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JJF1059.1測量不確定度評定與表示
北京理工大學(xué)
周桃庚
bitzhtg@
現(xiàn)在是1頁\一共有428頁\編輯于星期一主要內(nèi)容測量不確定度概念的產(chǎn)生和發(fā)展實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可和資質(zhì)認(rèn)定政策對測量不確定度評估的要求統(tǒng)計學(xué)的基本知識JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》的講解JJF1059.2-2012《用蒙特卡洛法評定測量不確定度》的簡要介紹現(xiàn)在是2頁\一共有428頁\編輯于星期一第一部分
測量不確定度概念的產(chǎn)生和發(fā)展現(xiàn)在是3頁\一共有428頁\編輯于星期一概覽在日常生活的許多方面,當(dāng)我們估計一件事件的大小時,我們習(xí)慣性地會產(chǎn)生疑問。例如,如果有人問,“你認(rèn)為這個房間的溫度是多少”?我們可能會說,“大概攝氏25度?!薄按蟾拧钡氖褂茫馕吨覀冎朗覝夭皇莿偤镁褪?5度,但是應(yīng)在25度左右。換句話說,我們認(rèn)識到,對估計的這個溫度的值是有所疑問的?,F(xiàn)在是4頁\一共有428頁\編輯于星期一概覽當(dāng)然,我們可以更具體一點(diǎn)。我們可以說,“25度上下幾度”“上下”意味著,對這個估計仍有疑問,但對懷疑的程度給出了一個范圍。我們對該估計的懷疑,或不確定度,給出了一些定量的信息。室溫在房間的“真實(shí)的”溫度的5度范圍內(nèi)室溫在2度范圍內(nèi)現(xiàn)在是5頁\一共有428頁\編輯于星期一概覽不確定度越大,我們就越肯定,它包含了“真”值因此給定的場合,不確定度與置信的水平有關(guān)。我們估計的室溫基于主觀評價。這不完全是猜測,因?yàn)槲覀兛赡苡薪?jīng)驗(yàn),接觸到類似的和已知的環(huán)境。為了實(shí)施更客觀的測量,有必要使用某種測量儀器現(xiàn)在是6頁\一共有428頁\編輯于星期一概覽使用一個溫度計即使使用測量儀器,對這個結(jié)果仍然會有一些疑問,或不確定度。例如,可以問:“溫度計準(zhǔn)嗎?”“怎么讀數(shù)呢?”“讀數(shù)會變嗎?”“手持溫度計。會使溫度上升嗎?”“房間里的相對濕度變化很大,會影響結(jié)果嗎?”“測量跟房間中所處的位置有關(guān)嗎?”為了量化的房間溫度測量的不確定度,因此,必須考慮可能影響結(jié)果的所有因素。必須對這些影響的可能變化作出估計。現(xiàn)在是7頁\一共有428頁\編輯于星期一如果測量想要得出一個結(jié)論,不確定度就不能太大。不確定度也不必極小,只需做到合理地小。給出的結(jié)論,必須給出充分的理由讓人相信該結(jié)論。必須證實(shí)該結(jié)論。18克拉金合金現(xiàn)在是8頁\一共有428頁\編輯于星期一不確定度的含義“不確定度”這個詞是指可疑程度,廣義而言,"測量不確定度"意指對測量結(jié)果的有效性的可疑程度。由于不確定度的一般概念與提供此概念定量度量的特定量,如標(biāo)準(zhǔn)偏差,缺少可用的不同詞匯,因此需要在兩種不同意義中使用“不確定度”這個詞。ISOGuide98-3不確定度表示指南(GUM)測量結(jié)果的不確定度反映了對被測量值的認(rèn)識不足?,F(xiàn)在是9頁\一共有428頁\編輯于星期一研究不確定度的意義當(dāng)報告物理量的測量結(jié)果時,必須對測量結(jié)果的質(zhì)量給出定量的表述,以便使用者能評估其可靠性。如果沒有這樣的表述,則測量結(jié)果之間、測量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范中指定的參考值之間都不可能進(jìn)行比較。所以必須要有一個便于實(shí)現(xiàn)、容易理解和公認(rèn)的方法來表征測量結(jié)果的質(zhì)量,也就是要評定和表示其不確定度。不確定度的概念和其定量表示的方法都必須滿足許多不同測量應(yīng)用的不同需求現(xiàn)在是10頁\一共有428頁\編輯于星期一研究不確定度的意義當(dāng)對己知的或可疑的誤差分量都作了評定,并進(jìn)行了適當(dāng)?shù)男拚螅从娠@著的系統(tǒng)效應(yīng)引起的所有誤差分量,都評定并修正,這樣的測量結(jié)果的修正仍然存在著不確定度,也就是,測量結(jié)果是否代表被測量之值,存有可疑。在市場全球化時代,評定和表示不確定度的方法在全世界統(tǒng)一是必不可少的,使不同國家進(jìn)行的測量可以容易地相互比較。現(xiàn)在是11頁\一共有428頁\編輯于星期一誰需要給出測量不確定度?遵照ISO/IEC17025,檢測和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室都需要估計測量不確定度。校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室或進(jìn)行自校準(zhǔn)的檢測實(shí)驗(yàn)室,對所有的校準(zhǔn)和各種校準(zhǔn)類型都應(yīng)具有并應(yīng)用評定測量不確定度的程序。檢測實(shí)驗(yàn)室應(yīng)具有并應(yīng)用評定測量不確定度的程序。當(dāng)不確定度與檢測結(jié)果的有效性或應(yīng)用有關(guān),或客戶的指令中有要求,或當(dāng)不確定度影響到對規(guī)范限度的符合性時,檢測報告中還需要包括有關(guān)不確定度的信息校準(zhǔn)中,在證書中都必須聲明不確定度?,F(xiàn)在是12頁\一共有428頁\編輯于星期一有效不確定度評定的基本要求明確,且沒有任何模棱兩可定義被測量,即擬測量的量,或需測量的,分析的或測試的特性對測量程序和測量對象有全面的了解對影響測量結(jié)果的影響量有全面的分析識別不確定度的主要分量給定相關(guān)影響量/不確定度來源的完整列表,就可運(yùn)用不同的方法實(shí)施不確定度評定?,F(xiàn)在是13頁\一共有428頁\編輯于星期一不確定度評定的方法建模方法嚴(yán)格的數(shù)學(xué)分析方法:測量測序的詳盡的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上的“建模方法”每一個不確定度貢獻(xiàn)與一個專門的輸入量相關(guān),每個不確定度貢獻(xiàn)單獨(dú)評定單個不確定度按不確定度傳播率合成。MonteCarlo方法經(jīng)驗(yàn)方法基于整體方法(whole-method)性能研究,包括盡可能多的相關(guān)不確定度的來源使用的數(shù)據(jù)通常有:實(shí)驗(yàn)室內(nèi)確認(rèn)研究,質(zhì)量控制,實(shí)驗(yàn)室間確認(rèn)研究,或能力驗(yàn)證等的精密度和偏倚數(shù)據(jù)GUM法、JJF1059.1GUM-S1、JJF1059.2現(xiàn)在是14頁\一共有428頁\編輯于星期一現(xiàn)在是15頁\一共有428頁\編輯于星期一文件通用建模單實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室間PTISOGuide98-3,不確定度表示指南(GUM),2008JJF1059.1-2012測量不確定度評定與表示√√ISOGuide98-3Suppl.1用蒙特卡洛法傳播概率分布JJF1059.2-2012用蒙特卡洛法評定測量不確定度√√EURACHEM/CITAC,分析測量中的定量不確定度,第3版,2012CNAS—GL06化學(xué)分析中不確定度的評估指南,2006√√√EA4/16定量檢測中的不確定度評定指南,2004√√√√√EA4/02校準(zhǔn)中測量不確定度評定,1999√ISO/TS21748利用重復(fù)性、再現(xiàn)性和正確度的估計值評估測量不確定度的指南GBZ22553-2010√ISO13528利用實(shí)驗(yàn)室間比對進(jìn)行能力驗(yàn)證的統(tǒng)計方法CNAS—GL02能力驗(yàn)證結(jié)果的統(tǒng)計處理和能力評價指南GBT27043-2012合格評定能力驗(yàn)證的通用要求ISO/IEC17043:2010《合格評定能力驗(yàn)證的通用要求》√現(xiàn)在是16頁\一共有428頁\編輯于星期一文件通用建模單實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室間PTISO5725測量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度(正確度與精密度),6部分GBT6379.1-2004測量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度(正確度與精密度)第1部分:總則與定義.第2部分:確定標(biāo)準(zhǔn)測量方法重復(fù)性與再現(xiàn)性的基本方法.