标准不确定度分量合成得到的。 2112mmciijijii juuuu 第个标准不确定度分量 第和第j个标准不确定度分量之间的相关系数 不确定度分量的个数 合成标准不确定度 cuijm1u 间接测量的合成标准不确定度公式间接测量的合成标准不确定度公式 输出量估计值 的标准不确定度 y 输入量估计值 和 的标准不确定度 ixjx 函数 在 处的偏导数，称为灵敏系数灵敏系数，在误差合成公式中称其为传播系数传播系数； 12(,.,)nF XXX12( ,.)nx xx

24、iiFax 和 在 处的相关系数 iXjX( ,)ijx x( )cuy( )iu x()ju x22112211( )( )2( ) ()( )2( ) ()mmciijijiijiijmmiiijijijiijFFFuyuxu x u xxxxa uxa a u x u x（）标准不确定度传播公式 ij 不确定度分量合成公式不确定度分量合成公式22()( )( )iiiiiFFu yuxu xxx 直接测量的不确定度分量 间接测量的合成公式就转化为直接测量的不确定度分量的合成公式 211( )()2() ()mmciijijii juyuyu y u y 若记()iu y 简单的合成公式简

25、单的合成公式当 和 相互独立时, ixjx221( )( )mciiiFuyuxx0ij标准不确定度传播公式 常见的间接测量函数模型常见的间接测量函数模型（1）设 , 各之间互不相关，则有 iiiYa XiX22( )( )ciiiuya ux（2）设 ，各之间互不相关，则有 ipiiYaX2( )( )ciiiiuypu xyxiX 相对标准不确定度的表示形式 ( )cuyy 二、有效自由度二、有效自由度 合成标准不确定度的自由度称为有效自有效自由度由度，一般用 来表示。 eff 设被测量有个影响测量结果的分量，记为 ，当各分量均服从正态分布，且相互独立时，可根据韦尔奇-萨特思韦特（Welc

26、h- Satterthwaite）公式来计算其合成标准不确定度的有效自由度。 441( )( )ceffmiiiu Yvu Yv12mYYYYmiY 【例【例7-47-4】某测量结果含5个不确定度分量，每个分量的大小及自由度见下表，它们之间的协方差均为零，求其合成标准不确定度和有效自由度。 来源序号12345合成结果基准尺读数电压表电阻表温度1.01.01.42.02.05104161不确定度符号数值符号数值自由度3.51u2u3u4u5ucu12345eff7.8 【解】【解】2222212345222221.01.01.42.02.03.5cuuuuuu根据题意，按式(1)计算合成标准不确

27、定度 有效自由度4444443.57.81.01.01.42.02.05104161effv计算结果计算结果 被测电压的已修正结果为，其中重复测量6次的算术平均值=0.928571V，A类标准不确定度为 。修正值，修正值的标准不确定度由B类评定方法得到，估计的相对误差为25%。试求V的合成标准不确定度、相对标准不确定度及其自由度。 【例【例7-57-5】【解】【解】VVVV( )12u V V0.01VV()8.7uVV由合成标准不确定度的计算公式得 22( )( )()128.715cVVu Vu VuVVV （）V 自由度( )6 15V 查B类评定自由度表得 ()8V444444( )1

28、5( )10.4( )()128.7( )()58cuVVu VuVVV有效自由度 相对标准不确定度为 66( )15 1016 100.928571 0.01cu VV计算结果计算结果 测量环路正弦交变电位差幅值V，电流幅值I，各重复测量5次，得到如下表所示的数据，相关系数=0.36，试根据测量值，求阻抗R的最佳值及其合成标准不确定度。 【例【例7-67-6】5.007次数123454.9945.0054.9904.99919.63919.663电位差幅值V 电流幅值mA 19.64019.68519.675 【解】【解】根据算术平均值和标准差的计算公式得 114.999VniiVVn111

29、9.6604mAniiIIn211( )0.0072V1niiVV Vn（）( )( )( )0.0032VVu VVn211( )0.0206mA1niiIIIn( )( )( )0.0092mAIu IIn算术平均值和标准差的计算算术平均值和标准差的计算 计算结果计算结果电阻的最佳值为 4.999254.26719.661VVRImA合成标准不确定度 2222( )( )( )2( ) ( )0.2342cRRRRu Ru VuIu V u IVIVI相对标准不确定度为 224( )( )( )( )0.729.2 10cu Ru Vu Iu Vu IRVIVI （ ） 一、概述一、概述扩

