对测量结果及其不确定度有效位数的理解和应用.pdfVIP

向红：对测量结果及其不确定度有效位数的理解和应用 对测量结果及其不确定度有效位数的理解和应用 HowtoUnderstandtheNumberofSignificantDigtswithWhich aM easurementResult Expressed 向 红 (陕西中烟工业有限责任公司宝鸡卷烟厂，陕西 宝鸡 721013) 摘 要：为保证测量结果质量应准确理解和应用测量结果不确定度有效位数的相关规定。文章通过实例讨论了测量结果不确定度有效位数的技术规 范规定及如何合理地确定不确定度的有效位数。 关键词：测量结果；不确定度；有效位数 1 测量结果 的表示 测量不确定度有效位数的选择中的应用。 完整的测量结果含有两个基本量，一个是被测量的 例如：经评 定某压力测量 结果 的不确 定度 为 最佳估计值，一般由数据测量例的算术平均值给出；一个 0．O0148MPa，不确定度的第一位有效数字为 1，将其修约 是描述该测量结果分散性的测量不确定度，一般 以标准 到一位有效数字时，测量结果不确定度为0．O01MPa，由 不确定度 u(Y)、扩展不确定度 u(y)或它们的相对形式 修约引起的误差为一0．O0048MPa，是测量结果不确定度 。re2(，，)、 f()，)给出。 的48％。 2 技术规范的规定 上例中修约对评定测量结果的质量影响很大。这可 被测量的最佳估计值和测量不确定度的数值都不应 能导致在某一条件下对某量进行测量时，本不满足计量 该给出过多的位数。在确定测量结果及其不确定度的有 要求的测量设备，因测量结果不确定度的修约误差，造成 效位数时，首先应确定不确定度的有效位数。不确定度 评定出的不确定度达到预期计量要求的假象，存在由该 的有效位数根据技术规范JJ】1059—1999测《量不确定度 测量过程失控造成的风险。也可能导致在某一条件下对 评定与表示》的规定最多为两位有效数字。虽然在不确 某量进行测量时，本满足计量要求的测量设备，因测量结 定度的评定过程中，中间结果的有效位数可保留多位，但 果不确定度的修约误差，造成评定出的不确定度达不到 在报告最终测量结果时，不确定度应按国家标准GB3101 预期计量要求的假象，重新选择更高准确度等级的测量 — 1993(有关量、单位和符号的一般原则》的规定进行修 设备，使测量设备投入成本提高。 约，使测量不确定度有效位数不超过两位。 此时若将测量结果的不确定度修约为两位有效数 例如：在比较仪上校准量块，评定得到的扩展不确定 字，测量结果的不确定度为0．O015MPa，由修约引起的误 度 U99=92．546nm。要求保留两位有效数字，经修约，U99 差为0．O0002MPa，是测量结果不确定度的1．3％，修约对 =93nmo 评定测量结果的质量影响很小可以忽略不计。 3 测量不确定度有效位数的合理选择 可见当修约前测量不确定度的第一位有效数字增大 当测量不确定度可准确评定时，测量不确定度有效 时，由修约引起的误差对测量结果不确定度的影响将减 位数的选择取决于修约误差对测量不确定度的影响程 小。例如：仍以某压力测量结果的不确定度为例。经评 度。通常，当修约前第一位有效数字为 1或 2时，测量不 定该压力测量结果的不确定度为0．O0248MPa时，其第一 确定度取两位有效数字；当修约前第一位有效数字为 3 位有效数字为2，将不确定度修约到第一位有效数字时，不 或以上时可用 1位，也可用两位有效数字。当测量不确 确定度为0．OY2MPa，由修约引