第4部分:確定標(biāo)準(zhǔn)測量方法正確度的基本方法第5部分:確定標(biāo)準(zhǔn)測量方法精密度的可替代方法第6部分:準(zhǔn)確度值的實(shí)際應(yīng)用√GB/T6379.3-2012測量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度(正確度與精密度)第3部分:標(biāo)準(zhǔn)測量方法精密度的中間度量√GB/T27411-2012檢測實(shí)驗(yàn)室中常用不確定度評定方法與表示√√√GB/T27407-2010實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制利用統(tǒng)計質(zhì)量保證和控制圖技術(shù)評價分析測量系統(tǒng)的性能√GB/T27408-2010實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制非標(biāo)準(zhǔn)測試方法的有效性評價線性關(guān)系√現(xiàn)在是17頁\一共有428頁\編輯于星期一測量不確定度發(fā)展簡介現(xiàn)在是18頁\一共有428頁\編輯于星期一GUM的發(fā)布1993年,“測量不確定度表示指南”《GuidetotheExpressionofUncertaintyinMeasurement—correctedandreprinted》(簡稱GUM)以7個國際組織的名義聯(lián)合發(fā)布,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)正式出版發(fā)行。兩個世界性計量組織:國際計量局(BIPM)、國際法制計量組織(OIML)代表化學(xué)和物理方面的兩個國際聯(lián)盟:國際理論化學(xué)與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(IUPAC)、國際理論物理與應(yīng)用物理聯(lián)合會(IUPAP)國際電工委員會(IEC)、國際臨床化學(xué)聯(lián)合會(IFCC)、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)1995年作了一些更正后重新印刷,即(GUM1995),為在全世界采用統(tǒng)一的測量結(jié)果的不確定度評定和表示方法奠定了基礎(chǔ)。現(xiàn)在是19頁\一共有428頁\編輯于星期一計量導(dǎo)則聯(lián)合委員會(JCGM)1997年由七個國際組織創(chuàng)立了計量學(xué)指南聯(lián)合委員會(JCGM),由國際計量局(BIPM)局長任主任,JCGM有兩個工作組。第1工作組(JCGM/WG1)名為“測量不確定度表示工作組”,任務(wù)是推廣應(yīng)用及補(bǔ)充完善GUM;第2工作組(JCGM/WG2)名為“國際計量學(xué)基本和通用術(shù)語及詞匯(VIM)工作組”,任務(wù)是修訂VIM及推廣其應(yīng)用。
2005年國際實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可合作組織(ILAC)正式參加該聯(lián)合委員會后,成為八個國際組織聯(lián)合發(fā)布有關(guān)文件。現(xiàn)在是20頁\一共有428頁\編輯于星期一不確定度評定最新動態(tài)2008年,JCGM/WG1將1995版GUM提交給JCGM,重新命名為JCGM100:2008《測量數(shù)據(jù)的評定—測量不確定度表示指南》并以ISOIECBIPMOIMLIUPACIUPAPIFCC和ILAC等8個國際組織的名義發(fā)布,并命名為ISO/IECGUIDE98-3:2008《測量不確定度—第3部分:測量不確定度表示指南》[Uncertaintyofmeasurement—Part3:Guidetotheexpressionofuncertaintyinmeasurement(GUM:1995)]。只對GUM1995僅作了少量修改?,F(xiàn)在是21頁\一共有428頁\編輯于星期一JCGM100的修訂最新進(jìn)展主要修訂思想保持現(xiàn)有GUM處理方法的有效性,即總體框架不作大的改動;改進(jìn)以使其便于理解和使用;
去除GUM內(nèi)部有關(guān)術(shù)語的不一致;對“真值不唯一”的情況(如在化學(xué)、醫(yī)學(xué)中)能夠進(jìn)行處理;去除有關(guān)對概率的相矛盾觀點(diǎn)(頻率原理和貝葉斯原理)帶來的內(nèi)部不一致。目前工作進(jìn)展順利。下了一定的功夫,審閱目前GUM的舉例,并收集各行業(yè)的新的例子。這些例子將以單獨(dú)的文件發(fā)布,這樣容易更新和擴(kuò)展,而不需要對主要文件進(jìn)行修訂。預(yù)計,委員會草案第一版本可能在2014發(fā)行?,F(xiàn)在是22頁\一共有428頁\編輯于星期一GUM的局限性局限性主要有兩個方面GUM中缺乏一般性的程序,以獲得規(guī)定概率下包含被測量之值的區(qū)間該區(qū)間稱作規(guī)定包含概率下的包含區(qū)間被測量,即輸出量不止一個時,未給出充分的指導(dǎo)這兩個主題要求在微積分和概率的知識水平比GUM所需要的要高決定制定具體的指導(dǎo)性文件,而不是對GUM進(jìn)行全面修訂現(xiàn)在是23頁\一共有428頁\編輯于星期一GUM增補(bǔ)件JCGM101:2008GUM增補(bǔ)1–使用MonteCarlo方法進(jìn)行分布傳播JCGM102:2011GUM增補(bǔ)2–擴(kuò)展到多輸出量JCGM103:GUM增補(bǔ)3–建模JCGM108增補(bǔ)4:貝葉斯方法所有JCGM第1工作組產(chǎn)生的JCGM文件都在相同的醒目標(biāo)題“測量數(shù)據(jù)的評定”下出現(xiàn)ISO/IECGUIDE98-3:2008/Suppl.1:2008ISO/IECGuide98-3:2008/Suppl.2:2011ISO/IECGuide98-3:2008/Suppl.3ISO/IECGuide98-3:2008/Suppl.4ISO/IECGuide98的總名稱是“測量不確定度”現(xiàn)在是24頁\一共有428頁\編輯于星期一GUM增補(bǔ)1通過MonteCarlo傳播概率密度函數(shù)(PDF)通用的傳播方法,可用處理非線性模型附有約束條件的模型利用輸出量的PDF,可計算所需的輸出量,比如包含區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)不確定度現(xiàn)在是25頁\一共有428頁\編輯于星期一GUM增補(bǔ)2擴(kuò)展到任意多個輸出量的模型不確定度傳播(GUF)概率密度函數(shù)傳播(GUM-S1)復(fù)數(shù)的應(yīng)用使用MonteCarlo驗(yàn)證GUF現(xiàn)在是26頁\一共有428頁\編輯于星期一GUM增補(bǔ)3描述測量建模和模型的使用還在起草過程中,JCGM第1工作組于2012年11月27-30日召開的會議透露,該文件大約完成了一半也在這個會議上,透露,將起草GUM增補(bǔ)4-貝葉斯方法2013年5月28日-31日會議的簡報,對第一次完整的文本草案方面的更新取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。它與GUM修訂平行進(jìn)展,以避免兩個文件之間的冗余?,F(xiàn)在是27頁\一共有428頁\編輯于星期一GUM的補(bǔ)充性文件JCGM104:2009,測量不確定度表示的介紹JCGM105:概念和基本原理JCGM106:2012,
不確定度在合格評定中的作用JCGM107:最小二乘法的應(yīng)用ISO/IECGuide98-1:2009
第1部分:測量不確定度表示的介紹第2部分:概念和基本原理ISO/IECGuide98-4:2012第4部分:
不確定度在合格評定中的作用第5部分:最小二乘法的應(yīng)用現(xiàn)在是28頁\一共有428頁\編輯于星期一JCGM104:2009GUM的簡介解釋性文件概念和原理不確定度評定的步驟制定階段不確定度傳播合格評定最小二乘法現(xiàn)在是29頁\一共有428頁\編輯于星期一JCGM106測量不確定度在合格評定中的應(yīng)用在包括不確定度在內(nèi)的各種結(jié)果的基礎(chǔ)上,采取決策的各種方法現(xiàn)在是30頁\一共有428頁\編輯于星期一VIM的發(fā)布1993年,與GUM相呼應(yīng),為使不確定度表示的術(shù)語和概念相一致,發(fā)布了新版《國際通用計量學(xué)基本術(shù)語》(InternationalVocabularyofBasicandGeneralTermsinMetrology,1993,簡稱VIM),國際上也稱作VIM-2。在1993年第二版VIM-2中,對測量不確定度有關(guān)的名詞術(shù)語進(jìn)行了修訂。GUM和VIM-2的發(fā)布使不同測量領(lǐng)域、不同國家和地區(qū)在評定和表示測量不確定度時具有相同的含義。現(xiàn)在是31頁\一共有428頁\編輯于星期一VIM的修訂2004年,JCGM/WG2向JCGM代表的8個組織提交了VIM第3版的初稿意見和建議2007年末和2008年初完成了VIM-3最終稿JCGM200:2008國際計量學(xué)詞匯-基本和通用概念及相關(guān)術(shù)語2012年又做了少量修改,JCGM200:20122006年提交8個組織批準(zhǔn),于2007年發(fā)布,并將《國際通用計量學(xué)基本術(shù)語》更名為ISO/IECGUIDE99:2007《國際計量學(xué)詞匯-基本和通用概念及相關(guān)術(shù)語》[InternationalVocabularyofMetrology-BasicandGeneralConceptsandAssociatedTerms(VIM)]。現(xiàn)在是32頁\一共有428頁\編輯于星期一我國的不確定度規(guī)范1998年,發(fā)布了JJF1001-1998《通用計量術(shù)語和定義》其內(nèi)容在VIM的基礎(chǔ)上補(bǔ)充了法制計量有關(guān)的術(shù)語和定義1999年國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn)發(fā)布了JJF1059-1999《測量不確定度評定與表示》,這規(guī)范原則上等同采用了GUM的基本內(nèi)容。