30、展不确定度的两种方法表示扩展不确定度的两种方法表示 cUkuppcUk u 在传统场合多用合成标准不确定度 来表示测量结果的分散性，但在许多领域，常要求用扩展不确定度来表示 cu合成标准不确定度乘以包含因子 给定的置信概率或置信水平p7.5扩展不确定度扩展不确定度 包含因子的确定方法包含因子的确定方法自由度法超越系数法简易法 扩展不确定度表示方法中，关键是确定包含因子常用方法 自由度法自由度法 ()ppeffktv 有效自由度 置信水平，常取95%或99% 扩展不确定度近似按下两式表示 959923ccUuUu包含因子可取为 effvp当 足够大时, 或 effv952k993k 设，输入量、

31、服从正态分布，分别用独立重复测量了=10、=5、=15次的算术平均值、和作为它们的估计值，相对标准不确定度分别为=0.25%、=0.57%、=0.82%，试计算相对合成标准不确定度、有效自由度和扩展不确定度（置信水平为95%）。 【例【例7-107-10】【解】【解】根据合成标准不确定度的计算公式，得 231222( )( )(0.25%)(0.57%)(0.82%)1.03%ciiiuyu xyx123123(,)Yf XXXbX X X1X2X3X1n2n3n1x2x3x11()u xx22()u xx33()u xx 由于 ()()iiiifyu xu xxx则根据有效自由度计算 444

32、4444444333111( )( )( )1.0319.0() ( )/0.250.570.82( )10 15 115 1ccceffiiiiiiiiiiiuyyuyuyvuyu xxfu xvvxv查t分布表得 95192.09t（ ）最后得相对扩展不确定度 952.09 1.03%2.15%Uy计算结果计算结果 超越系数法超越系数法 当无法获得自由度信息，而大致知道测量分布且为对称分布时，可以根据分布的四阶矩（即超越系数）来确定其包含因子。 合成分布的超越系数 4444iiicuu（）pk设有若干个不确定度分量 ，每个分量对应的分布均对称，其超越系数 (可查表得到)，合成标准不确定度为

33、 iu4i（）cu算得 后，再查表，即可得合成分布的包含因子 4 【例【例7-87-8】已知影响某测量结果的有六个主要的不确定度源，其分布及大小见下表所示。假设它们之间相互独立，试按置信水平，估计其扩展不确定度。 0.99p 序号分布区间半宽度 分布因子标准差超越系数1均匀0.061.710.03511.22均匀0.321.710.1871.23均匀0.501.710.2921.24反正弦0.631.410.4471.55反正弦0.561.410.3971.56正态0.100序号1.62.320.6990.45 【解】【解】根据各自所服从的分布和给定的区间半宽度，获得分布因子和标准差，以及超越

34、系数，列于上表（加红字）。 合成标准不确定度 2222220.03510.1870.2920.4470.3970.100.4890.699cu 超越系数 420.10740.450.489r （）根据，查超越系数表7-7并插值计算得，最后，得扩展不确定度 99%p 992.32k99991.6cUk u计算结果计算结果 简易法简易法 很多场合不知道被测量的标准不确定度的自由度和有关合成分布的信息，很难确定被测量值的估计区间及其置信水平。 取包含因子k=2或3 简易法 【例【例7-127-12】用卡尺对某工件直径重复测量了三次，结果为15.125，15.124和15.127mm。 试写出其测量的

35、最佳估计值和测量重复性。已知该卡尺的产品合格证书上标明其最大允许误差为0.025mm，假设测量服从三角分布（置信因子取），估计其不可信赖程度为25%。试表示其测量结果。 6【解】【解】（1）计算算术平均值和测量重复性 311115.125 15.124 15.12715.12533iiddn（）因，用极差法估计s，有 3n 15.127 15.1240.00181.693s （2）用A类评定方法估计测量不确定度分量之一 计算算术平均值的标准偏差，即多次测量的重复性 10.00180.0013u （3）用B类评定方法估计测量不确定度分量之二 20.0250.0156u （4）求合成标准不确定度

