测量不确定度培训讲演稿.ppt

测量不确定度评 定 第一节 引 言 一、正确表示不确定度的意义 测量在科学技术、国防建设、工农业生产、国内外市场贸易以及人民生活的各个方面和领域中无时无刻地存在。测量的质量往往会直接影响到国家和企业的经济利益，影响国防军工产品的质量。如果对航天飞船的重量测量偏低，可能会导致飞船发射的失败…… 一、正确表示不确定度的意义 测量不确定度表明了测量结果的质量， 质量愈高不确定度愈小，测量结果的使用 价值愈高；质量愈差不确定度愈大，使用 价值愈低。在检测校准工作中，没有不确 定度的测量结果不具备使用价值。测量结 果是否有用，在很大程度上取决于测量不 确定度的大小，报告测量结果的同时必须 报告不确定度，才是完整的和有意义的。 二、不确定度的发展过程 ● 1963年，NBS(NIST)提出测量不确定度概念。 ● 1978年国际计量局(BIPM)发出不确定度征求 意见书，征求各国和国际组织的意见。 ● 1980年，国际计量局提出了实验不确定度建议 书INC-1（1980） 。 ● 1986年组成国际不确定度工作组，负责制定用 于计量、生产、科学研究中的不确定度指南。 二、不确定度的发展过程 ● 1993年出版了《测量不确定度表示与指南》（Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement，简称GUM）。 1995年进行了修订和重印 ● 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》,该 规范原则上等同采用了GUM的基本内容。 二、不确定度的发展过程 ●CNAS-CL06 :2006 《量值溯源要求》； ●CNAS-CL07 :2006 《测量不确定度评估和报告通用要求》； ●CNAS-GL06:2006《化学分析中不确定度的评估指南》 （等同采用EURACHEM）； ●CNAS-GL07:2006《EMC检测领域不确定度的评估指南》； ●CNAS-GL08:2006《电器领域不确定度的评估指南》； ●CNAS-GL09:2006《校准领域不确定度的评估指南》 （等同采用EA04）。 三、不确定度的主要应用领域 三、不确定度的主要应用领域 1 数理统计基本知识 基本统计计算 通过多次重复测量并进行某些统计计算，可增加测量得到的信息量。有两项最基本的统计计算：求一组数据的平均值或算术平均值（数学期望），以及求单次测 量或算术平均值的标准偏差（方差）。 2. 最佳估值┈┈多次测量的平均值 一般而言，测量数值越多，得到的“真值”的估计值就越好。理想的估计值应当用无穷多数值集来求平均值。但是增加读数要做额外的工作，并增大测量成本，且会产生“缩小回报”的效果。什么是合理的次数呢？10次是普遍选择的，因为这能使计算容易。20次读数只比10次给出稍好的估计值，50次只比20次稍好。根据经验通常取6～10次读数就足够了。 3. 分散范围（区间）－ 标准偏差 ●定量给出分散范围的常见形式是标准偏差。一个数集的标准偏差给出了各个读数与该组读数平均值之差的典型值。 ●根据“经验”，全部读数大概有三分之二（68.27％）会落在平均值的正负（±）一倍标准偏差范围内，大概有全部读数的95％会落在正负两倍标准偏差范围内。虽然这种“尺度”并非普遍适用，但应用广泛。标准偏差的“真值”只能从一组非常大（无穷多）的读数求出。由有限个数的读数所求得的只是标准偏差的估计值，称为实验标准偏差或估计的标准偏差，用符号s表示。 4 分布┈┈数据散布的“形状” 一组数值的散布会取不同的形式，或称为服从不同的 概率分布。 （1） 正态分布 在一组读数中，较多的读数值靠近平均值，少数读数 值离平均值较远。这就是正态分布或高斯分布的特征。 （2） t分布 是一般形式，而标准正态分布是其特殊形式，t(?)成 为正态分布的条件是自由度? ??。 （3） 均匀分布（矩形分布） 当测量值非常平均地散布在最大值和最小值之间的范 围内时，就产生了矩形分布或称为均匀分布。 （4） 其他分布 5 测量基本术语测量误差的定义 关于允差 测量仪器的特性可以用最大允许误差、示值误差 等术语描述。在技术规范、规程中规定的测量仪器允 许误差极限，称为“最大允许误差”或“允许误差限”。