JJF1059和JJF1001構(gòu)成了我國進(jìn)行測量不確定度評定的基礎(chǔ)現(xiàn)在是33頁\一共有428頁\編輯于星期一JJF1059系列標(biāo)準(zhǔn)制修訂情況隨著我國科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和規(guī)范計量管工作的需要,特別是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/IECGuide98-3(GUM)及其一系列補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)的陸續(xù)頒布,從術(shù)語到方法都增加了新的內(nèi)容。例如對原有規(guī)范不適用的情況可以采用蒙特卡洛法進(jìn)行概率分布的傳播,使不確定度的應(yīng)用更加深化國際計量學(xué)術(shù)語也相應(yīng)提出了許多關(guān)于不確定度的新術(shù)語,例如:定義的不確定度,儀器的不確定度,目標(biāo)不確定度等在國際標(biāo)準(zhǔn)增補(bǔ)的背景下,有條件啟動JJF1059的修訂和增訂。2010年3月,由國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局計量司組織成立了《測量不確定度評定與表示》國家計量技術(shù)規(guī)范起草小組,承擔(dān)《測量不確定度評定與表示》系列規(guī)范的制修訂工作?,F(xiàn)在是34頁\一共有428頁\編輯于星期一JJF1059系列標(biāo)準(zhǔn)制修訂情況2010年3月,起草小組在北京召開了第一次會議,就修訂原則進(jìn)行了討論。確定本次修訂將JJF1059分為三個部分JJF1059.1《測量不確定度評定與表示》;JJF1059.2《用蒙特卡洛法評定測量不確定度》JJF1059.3《測量不確定度在合格評定中的使用原則》現(xiàn)在是35頁\一共有428頁\編輯于星期一JF1059.1-2012主要修訂內(nèi)容修訂版在原版的基礎(chǔ)上,盡可能采納各方面的意見和建議,力爭文字“簡單易懂,清晰明了”,增強(qiáng)邏輯性和可操作性,減少學(xué)術(shù)味編寫的結(jié)構(gòu)與原版有較大區(qū)別本規(guī)范還考慮了與JJF1059.2(用蒙特卡洛法傳播概率分布)和JJF1059.3(測量不確定度在合格評定中的使用原則)的銜接問題現(xiàn)在是36頁\一共有428頁\編輯于星期一JF1059.1-2012主要修訂內(nèi)容所有術(shù)語采用JJF1001-2011《通用計量術(shù)語及定義》中的術(shù)語和定義更新了“測量結(jié)果”及“測量不確定度”的定義增加了“測得值”、“測量模型”、“測量模型的輸入量”和“輸出量”并以“包含概率”代替了“置信概率”增加了一些術(shù)語,如“定義的不確定度”、“儀器的測量不確定度”、“零的測量不確定度”、“目標(biāo)不確定度”現(xiàn)在是37頁\一共有428頁\編輯于星期一JF1059.1-2012主要修訂內(nèi)容在A類評定中,根據(jù)計量的實(shí)際需要,增加了常規(guī)計量中可以預(yù)先評估重復(fù)性的條款。合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定中增加了各輸入量間相關(guān)時協(xié)方差和相關(guān)系數(shù)的估計方法,以便規(guī)范處理相關(guān)的問題。弱化了給出自由度的要求,只有當(dāng)需要評定Up時或用戶為了解所評定的不確定度的可靠程度而提出要求時才需要計算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的有效自由度eff
現(xiàn)在是38頁\一共有428頁\編輯于星期一JF1059.1-2012主要修訂內(nèi)容規(guī)定:在一般情況下,在給出測量結(jié)果時報告擴(kuò)展不確定度U。在給出擴(kuò)展不確定度U時,一般應(yīng)注明所取的k值。若未注明k值,則指k=2。增加了第6章:測量不確定度的應(yīng)用,包括:校準(zhǔn)證書中報告測量不確定度的要求、實(shí)驗(yàn)室的校準(zhǔn)和測量能力的表示方式等。增加了附錄A:測量不確定度評定方法舉例?,F(xiàn)在是39頁\一共有428頁\編輯于星期一JF1059.1-2012主要修訂內(nèi)容附錄A.1是關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類評定方法舉例;附錄A.2是關(guān)于合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定方法的舉例;附錄A.3是不同類型測量時測量不確定度評定方法舉例,包括量塊的校準(zhǔn)、溫度計的校準(zhǔn)、硬度計量和樣品中所含氫氧化鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定和工作用玻璃液體溫度計的校準(zhǔn)五個例子,前三個例子來自GUM。目的是使本規(guī)范的使用者開闊視野,更深入理解不同情況下的測量不確定度評定方法,例子與數(shù)據(jù)都是被選用來說明本規(guī)范的原理的,因此不必當(dāng)作實(shí)際測量的敘述,更不能用來代替某項具體校準(zhǔn)中不確定度的評定?,F(xiàn)在是40頁\一共有428頁\編輯于星期一測量不確定度的適用范圍規(guī)范所規(guī)定的評定與表示測量不確定度的通用方法,適用于各種準(zhǔn)確度等級的測量領(lǐng)域1)國家計量基準(zhǔn)及各級計量標(biāo)準(zhǔn)的建立與量值比對2)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定值和標(biāo)準(zhǔn)參考數(shù)據(jù)的發(fā)布4)測量方法、檢定規(guī)程、檢定系統(tǒng)表、校準(zhǔn)規(guī)范等技術(shù)文件的編制5)計量資質(zhì)認(rèn)定、計量確認(rèn)、質(zhì)量認(rèn)證以及實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可中對測量結(jié)果及測量能力的表述6)測量儀器的校準(zhǔn)、檢定以及其他計量服務(wù)7)科學(xué)研究、工程領(lǐng)域的測量、貿(mào)易結(jié)算、醫(yī)療衛(wèi)生、安全防護(hù)、環(huán)境監(jiān)測及資源測量現(xiàn)在是41頁\一共有428頁\編輯于星期一測量不確定度的應(yīng)用場合1.特定測量結(jié)果的不確定度評定這是測量不確定度評定最基本的情況。由于測量已經(jīng)完成,測量結(jié)果也已經(jīng)得到,因此在這種情況下的測量對象、測量儀器、測量方法、測量條件、測量人員、測量和數(shù)據(jù)處理程序等都是已經(jīng)確定而不能改變的。如果對同一測量對象,用同樣的方法和設(shè)備,并由相同的人員重新進(jìn)行測量,則不僅測量結(jié)果可能會稍有不同,其測量不確定度也可能會受測量條件改變的影響而變化。由于這時要求得到該特定測量結(jié)果的不確定度,因此不確定度評定應(yīng)針對該特定測量條件進(jìn)行。所得到的測量不確定度是該特定測量結(jié)果的不確定度,一般不要將其用于其他的同類測量中?,F(xiàn)在是42頁\一共有428頁\編輯于星期一測量不確定度的應(yīng)用場合2.常規(guī)測量的不確定度評定(1)諸如實(shí)物量具和測量儀器的檢定和校準(zhǔn),以及對一些大宗的材料或產(chǎn)品的檢驗(yàn)的測量儀器、測量方法和測量程序是固定不變的;(2)測量對象是類似的,并且滿足一定要求;測量人員可以不同,但均是經(jīng)過培訓(xùn)的合格人員;(3)測量過程是由檢定規(guī)程、校準(zhǔn)規(guī)范、國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)或部門標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)文件規(guī)定的重復(fù)性條件下進(jìn)行。一般說來,這時的測量不確定度會受測量條件改變的影響。但由于測量條件已被限制在一定的范圍內(nèi),只要滿足這一規(guī)定的條件,其測量不確定度就能滿足使用要求。因此,除非用戶對測量不確定度另有更高要求,實(shí)驗(yàn)室可將針對具體的常規(guī)測量結(jié)果評定的測量不確定度提供給客戶,而無須對每一個測量結(jié)果單獨(dú)評定不確定度現(xiàn)在是43頁\一共有428頁\編輯于星期一測量不確定度的應(yīng)用場合3.評定實(shí)驗(yàn)室的校準(zhǔn)和測量能力
校準(zhǔn)和測量能力(CMC)定義為:“CMC是校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室在常規(guī)條件下能夠提供給客戶的校準(zhǔn)和測量的能力?!薄?shí)驗(yàn)室的校準(zhǔn)和測量能力是指在接近于日常校準(zhǔn)和測量條件下,對典型的被測對象所能提供給客戶的校準(zhǔn)和測量水平。校準(zhǔn)和測量能力表示實(shí)驗(yàn)室在日常校準(zhǔn)和測量中可能達(dá)到的最高水平,但并不表示實(shí)驗(yàn)室在一般的常規(guī)校準(zhǔn)中均能達(dá)到這一水平。在實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可工作中,要求對實(shí)驗(yàn)室申報的最佳校準(zhǔn)和測量能力進(jìn)行認(rèn)可?,F(xiàn)在是44頁\一共有428頁\編輯于星期一測量不確定度的應(yīng)用場合4.測量過程的設(shè)計和開發(fā)