36、220.0010.0150.015cu 合成不确定度的计算合成不确定度的计算 求扩展不确定度求扩展不确定度 n自由度法自由度法 其不可信赖程度为25%，卡尺允许误差极限分量的自由度为 18重复测量分量的自由度为 23 12 则有效自由度 4440.01580.0010.01528v 扩展不确定度 999983.355 0.0150.049cUtu（ ） n超越系数法超越系数法 重复测量分量服从正态分布，有 140（ ）卡尺允许误差极限分量服从三角分布，查表有 240.6 （ ）计算超越系数 4440.6 0.0150.60.015 按，查超越系数表得99%p 992.20k扩展不确定度9999

37、0.033cUk un简易法简易法 取，有 3k 0.045cUku n自由度法自由度法 n超越系数法超越系数法 n简易法简易法 测量结果的表示测量结果的表示 （15.12515.1250.049）mmmm（k=3.355k=3.355，p=0.99p=0.99，=8=8） （15.12515.1250.033）mmmm（k=2.20k=2.20，p=0.99p=0.99） （15.12515.1250.045）mmmm（k=3k=3） 7.6测量结果表示方法测量结果表示方法一个完整的测量结果 被测量的最佳估计值，一般由算术平均值给出 有关测量不确定度的信息 一、测量结果报告的基本内容一、测量

38、结果报告的基本内容 n测量不确定度用合成标准不确定度表示 合成标准不确定度 cu自由度 n测量不确定度用扩展不确定度表示 扩展不确定度U 合成标准不确定度 cu自由度 包含因子k置信水平 p 为了提高测量结果的使用价值，在报告中，应尽可能提供为了提高测量结果的使用价值，在报告中，应尽可能提供更详细的信息。更详细的信息。p明确说明被测量的定义；明确说明被测量的定义；p 原始观测数据；原始观测数据；p 描述被测量最佳估计值及其不确定度评定方法；描述被测量最佳估计值及其不确定度评定方法；p 列出所有的不确定度分量、自由度及相关系数，并说明列出所有的不确定度分量、自由度及相关系数，并说明 是是如何获取

39、的；如何获取的；p 给出用于分析的全部常数、修正值及其来源；给出用于分析的全部常数、修正值及其来源；p 提供数据分析的方法，使其每个重要步骤易于效仿。提供数据分析的方法，使其每个重要步骤易于效仿。 、合成标准不确定度表示方式、合成标准不确定度表示方式 某标准砝码的质量，其测量的估计值合成标准不确定度，自由度 100.02147gm ( )0.35mgcu m 9(1)100.02147gm ( )0.35mgcu m ，或( )0.00035gcu m 9，(2)100.02147(35)gm 9(3)100.02147(0.00035)gm 9M括号内的数值按标准差给出，其末位与测量结果的最

40、低位对齐括号内的数值按标准差给出，单位同测量结果一样二、二、 测量结果的表示方式测量结果的表示方式 2 2、扩展不确定度表示方式、扩展不确定度表示方式 某标准砝码的质量，其测量的估计值合成标准不确定度，自由度100.02147gm ( )0.35mgcu m 9M2k ( )( )0.00070gcU mku m包含因子，扩展不确定度 ( )(100.021470.00070)gMmU m2k 9100.02147gm ( )0.00070gU m 2k 92k ( )(100.021470.00070)gMmU m100.02147gm ( )0.00070gU m 2k 或或或 ( )(

41、)0.00079ppcUmk u mg包含因子95( )(100.021470.00079)gMmUm100.02147gm 95( )0.00079gUm ( )(100.021470.00079)gMmU m或或(9)2.26,0.95ppktp(9)2.26,0.95ppktp2.26k 90.95p(9) 2.26,0.95ppktp扩展不确定度表示方式扩展不确定度表示方式 扩展不确定度 三、数字位数与数据修约规则三、数字位数与数据修约规则 在表示测量结果时，究竟取几位数字为好呢？总结以下几条原则 (1) 最后报告的不确定度有效位数一般不超过两位当保留一位有效数字时，按“三分之一原则”进行修约。多余部分推荐多余部分推荐当保留两位有效数字时，按“不为零即进位”；0.001 1010.001 2 0.001 001 0.001 多余部分按“四舍六入、逢五取偶”的原则进行舍弃截断或进位截断。 (2) 被测量的估计值的位数也要进行相应的修约修约后的不确定度数值的位数对齐被测量的估计值 已修约的不确定度的数据修约的被测量的估计值20.000 54 0.001 2 20.000 5 20.000 56 0.00