在實(shí)際工作中,經(jīng)常會遇到測量過程的設(shè)計和開發(fā)問題。此時主要的測量設(shè)備往往已經(jīng)確定,而且事先知道希望達(dá)到的測量不確定度,即目標(biāo)不確定度。通過不確定度管理程序,采用逐步逼近法對測量不確定度進(jìn)行反復(fù)評定,可以得到不僅滿足所要求的測量不確定度,并且也可得到在經(jīng)濟(jì)上比較合理的測量程序和至少應(yīng)滿足的測量條件。
也可以通過不確定度管理程序,確定所用的測量設(shè)備是否能滿足要求?,F(xiàn)在是45頁\一共有428頁\編輯于星期一測量不確定度的應(yīng)用場合5.兩個或多個測量結(jié)果的比較在實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可工作中,要求通過能力驗(yàn)證來對實(shí)驗(yàn)室的測量能力作出評價,而能力驗(yàn)證的內(nèi)容之一就是進(jìn)行不同實(shí)驗(yàn)室之間的比對。在兩個和多個實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行比對時,需要判定各實(shí)驗(yàn)室得到的測量結(jié)果是否處于合理范圍內(nèi),這時的判斷標(biāo)準(zhǔn)除與所采用的參考值有關(guān)外,還與實(shí)驗(yàn)室所聲稱的測量不確定度有關(guān)?,F(xiàn)在是46頁\一共有428頁\編輯于星期一測量不確定度的應(yīng)用場合6.工作或測量儀器的合格判定經(jīng)常要判定所用的測量儀器是否合格,即測量儀器的示值誤差是否符合所規(guī)定的最大允許誤差的要求。
其合格或不合格的判據(jù)除與所規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)有關(guān)外,還與測量不確定度有關(guān)?,F(xiàn)在是47頁\一共有428頁\編輯于星期一JJF1059.1的適用范圍(1)規(guī)范主要涉及有明確定義的,并可用唯一值表征的被測量估計值的測量不確定度。例如:直接用數(shù)字電壓表測量頻率為50Hz的某實(shí)驗(yàn)室的電源電壓,電壓是被測量,它有明確的定義和特定的測量條件,用的測量儀器是數(shù)字電壓表,進(jìn)行3次測量,取其平均值為被測量的最佳估計值,其值為220.5V,它是被測量的估計值并用一個值表征的?,F(xiàn)有規(guī)范對這樣的測得值進(jìn)行測量不確定度評定和表示是適用的。又如:通過對電路中的電流I和電壓V的測量,用公式P=IV計算出功率值P,這是屬于間接測量,也符合有明確定義的并可用唯一值表征的條件,因此本規(guī)范是適用的?,F(xiàn)在是48頁\一共有428頁\編輯于星期一JJF1059.1的適用范圍2
(2)當(dāng)被測量為導(dǎo)出量,其測量模型即函數(shù)關(guān)系式中的多個變量又由另外的函數(shù)關(guān)系確定時,對于被測量估計值的不確定度評定,JJF1059.1-2012的基本原則也是適用的。但是評定起來比較復(fù)雜。例如:被測量功率P是輸入量電流I和溫度t的函數(shù),其測量模型為:P=C0I2/
(t+t0),而電流I和溫度t又由另外的函數(shù)確定:I=Vs/Rs,t=
2(t)Rs2-t0。評定功率P的測量不確定度時,JJF1059.1-2012同樣適用?,F(xiàn)在是49頁\一共有428頁\編輯于星期一JJF1059.1的適用范圍(3)對于被測量呈現(xiàn)為一系列值的分布,或?qū)Ρ粶y量的描述為一組量時,則被測量的估計值也應(yīng)該是一組量值,測量不確定度應(yīng)相應(yīng)于每一個估計值給出,并應(yīng)給出其分布情況及其相互關(guān)系。
(4)當(dāng)被測量取決于一個或多個參變量時,例如以時間或溫度等為參變量時,被測量的測得值是隨參變量變化的直線或曲線,對于在直線或曲線上任意一點(diǎn)的估計值,其測量不確定度是不同的。測量不確定度的評定可能要用到最小二乘法、矩陣等數(shù)學(xué)運(yùn)算,但JJF1059.1-2012的基本原則也還是適用的?,F(xiàn)在是50頁\一共有428頁\編輯于星期一JJF1059.1的適用范圍(5)JJF1059.1-2012的基本原則也可用于在統(tǒng)計控制下的測量過程的測量不確定度的評定,但A類評定時需要考慮測量過程的合并標(biāo)準(zhǔn)樣本偏差從而得到標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A類評定。
(6)JJF1059.1-2012也適用于實(shí)驗(yàn)、測量方法、測量裝置和測量系統(tǒng)的設(shè)計和理論分析中有關(guān)不確定度的評定與表示,許多情況下是根據(jù)對可能導(dǎo)致不確定度的來源進(jìn)行分析與評估,預(yù)估測量不確定度的大小。
(7)JJF1059.1-2012僅提供了評定和表示測量不確定度的通用規(guī)則,涉及一些專門的測量領(lǐng)域的特殊問題的不確定度評定,可能不夠具體。如果必要,JJF1059.1-2012鼓勵各計量專業(yè)技術(shù)委員會以此規(guī)范為依據(jù)制定專門的技術(shù)規(guī)范或指導(dǎo)書。現(xiàn)在是51頁\一共有428頁\編輯于星期一JJF1059.1的適用條件JJF1059.1技術(shù)規(guī)范是采用“測量不確定度表示指南”的方法評定測量不確定度,簡稱GUM法主要適用條件:1)可以假設(shè)輸入量的概率分布呈對稱分布;2)可以假設(shè)輸出量的概率分布近似為正態(tài)分布或t
分布;3)測量模型為線性模型、可轉(zhuǎn)換為線性的模型或可用線性模型近似的模型?,F(xiàn)在是52頁\一共有428頁\編輯于星期一JJF1059.1的適用條件規(guī)范主要適用于以下條件:1)可以假設(shè)輸入量的概率分布呈對稱分布;2)可以假設(shè)輸出量的概率分布近似為正態(tài)分布或t分布;3)測量模型為線性模型、可轉(zhuǎn)換為線性的模型或可用線性模型近似的模型。
JJF1059.1-2012中的“主要”兩字是指:從嚴(yán)格意義上說,在規(guī)定的3個條件同時滿足時,GUM法是完全適用的,但并不是在不滿足這些條件的情況下絕對不能用。當(dāng)其中某個條件不完全滿足時,有些情況下可能可以作近似、假設(shè)或適當(dāng)處理后使用。在測量要求不太高的場合,這種近似、假設(shè)或處理是可以接受的。但在要求相當(dāng)高的場合,必須在了解GUM適用條件后予以慎重處理?,F(xiàn)在是53頁\一共有428頁\編輯于星期一GUM法適用于可以假設(shè)輸入量的概率分布呈對稱分布的情況
在GUM法評定測量不確定度時,首先要評定輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度,除了A類評定外(一般情況下,由各種隨機(jī)影響造成測得值的分散性可假設(shè)為對稱的正態(tài)分布),許多情況下是采用B類評定,只有輸入量的概率分布為對稱分布時,才可能確定區(qū)間半寬度,評定得到輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。常用的對稱分布如:正態(tài)分布、均勻分布、三角分布、梯形分布、反正弦分布等。如果輸入量呈指數(shù)分布、γ分布、泊松分布等非對稱分布時,一般來說GUM法是不適用的。現(xiàn)在是54頁\一共有428頁\編輯于星期一GUM法適用于可以假設(shè)輸入量的概率分布呈對稱分布的情況
實(shí)際情況下,常遇到有些輸入量的估計值是用儀器測量得到的,一般情況下儀器的最大允許誤差是雙側(cè)對稱分布的區(qū)間,但有些情況下,儀器的最大允許誤差可能是一個非對稱的區(qū)間、甚至是單側(cè)區(qū)間。在界限不對稱時,只有假設(shè)或近似為對稱區(qū)間后才能進(jìn)行B類評定。現(xiàn)在是55頁\一共有428頁\編輯于星期一GUM法適用于輸出量的概率分布近似或可假設(shè)為正態(tài)分布或t分布的情況。對于這一條應(yīng)理解為GUM法適用于:輸出量y為正態(tài)分布、近似為正態(tài)分布,或者可假設(shè)為正態(tài)分布,此時,(y-Y)/uc(y)接近t分布的情況?,F(xiàn)在是56頁\一共有428頁\編輯于星期一GUM法適用于測量模型為線性模型、可轉(zhuǎn)化為線性的模型或可用線性模型近似的模型的情況。也就是說,要求測量函數(shù)在輸入量估計值附近近似為線性。在大多數(shù)情況下這是可以滿足的?,F(xiàn)在是57頁\一共有428頁\編輯于星期一JJF1059.2適用情況1)不宜對測量模型進(jìn)行線性化等近似的場合。在這種情況下,按JJF1059.1測量不確定度評定與表示的方法(按國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC簡稱為GUM)確定輸出量的估計值和標(biāo)準(zhǔn)不確定度可能會變得不可靠;2)輸出量的概率密度函數(shù)(PDF)較大程度地偏離正態(tài)分布或t分布,例如分布明顯不對稱的場合。在這種情況下,可能會導(dǎo)致對包含區(qū)間或擴(kuò)展不確定度的估計不切實(shí)際?,F(xiàn)在是58頁\一共有428頁\編輯于星期一JJF1059.2適用的測量不確定度問題各不確定度分量的大小不相近;應(yīng)用不確定度傳播公式時,計算模型的偏導(dǎo)數(shù)困難或不方便;輸出量的PDF背離高斯分布、t分布;各輸出量的估計值和其標(biāo)準(zhǔn)不確定度的大小相當(dāng);模型非常復(fù)雜,不能用線性模型近似;輸入量的PDF不對稱?,F(xiàn)在是59頁\一共有428頁\編輯于星期一JJF1059.2是對JJF1059.1的補(bǔ)充。JJF1059.2提供了驗(yàn)證程序,GUM法的評定結(jié)果可以用蒙特卡洛法進(jìn)行驗(yàn)證,當(dāng)評定結(jié)果一致時,仍然可以使用GUM法進(jìn)行不確定度評定。因此,GUM法仍然是不確定度評定的最常用和最基本的方法。現(xiàn)在是60頁\一共有428頁\編輯于星期一第二部分
實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可和資質(zhì)認(rèn)定政策對測量不確定度評估的要求現(xiàn)在是61頁\一共有428頁\編輯于星期一CNAS測量不確定度政策為適應(yīng)有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)可要求的變化,指導(dǎo)認(rèn)可評審和認(rèn)可評價活動,中國合格評定國家認(rèn)可委員會(CNAS)組織修訂了CNAS-CL07:2006《測量不確定度評估和報告通用要求》。2011年2月15日發(fā)布,2011年5月1日實(shí)施,發(fā)布了CNAS-CL07:2011《測量不確定度的要求》2011年,再次進(jìn)行了修訂,11月1日發(fā)布,2011年11月1日實(shí)施CNAS-CL07:2011《測量不確定度的要求》現(xiàn)在是62頁\一共有428頁\編輯于星期一CNAS-CL07:2011測量不確定度的要求前言1適用范圍2引用文件3術(shù)語和定義4通用要求5對校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的要求6對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品生產(chǎn)者的要求7對校準(zhǔn)和測量能力(CMC)的要求8對檢測實(shí)驗(yàn)室的要求現(xiàn)在是63頁\一共有428頁\編輯于星期一CNAS-CL07:2011測量不確定度的要求1適用范圍本文件適用于檢測實(shí)驗(yàn)室、校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室(含醫(yī)學(xué)參考測量實(shí)驗(yàn)室)和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品生產(chǎn)者(以下簡稱為實(shí)驗(yàn)室)。現(xiàn)在是64頁\一共有428頁\編輯于星期一CNAS-CL07:2011測量不確定度的要求3術(shù)語和定義3.1校準(zhǔn)和測量能力(CalibrationandMeasurementCapability,CMC)按照CIPM(國際計量委員會)和ILAC的聯(lián)合聲明,對CMC采用以下定義:校準(zhǔn)和測量能力(CMC)是校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室在常規(guī)條件下能夠提供給客戶的校準(zhǔn)和測量的能力。CMC公布在:a)簽署ILAC互認(rèn)協(xié)議的認(rèn)可機(jī)構(gòu)認(rèn)可的校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的認(rèn)可范圍中;b)簽署CIPM互認(rèn)協(xié)議的各國家計量院(NMIs)的CMC公布在國際計量局(BIPM)的關(guān)鍵比對數(shù)據(jù)庫(KCDB)中?,F(xiàn)在是65頁\一共有428頁\編輯于星期一CNAS-CL07:2011測量不確定度的要求4通用要求4.1實(shí)驗(yàn)室應(yīng)制定實(shí)施測量不確定度要求的程序并將其應(yīng)用于相應(yīng)的工作。4.2CNAS在認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室時應(yīng)要求實(shí)驗(yàn)室組織校準(zhǔn)或檢測系統(tǒng)的設(shè)計人員或熟練操作人員評估相關(guān)項目的測量不確定度,要求具體實(shí)施校準(zhǔn)或檢測人員正確應(yīng)用和報告測量不確定度。還應(yīng)要求實(shí)驗(yàn)室建立維護(hù)評估測量不確定度有效性的機(jī)制。4.3測量不確定度的評估程序和方法應(yīng)符合GUM及其補(bǔ)充文件的規(guī)定。4.4當(dāng)校準(zhǔn)證書或檢測報告中給出了符合性聲明時,在證書和報告中可以不報告測量不確定度。此時,校準(zhǔn)或檢測結(jié)果的測量不確定度在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部應(yīng)是可獲得的。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)確保在進(jìn)行符合性判定時,已經(jīng)充分考慮了測量不確定度對校準(zhǔn)或檢測結(jié)果符合性判定的影響。現(xiàn)在是66頁\一共有428頁\編輯于星期一5對校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的要求5.1校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)對其開展的全部校準(zhǔn)項目(參數(shù))評估測量不確定度。5.2校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該在校準(zhǔn)證書中報告測量不確定度和(或)給出對其計量規(guī)范或相應(yīng)條款的符合性聲明。5.3一般情況下,校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)包括測量結(jié)果的數(shù)值y和其擴(kuò)展不確定度U。在校準(zhǔn)證書中,校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)使用“‘y±U’+y和U的單位”或類似的表述方式;測量結(jié)果也可以使用列表,需要時,擴(kuò)展不確定度也可以用相對擴(kuò)展不確定度U/|y|的方式給出。CNAS-CL07:2011測量不確定度的要求現(xiàn)在是67頁\一共有428頁\編輯于星期一5對校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的要求應(yīng)在校準(zhǔn)證書中注明不確定度的包含因子和包含概率,可以使用以下文字描述:“本報告中給出的擴(kuò)展不確定度是由標(biāo)準(zhǔn)不確定度乘以包含概率約為95%時的包含因子k。”注:對于不對稱分布的不確定度,以及使用蒙特卡洛(分布傳遞)法確定的不確定度或使用對數(shù)單位表示的不確定度,可能需要使用y±U之外的方法表述。5.4擴(kuò)展不確定度的數(shù)值應(yīng)不超過兩位有效數(shù)字,并且應(yīng)滿足以下要求:a)最終報告的測量結(jié)果的末位,應(yīng)與擴(kuò)展不確定度的末位對齊;b)應(yīng)根據(jù)通用的規(guī)則進(jìn)行數(shù)值修約,并符合GUM第7章的規(guī)定。注:數(shù)值修約的詳細(xì)規(guī)定參見ISO80000-1《量和單位-第1部分:總則》,或GB/T8170《數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定》。CNAS-CL07:2011測量不確定度的要求現(xiàn)在是68頁\一共有428頁\編輯于星期一5對校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的要求5.5在校準(zhǔn)證書中報告測量不確定度的來源時,應(yīng)包含校準(zhǔn)期間短期的不確定度分量和可以合理的歸為來源于客戶的被校設(shè)備的不確定度分量。一般情況下,不確定度應(yīng)包含評估CMC時相同的分量,除非評估的“現(xiàn)有的最佳儀器”的不確定度分量被客戶儀器的不確定度分量取代,因此,報告的不確定度往往比CMC大。隨機(jī)的不確定度分量實(shí)驗(yàn)室往往無法獲得,比如運(yùn)輸產(chǎn)生的不確定度,通常可以不包括在不確定度報告中,但是,假如實(shí)驗(yàn)室預(yù)計到這些不確定度分量將對客戶產(chǎn)生重要影響,實(shí)驗(yàn)室應(yīng)根據(jù)ISO/IEC17025中有關(guān)合同評審的要求通知客戶。5.6獲認(rèn)可的校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室在證書中報告的測量不確定度,不得小于(優(yōu)于)認(rèn)可的CMC。CNAS-CL07:2011測量不確定度的要求現(xiàn)在是69頁\一共有428頁\編輯于星期一對校準(zhǔn)和測量能力(CMC)的要求
7.1校準(zhǔn)和測量能力(CMC)是校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室在常規(guī)條件下能夠提供給客戶的校準(zhǔn)和測量的能力。其應(yīng)是在常規(guī)條件下的校準(zhǔn)中可獲得的最小的測量不確定度。應(yīng)特別注意當(dāng)被測量的值是一個范圍時,CMC通??梢杂孟铝蟹椒ㄖ槐硎荆篴)CMC用整個測量范圍內(nèi)都有效的單一值表示;b)CMC用范圍表示。此時,實(shí)驗(yàn)室應(yīng)有適當(dāng)?shù)牟逯邓惴ㄒ越o出區(qū)間內(nèi)的值的測量不確定度。c)CMC用被測量值或參數(shù)的函數(shù)表示;d)CMC用矩陣表示。此時,不確定度的值取決于被測量的值以及與其相關(guān)的其他參數(shù);e)CMC用圖形表示。此時,每個數(shù)軸應(yīng)有足夠的分辨率,使得到的CMC至少有2位有效數(shù)字;CMC不允許用開區(qū)間表示(例如“U<X”)。一般情況下,CMC應(yīng)該用包含概率約為95%的擴(kuò)展不確定度表示。CNAS-CL07:2011測量不確定度的要求一種或多種方式表示:適用現(xiàn)在是70頁\一共有428頁\編輯于星期一對檢測實(shí)驗(yàn)室的要求8.1檢測實(shí)驗(yàn)室應(yīng)制定與檢測工作特點(diǎn)相適應(yīng)的測量不確定度評估程序,并將其用于不同類型的檢測工作。8.2檢測實(shí)驗(yàn)室應(yīng)有能力對每一項有數(shù)值要求的測量結(jié)果進(jìn)行測量不確定度評估。當(dāng)不確定度與檢測結(jié)果的有效性或應(yīng)用有關(guān)、或在用戶有要求時、或當(dāng)不確定度影響到對規(guī)范限度的符合性時、當(dāng)測試方法中有規(guī)定時和CNAS有要求時(如認(rèn)可準(zhǔn)則在特殊領(lǐng)域的應(yīng)用說明中有規(guī)定),檢測報告必須提供測量結(jié)果的不確定度。8.3檢測實(shí)驗(yàn)室對于不同的檢測項目和檢測對象,可以采用不同的評估方法。CNAS-CL07:2011測量不確定度的要求現(xiàn)在是71頁\一共有428頁\編輯于星期一對檢測實(shí)驗(yàn)室的要求8.4檢測實(shí)驗(yàn)室在采用新的檢測方法時,應(yīng)按照新方法重新評估測量不確定度。8.5檢測實(shí)驗(yàn)室對所采用的非標(biāo)準(zhǔn)方法、實(shí)驗(yàn)室自己設(shè)計和研制的方法、超出預(yù)定使用范圍的標(biāo)準(zhǔn)方法以及經(jīng)過擴(kuò)展和修改的標(biāo)準(zhǔn)方法重新進(jìn)行確認(rèn),其中應(yīng)包括對測量不確定度的評估8.6對于某些廣泛公認(rèn)的檢測方法,如果該方法規(guī)定了測量不確定度主要來源的極限值和計算結(jié)果的表示形式時,實(shí)驗(yàn)室只要按照該檢測方法的要求操作,并出具測量結(jié)果報告,即被認(rèn)為符合本要求。CNAS-CL07:2011測量不確定度的要求現(xiàn)在是72頁\一共有428頁\編輯于星期一對檢測實(shí)驗(yàn)室的要求8.7由于某些檢測方法的性質(zhì),決定了無法從計量學(xué)和統(tǒng)計學(xué)角度對測量不確定度進(jìn)行有效而嚴(yán)格的評估,這時至少應(yīng)通過分析方法,列出各主要的不確定度分量,并做出合理的評估。同時應(yīng)確保測量結(jié)果的報告形式不會使客戶造成對所給測量不確定度的誤解。8.8如果檢測結(jié)果不是用數(shù)值表示或者不是建立在數(shù)值基礎(chǔ)上(如合格/不合格,陰性/陽性,或基于視覺和觸覺等的定性檢測),則不要求對不確定度進(jìn)行評估,但鼓勵實(shí)驗(yàn)室在可能的情況下了解結(jié)果的可變性。CNAS-CL07:2011測量不確定度的要求現(xiàn)在是73頁\一共有428頁\編輯于星期一對檢測實(shí)驗(yàn)室的要求8.9檢測實(shí)驗(yàn)室測量不確定度評估所需的嚴(yán)密程度取決于:a)檢測方法的要求;b)用戶的要求;c)用來確定是否符合某規(guī)范所依據(jù)的誤差限的寬窄。CNAS-CL07:2011測量不確定度的要求現(xiàn)在是74頁\一共有428頁\編輯于星期一第三部分
統(tǒng)計學(xué)的基本知識現(xiàn)在是75頁\一共有428頁\編輯于星期一隨機(jī)變量作一次試驗(yàn),其結(jié)果有多種可能。每一種可能結(jié)果都可用一個數(shù)來表示,可把這些數(shù)看作為某變量X的取值范圍,變量X稱為“隨機(jī)變量”,即實(shí)驗(yàn)結(jié)果可用隨機(jī)變量X來表示。通俗地講,表示隨機(jī)現(xiàn)象結(jié)果的變量稱為隨機(jī)變量。常用大寫字母X,Y,Z等表示隨機(jī)變量,它們的取值用相應(yīng)的小寫字母x,y,z表示。定義:如果某一量(例如測量結(jié)果)在一定條件下,取某一值或在某一范圍內(nèi)取值是一個隨機(jī)事件,則這樣的量稱作隨機(jī)變量?,F(xiàn)在是76頁\一共有428頁\編輯于星期一隨機(jī)變量根據(jù)其值的性質(zhì)不同,可分為離散型和連續(xù)型兩種,如果隨機(jī)變量X的所有可能取值為有限個或可列個,且以各種確定的概率取這些不同的值,則稱隨機(jī)變量X為離散型隨機(jī)變量。如果隨機(jī)變量的所有可能取值充滿為某范圍內(nèi)的任何數(shù)值,且在其取值范圍內(nèi)的任一區(qū)間中取值時,其概率是確定的,則稱X為連續(xù)型隨機(jī)變量?,F(xiàn)在是77頁\一共有428頁\編輯于星期一概率(probability)概率是一個0和1之間隸屬于隨機(jī)事件的實(shí)數(shù)概率與在一段較長時間內(nèi)的事件發(fā)生的相對頻率有關(guān)或與事件發(fā)生的可信程度(degreeofbelief)有關(guān)-----------GBT3358.1-2009統(tǒng)計學(xué)詞匯及符號第1部分:一般統(tǒng)計術(shù)語與用于概率的術(shù)語現(xiàn)在是78頁\一共有428頁\編輯于星期一概率的頻率解釋若對某一個被測量重復(fù)測量,我們可以得到一系列測量數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)稱測得值或觀測值測得值是隨機(jī)變量,它們分散在某個區(qū)間內(nèi),概率是測得值在區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)的相對頻率,即出現(xiàn)的可能性大小的度量在此定義的基礎(chǔ)上奠定了測量不確定度A類評定的理論基礎(chǔ)?,F(xiàn)在是79頁\一共有428頁\編輯于星期一概率的可信程度的解釋由于測量的不完善或人們對被測量及其影響量的認(rèn)識不足,概率是測量值落在某個區(qū)間內(nèi)的可信度大小的度量在這個定義中,對于那些我們不知道其大小的系統(tǒng)誤差,可以認(rèn)為是以一定的概率落在區(qū)間的某個位置,認(rèn)為也屬于隨機(jī)變量或者說,某項未知的系統(tǒng)誤差落在該區(qū)間內(nèi)的可信程度也可以用概率表征。這是測量不確定度B類評定的理論基礎(chǔ)現(xiàn)在是80頁\一共有428頁\編輯于星期一概率測量值x落在(a,b)區(qū)間內(nèi)的概率可以表示為概率的值在0到1之間現(xiàn)在是81頁\一共有428頁\編輯于星期一概率分布(probabilitydistribution)一個隨機(jī)變量取任何給定值或?qū)儆谀骋唤o定值集的概率隨取值而變化的函數(shù)1.隨機(jī)變量在整個集合中取值的概率等于12.一個概率分布與單一(標(biāo)量)隨機(jī)變量有關(guān)時稱為單變量概率分布,與隨機(jī)變量的向量有關(guān)時稱為
多變量概率分布。多變量概率分布也稱聯(lián)合分布3.一個概率分布可以采用分布函數(shù)或概率密度函數(shù)的形式現(xiàn)在是82頁\一共有428頁\編輯于星期一分布函數(shù)對于每個x值給出了隨機(jī)變量X小于或等于x的概率的一個函數(shù)稱分布函數(shù),用F(x)表示
F(x)=
P(X≤x)01231F(x)x10F(x)是一個不減的函數(shù)
20現(xiàn)在是83頁\一共有428頁\編輯于星期一概率密度函數(shù)分布函數(shù)的導(dǎo)數(shù)(當(dāng)導(dǎo)數(shù)存在時)稱(連續(xù)隨機(jī)變量的)概率密度函數(shù),用p(x)表示,p(x)=dF(x)/dxp(x)dx稱“概率元素”p(x)dx=P(x<X<x+dx)現(xiàn)在是84頁\一共有428頁\編輯于星期一離散型隨機(jī)變量的概率分布要了解離散型隨機(jī)變量X的統(tǒng)計規(guī)律,就必須知道它的一切可能值xi及取每種可能值的概率pi如果將離散型隨機(jī)變量X的一切可能取值xi及其對應(yīng)的概率pi,記作P(X=xi)=pi,i=1,2,….則稱上式為離散型隨機(jī)變量X的概率分布或分布Xpi
-123現(xiàn)在是85頁\一共有428頁\編輯于星期一概率密度函數(shù)若已知某個隨機(jī)變量的概率密度函數(shù)p(x),則測量值x落在(a,b)區(qū)間內(nèi)的概率p可用下式計算數(shù)學(xué)上,積分代表了面積。由此可見,概率p是概率分布曲線下在區(qū)間(a,b)內(nèi)包含的面積當(dāng)p=0.9,表明測量值有90%的可能性落在該區(qū)間內(nèi),該區(qū)間包含了概率分布下總面積的90%當(dāng)p=1,表明測量值以100%的可能性落在該區(qū)間內(nèi),也就是測量值必定在此區(qū)間內(nèi)?,F(xiàn)在是86頁\一共有428頁\編輯于星期一3.概率分布的特征參數(shù)盡管概率分布反映了該隨機(jī)變量的全貌,但在實(shí)際使用中更關(guān)心代表該該概率分布的若干數(shù)字特征量。期望方差標(biāo)準(zhǔn)偏差現(xiàn)在是87頁\一共有428頁\編輯于星期一期望expectation期望又稱(概率分布或隨機(jī)變量的)均值(mean)或期望值(expectedvalue),有時又稱數(shù)學(xué)期望。常用符號表示,也用E(X)表示。測量值的期望離散隨機(jī)變量連續(xù)隨機(jī)變量通俗地說:期望值是無窮多次測量的平均值?,F(xiàn)在是88頁\一共有428頁\編輯于星期一期望對于單峰、對稱的概率分布來說,期望值在分布曲線峰頂對應(yīng)的橫坐標(biāo)正因?yàn)閷?shí)際上不可能進(jìn)行無窮多次測量,因此,測量中期望值是可望而不可得的。期望是概率分布曲線與橫坐標(biāo)軸構(gòu)成面積的重心所在的橫坐標(biāo),因此它是決定隨機(jī)變量分布的位置的量現(xiàn)在是89頁\一共有428頁\編輯于星期一期望
三條測量值分布曲線的精密度相同,但正確度不同。期望與真值之差即為系統(tǒng)誤差,如果系統(tǒng)誤差可以忽略,則期望就是被測量的真值期望代表了測量的最佳估計值,或相對真值的系統(tǒng)誤差大小現(xiàn)在是90頁\一共有428頁\編輯于星期一方差Variance對于一個隨機(jī)變量,僅用數(shù)學(xué)期望還不足以充分描述其特性。比如,兩組測量數(shù)據(jù):28,29,30,31,32……數(shù)學(xué)期望30,各個數(shù)據(jù)在28和32之間波動10,20,30,40,50……數(shù)學(xué)期望30,各個數(shù)據(jù)在10和50之間波動兩組數(shù)據(jù)具有相同的數(shù)學(xué)期望為30,但它們具有重要的差別。第2組數(shù)據(jù)比第一組數(shù)據(jù)分散得多?,F(xiàn)在是91頁\一共有428頁\編輯于星期一方差(隨機(jī)變量或概率分布的)方差用符號表示測量值與期望之差是隨機(jī)誤差,方差就是隨機(jī)誤差平方的期望值方差說明了隨機(jī)誤差的大小和測量值的分散程度。但由于方差的量綱是單位的平方,使用不方便,因此引出了標(biāo)準(zhǔn)偏差這個術(shù)語現(xiàn)在是92頁\一共有428頁\編輯于星期一標(biāo)準(zhǔn)偏差概率分布或隨機(jī)變量的標(biāo)準(zhǔn)偏差是方差的正平方根值,用符號表示標(biāo)準(zhǔn)偏差是無窮多次測量的隨機(jī)誤差平方的算術(shù)平均值的正平方根值的極限,現(xiàn)在是93頁\一共有428頁\編輯于星期一標(biāo)準(zhǔn)偏差標(biāo)準(zhǔn)偏差是表明測得值分散性的參數(shù),小表明測得值比較集中,大表明測得值比較分散。通常,測量的重復(fù)性或復(fù)現(xiàn)性是用標(biāo)準(zhǔn)偏差來表示的。三條誤差分布曲線的正確度相同,但精密度不同現(xiàn)在是94頁\一共有428頁\編輯于星期一標(biāo)準(zhǔn)偏差由于標(biāo)準(zhǔn)偏差是無窮多次測量時的極限值,所以又稱總體標(biāo)準(zhǔn)偏差。
可見:期望和方差(或標(biāo)準(zhǔn)偏差)是表征概率分布的兩個特征參數(shù)。理想情況下,應(yīng)該以期望為被測量的測量結(jié)果,以標(biāo)準(zhǔn)偏差表示測得值的分散性三條誤差分布曲線的正確度相同,但精密度不同現(xiàn)在是95頁\一共有428頁\編輯于星期一標(biāo)準(zhǔn)偏差由于期望、方差和標(biāo)準(zhǔn)偏差都是以無窮多次測量的理想情況定義的,因此都是概念性的術(shù)語,無法由測量得到
,2和。三條誤差分布曲線的正確度相同,但精密度不同現(xiàn)在是96頁\一共有428頁\編輯于星期一4.有限次測量時μ和σ的估計值算術(shù)平均值(arithmeticmean)-----期望的最佳估計值
在相同測量條件下,對某被測量X進(jìn)行有限次獨(dú)立重復(fù)測量,得到一系列測量值,算術(shù)平均值為現(xiàn)在是97頁\一共有428頁\編輯于星期一算術(shù)平均值是期望的最佳估計值由大數(shù)定理證明,測量值的算術(shù)平均值是其期望的最佳估計值大數(shù)定理:現(xiàn)在是98頁\一共有428頁\編輯于星期一算術(shù)平均值若干個獨(dú)立同分布的隨機(jī)變量的平均值以無限接近于1的概率接近于其期望。所以
是期望
的最佳估計值。即使在同一條件下對同一量進(jìn)行多組測量,每組的平均值都不相同,說明算術(shù)平均值本身也是隨機(jī)變量。由于有限次測量時的算術(shù)平均值是其期望的最佳估計值,因此,通常用算術(shù)平均值作為測量結(jié)果的值。現(xiàn)在是99頁\一共有428頁\編輯于星期一2)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差(experimentalstandarddeviation)------有限次測量時標(biāo)準(zhǔn)偏差的估計值實(shí)際工作中不可能測量無窮多次,因此無法得到總體標(biāo)準(zhǔn)偏差σ。用有限次測量的數(shù)據(jù)得到標(biāo)準(zhǔn)偏差的估計值稱為實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差,用符號s表示。現(xiàn)介紹幾種常用的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差的估計方法。
在相同測量條件下,對某被測量X進(jìn)行有限次獨(dú)立重復(fù)測量,得到一系列測量值
,則實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差可按以下幾種方法估計現(xiàn)在是100頁\一共有428頁\編輯于星期一(1)貝塞爾公式式中——n次測量的算術(shù)平均值——?dú)埐睢杂啥取?測量值xk的)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差,表征了觀測值xk的變動性,或更確切地說,表征了它們在平均值
周圍的分散性現(xiàn)在是101頁\一共有428頁\編輯于星期一殘余誤差各個測得值與算術(shù)平均值之差,叫作殘余誤差(也稱殘差)殘余誤差性質(zhì):殘余誤差的代數(shù)和等于零。即這是因?yàn)楝F(xiàn)在是102頁\一共有428頁\編輯于星期一例:用游標(biāo)卡尺測某一尺寸10次,數(shù)據(jù)見表(設(shè)無系統(tǒng)和粗大誤差),求算術(shù)平均值及單次測值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差。測序li/mmvi/mmvi2/mm2175.01-0.0350.001225275.04-0.0050.000025375.07+0.0250.000625475.00-0.0450.002025575.03-0.0150.000225675.09+0.0450.002025775.06+0.0150.000225875.02-0.0250.000625975.05+0.0050.0000251075.08+0.0350.001225現(xiàn)在是103頁\一共有428頁\編輯于星期一可得利用貝塞爾公式求出的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差是上述10個測值的測量組中單次測量的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差。如何理解?例:測量列為75.01,75.04,75.07,75.00,75.03,75.09,75.06,75.02,75.05,75.08;這10個測值是等權(quán)測量,每一個測值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差都是0.0303mm。現(xiàn)在是104頁\一共有428頁\編輯于星期一單次測值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差在數(shù)據(jù)處理中的意義:1)可比較不同測量組的測量可靠性:例:對同一被測量進(jìn)行了兩組測量(如由兩人),其數(shù)據(jù)是:
測量結(jié)果一樣,哪個測量者的測量水平高、測值更可靠?何時會用單次測量值作為測量結(jié)果?2)當(dāng)用單次測量值作為測量結(jié)果時,可反映單次測量測量結(jié)果的可靠性。現(xiàn)在是105頁\一共有428頁\編輯于星期一說明:(1)單次測量的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差s并非只測量一次就能得到的。對于一定的測量方法或量儀,必須通過多次測試才能獲得。(即所謂“用統(tǒng)計方法得出”)(2)一旦得出了s值,在今后使用該量儀或測量方法時,s便為已知值,便能對單次測量給出測量不確定度。(3)在有的儀器說明書里或手冊表格中往往也給出了s值。此時,在測量過程中便可直接引用,而不必自己去求出。現(xiàn)在是106頁\一共有428頁\編輯于星期一(2)極差法
從有限次獨(dú)立重復(fù)測量的一列測量值中找出最大值,最小值得到極差,并根據(jù)測量次數(shù)n查表得到極差系數(shù)值代入下式得到實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差現(xiàn)在是107頁\一共有428頁\編輯于星期一(3)較差法從有限次獨(dú)立重復(fù)測量的一列測量值中,將每次測量值與后一次測量值比較得到差值,利用下式得到實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差現(xiàn)在是108頁\一共有428頁\編輯于星期一3)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差的可靠性與自由度的關(guān)系實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差是標(biāo)準(zhǔn)偏差的估計值,它本身存在著標(biāo)準(zhǔn)偏差,實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差的標(biāo)準(zhǔn)偏差估計值為實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差s的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為由此可見,標(biāo)準(zhǔn)偏差估計值的可靠程度是與自由度大小成反比的,自由度越大,評定的標(biāo)準(zhǔn)偏差估計值越可靠。現(xiàn)在是109頁\一共有428頁\編輯于星期一各種估計方法的比較貝塞爾公式法是一種基本的方法,極差法使用起來比較簡便,但當(dāng)數(shù)據(jù)的概率分布偏離正態(tài)分布較大時,應(yīng)當(dāng)以貝塞爾公式法的結(jié)果為準(zhǔn)。較差法更適用于隨機(jī)過程的方差分析,如頻率測量的阿倫方差就屬于這種方法?,F(xiàn)在是110頁\一共有428頁\編輯于星期一4)算術(shù)平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差若測量值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為s(xk),則算術(shù)平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為有限次測量的算術(shù)平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差與成反比。測量次數(shù)增加,減小,即算術(shù)平均值的分散性減小。一般n=3~20通常用算術(shù)平均值作為被測量估計值,則算術(shù)平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差是被測量估計值的A類評定的標(biāo)準(zhǔn)不確定度現(xiàn)在是111頁\一共有428頁\編輯于星期一概率統(tǒng)計術(shù)語無限次測量的理想條件下概率論術(shù)語有限次測量條件下的統(tǒng)計學(xué)術(shù)語數(shù)學(xué)期望算術(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差s(x)算術(shù)平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差現(xiàn)在是112頁\一共有428頁\編輯于星期一常用的概率分布正態(tài)分布正態(tài)分布又稱高斯分布。一個連續(xù)隨機(jī)變量X的正態(tài)分布的概率密度函數(shù)為式中,是X的期望,為標(biāo)準(zhǔn)偏差?,F(xiàn)在是113頁\一共有428頁\編輯于星期一正態(tài)分布的特點(diǎn)單峰性:概率分布曲線在均值μ
處具有一個極大值對稱性:正態(tài)分布以x=μ為其對稱軸,分布曲線在均值μ的兩側(cè)是對稱的當(dāng)x
或x-
時,概率分布曲線以x軸為漸近線現(xiàn)在是114頁\一共有428頁\編輯于星期一正態(tài)分布的特點(diǎn)μ為位置參數(shù),
σ為形狀參數(shù)。
μ和
σ能完全表達(dá)正態(tài)分布的形態(tài)常用簡略符號X~N(,2)表示正態(tài)分布當(dāng)
=0,=1時,X~N(0,1)稱為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布?,F(xiàn)在是115頁\一共有428頁\編輯于星期一概率p=95.45%概率p=68.27%等于概率曲線與橫坐標(biāo)圍成的面積xp(x)概率p=99.73%2323正態(tài)分布隨機(jī)變量x的取值現(xiàn)在是116頁\一共有428頁\編輯于星期一測得值x落在區(qū)間的置信概率
68.26%95.45%99.73%置信概率k
置信因子現(xiàn)在是117頁\一共有428頁\編輯于星期一正態(tài)分布的概率計算已知隨機(jī)誤差服從正態(tài)分布,求誤差落在區(qū)間內(nèi)的概率隨機(jī)誤差服從正態(tài)分布,且標(biāo)準(zhǔn)偏差為,則在該條件下,進(jìn)行100次測量,可能有99次的隨機(jī)誤差落在區(qū)間內(nèi)現(xiàn)在是118頁\一共有428頁\編輯于星期一概率論中正態(tài)分布的置信概率與置信因子的關(guān)系置信概率p置信因子k0.50.6750.682710.91.6450.951.960.954520.992.5760.99733現(xiàn)在是119頁\一共有428頁\編輯于星期一均勻分布
若隨機(jī)變量在某一范圍中出現(xiàn)的概率相等,稱其服從均勻分布,也稱為等概率分布。概率密度函數(shù)
期望o現(xiàn)在是120頁\一共有428頁\編輯于星期一均勻分布概率密度函數(shù)
標(biāo)準(zhǔn)偏差置信因子
o
用a表示區(qū)間半寬度,即方差現(xiàn)在是121頁\一共有428頁\編輯于星期一三角分布概率密度函數(shù)
數(shù)學(xué)期望標(biāo)準(zhǔn)偏差置信因子
現(xiàn)在是122頁\一共有428頁\編輯于星期一梯形分布設(shè)梯形的上底半寬度為a,下底半寬度為
a,0<
<1,概率密度函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差當(dāng)=0時梯形分布變成三角形分布當(dāng)=1時梯形分布變成矩形分布現(xiàn)在是123頁\一共有428頁\編輯于星期一反正弦分布概率密度函數(shù)
標(biāo)準(zhǔn)偏差a-ao置信因子
現(xiàn)在是124頁\一共有428頁\編輯于星期一幾種非正態(tài)分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差與置信因子的關(guān)系現(xiàn)在是125頁\一共有428頁\編輯于星期一第四部分
名詞術(shù)語現(xiàn)在是126頁\一共有428頁\編輯于星期一測量的目的是確定被測量的值。所以測量從被測量的合適的技術(shù)說明、測量方法和測量程序開始。測量的第一步是規(guī)定被測量;被測量不能僅用一個值來說明,還應(yīng)對此量進(jìn)行描述。然而,原則上說,沒有無窮多信息量,被測量就不可能完全地描述。被測量定義或所要求的技術(shù)說明的詳細(xì)程度是隨所要求的測量準(zhǔn)確度而定的。被測量應(yīng)相應(yīng)于所要求的準(zhǔn)確度而足夠完整定義,以便對與測量有關(guān)的所有的實(shí)際用途來說,其值是惟一的。
被測量measurand
擬測量的量?,F(xiàn)在是127頁\一共有428頁\編輯于星期一一根長度標(biāo)稱值為1m的鋼棒若需測準(zhǔn)至微米級,其說明應(yīng)包括定義長度時的溫度和壓力。如:應(yīng)說明被測量為鋼棒在25.00℃和101325Pa時的長度。如果僅說明鋼棒在101325Pa時的長度,沒有說明溫度,那么,對于不同的溫度,會有不同的鋼棒長度值,被測量就不是單一值了。然而,如果被測長度僅需毫米級準(zhǔn)確度,其說明可能就無需規(guī)定溫度或壓力或任何其他影響量的值。
被測量measurand
擬測量的量。現(xiàn)在是128頁\一共有428頁\編輯于星期一【注1】對被測量的說明要求了解量的種類,以及含有該量的現(xiàn)象、物體或物質(zhì)狀態(tài)的描述,包括有關(guān)成分及所涉及的化學(xué)實(shí)體。聲音在由N2=0.7808,O2=0.2095,Ar=0.00935及CO2=O.00035成分(摩爾分?jǐn)?shù))組成的干燥空氣中,在溫度T=273.15K和壓力P=101325Pa時的速度【注2】在VIM第二版中,被測量定義為受到測量的量。
被測量measurand
擬測量的量?,F(xiàn)在是129頁\一共有428頁\編輯于星期一【注3】測量包括測量系統(tǒng)和實(shí)施測量的條件,它可能會改變研究中的現(xiàn)象、物體或物質(zhì),此時實(shí)際受到測量的量可能不同于定義的要測量的被測量。如:擬測量的量是鋼棒在20℃時的長度,在環(huán)境溫度23℃時實(shí)際受到測量的量是23℃時的鋼棒長度。在這里,被測對象是鋼棒;擬測量的量是鋼棒在20℃時的長度;受到測量的量是23℃時的鋼棒長度這種情況下,受到測量的量不是擬測量的量,必須經(jīng)過修正才能得到擬測量的被測量的估計量值
被測量measurand
擬測量的量?,F(xiàn)在是130頁\一共有428頁\編輯于星期一測量結(jié)果
measurementresult,resultofmeasurement【VIM2定義】由測量得到的賦予被測量的量值。【VIM3定義】與其它有用的相關(guān)信息一起賦予被測量的一組量值。【注1】測量結(jié)果通常包含這組量值的“相關(guān)信息”。諸如某些可以比其他方式更能代表被測量的信息。它可以概率密度函數(shù)(PDF)的方式表示。【注2】測量結(jié)果通常表示為單個測得值和一個測量不確定度?,F(xiàn)在是131頁\一共有428頁\編輯于星期一測量結(jié)果與其它有用的相關(guān)信息一起賦予被測量的一組量值?!咀?】對于某些用途而言,如果認(rèn)為測量不確定度可以忽略不計,則測量結(jié)果可以僅用被測量的估計值表示,也就是此時測量結(jié)果可表示為單個測得的量值。在許多領(lǐng)域中這是表示測量結(jié)果的常用方式。【注4】在傳統(tǒng)文獻(xiàn)和VIM的以前版本中,測量結(jié)果定義為賦予被測量的量值,并根據(jù)上下文說明是指示值、未修正結(jié)果還是已修正結(jié)果?,F(xiàn)在是132頁\一共有428頁\編輯于星期一測得的量值(measuredquantityvalue)
量的測得值measuredvalueofaquantity
簡稱測得值(measuredvalue)
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