第一节有关术语的定义3.量值 value of a quantity 一般由一个数乘以测量单位所表示的特定量的大小例:5.34m 或 534cm, 15kg, 10s,—40°C注:对于不能由一个乘以测量单位所表示的量,可以参照约定参考标尺,或参照测量程序, 或两者参照的方式表示4・〔量的〕真值rtue value〔of a quantity)与给定的特定量定义一致的值注:(1) 量的真值只有通过完善的测量才有可能获得2) 真值按其本性是不确定的3) 与给定的特定量定义一致的值不一定只有一个5・〔量的〕约定真值 conventional true value〔of a quantity〕 对于给定目的具有适当不确定度的、赋予特定量的值,有时该值是约定采用的例:a)在给定地点,取由参考标准复现而赋予该量的值人作为给定真值X 1023mol-io注:(1) 约定真值有时称为指定值、最佳估计值、约定值或参考值2) 常常用某量的多次测量结果来确定约定真值13•影响量 influence quantity不是被测量但对测量结果有影响的量例:a)用来测量长度的千分尺的温度;b) 交流电位差幅值测量中的频率;c) 测量人体血液样品血红蛋浓度时的胆红素的浓度。
14・测量结果 result of a measurement 由测量所得到的赋予被测量的值注:(1) 在给出测量结果时,应说明它是示值、示修正测量结果或已修正测量结果,还应表明 它是否为几个值的平均2) 在测量结果的完整表述中应包括测量不确定度,必要时还应说明有关影响量的取值范 围15・〔测量仪器的〕示值 indication〔of a measuring instrument〕 测量仪器所给出的量的值注:(1) 由显示器读出的值可称为直接示值,将它乘以仪器常数即为示值2) 这个量可以是被测量、测量信号或用于计算被测量之值的其他量3) 对于实物量具,示值就是它所标出的值18・测量准确度 accuracy of measurement测量结果与被测量真值之间的一致程度注:(1) 不要用术语精密度代替准确度2) 准确度是一个定性的概念21・实验标准〔偏〕差 experimental standard deviation对同一被测量作n次测量,表征测量结果分散性的量s可按下式算出:式中:X为第i次测量的结果;iX为所考虑的n次测量结果的算术平均值注:(1) 当将n个值视作分布的取样时,X为该分布的期望的无偏差估计,s2为该分布的方差b 2的无偏差估计。
2)s<'n为x分布的标准偏差的估计,称为平均值的实验标准偏差3) 将平均值的实验标准偏差称为平均值标准误差是不准确的22•测量不确定度 uncertainty of measurement 表征合理地赋予被测量之值的分散性,与测量结果相联系的参数注:(1) 此参数可以是诸如标准偏差或其倍数,或说明了置信水准的区间的半宽度2) 测量不确定度由多个分量组成其中一些分量可用测量列结果的统计分布估算,并用 实验标准偏差表征另一些分量则可用基于经验或其他信息的假定概率分布估算,也可用标准 偏差表征3) 测量结果应理解为被测量之值的最佳估计,而所有的不确定度分量均贡献给了分散 性,包括那些由系统效应引起的(如,与修正值和参考测量标准有关的)分量23.标准不确定度 standard uncertainty 以标准偏差表示的测量不确定度24•不确定度的 A 类评定 type A evaluation of uncertainty 用对观测列进行统计分析的方法,来评定标准不确定度注:不确定度的A类评定,有时也称为A类不确定度评定25.不确定度的 B 类评定 type B evaluation of uncertainty用不同于对观测列进行统计分析的方法,来评定标准不确定度。
注:不确定度的B类评定,有时也称为B类不确定度评定26•合成标准不确定度 combined standard uncertainty当测量结果是由若干个其他量的值求得时,按其他各量的方差和协方差算得的标准不确定 度27. 扩展不确定度 expanded uncertainty 确定测量结果区间的量,合理赋予被测量之值分布的大部分可望含于此区间 注:扩展不确定度有时也称为展伸不确定度或范围不确定度28. 包含因子 coverage factor为求得扩展不确定度,对合成标准不确定所乘之数字因子注:(1) 包含因子等于扩展不确定度与合成标准不确定度之比2) 包含因子有时也称覆盖因子29. 〔测量〕误差 error〔of measurement) 测量结果减去被测量的真值注:(1) 由于真值不能确定,实际上用的是约定真值2) 当有必要与相对误差相区别时,此术语有时称为测量的绝对误差注意不要与误差的 绝对值相混淆,后者为误差的模32•随机误差 random error测量结果与在重复性条件下,对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差 注:(1) 随机误差等于误差减去系统误差2) 因为测量只能进行有限次数,故可能确定的只是随机误差的估计值。
33•系统误差 systematic error在重复性条件下,对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与测量的真值之差 注:(1) 如真值一样,系统误差及其原因不能完全获知2) 对测量仪器而言,其系统误差也称为测量仪器的偏移44•测量仪器的准确度 accuracy of a measuring instrument 测量仪器给出接近于真值的响应能力注:准确度是定性的概念46•测量仪器的〔示值〕误差 error〔of indication) of a measuring instrument 测量仪器示值与对应输入量的真值之差注:(1) 由于真值不能确定,实际上用的是约定真值2) 此概念主要应用于与参考标准相比较的仪器3) 就实物量具而言,示值就是赋予它的值47.〔测量仪器的〕最大允许误差 maximum permissible errors 〔of a measuring instruments〕对给定的测量仪器,规范、规程等所允许的误差极限值 注:有时也称测量仪器的允许误差限第二节测量误差、测量准确度和测量不确定度测量结果的定义是“由测量所得到的赋予被测量的值”,因此测量结果是通过测量得到的 被测量的最佳估计值。
测量结果可能是单次测量的结果,也可能是由多次测量所得对于前者,测得值就是测量 结果;若为多次测量所得,则测得值的算术平均值才是测量结果误差是两个量值之差,因此误差表示的是一个差值,而不是区间 误差按其性质,可以分为系统误差和随机误差两类 随机误差的统计规律性主要表现在下述三方面:(1)对称性(2) 有界性(3) 单峰性 测量结果的准确度常常简称为测量准确度 由于无法知道真值的确切大小,因此准确度被定义测量结果与被测量的真值之间的接近程 度,于是准确度就成为一个定性的概念测量结果的不确定度的定义为: 表征合理地赋予被测量之值的分散性,与测量结果相联系的参数 注:(1) 此参数可以是诸如标准偏差或其倍数,或说明了置信水准的区间的斗宽度2) 测量不确定度由多个分量组成其中一些分量可用测量列结果的统计分布估算,并用 实验标准偏差表征另一些分量则可用基于经验或其它信息的假定概率分布估算,也可用标准偏差表征3) 测量结果应理解为被测量之值的最佳估计,而所有的不确定分量均贡献给了分散性 包括那些由系统效应引起的(如,与修正值和参考测量标准有关的)分量表 2-1 测量误差与测量不确定度的主要区别序号内容测量误差测量不确定度1定义表明测量结果偏离真值,是一 个确定的值。
在数轴上表示为一个点表明被测量之值的分散性,是一个区间 用标准偏差,标准偏差的倍数,或说明了 置信水准的区间的半宽度来表示在数轴 上表示为一个区间2分类按出现于测量结果中的规律, 分为随机误差和系统误差,它 们都是无限多次测量的理想 概念按是否用统计方法求得,分为A类评定和 B类评定它们都是以标准不确定度表/示O在评定测量不确定度时,一般不必区分其 性质若需要区分时,应表述为“由随机 效应引入的测量不确定度分量”和“由系 统效应引入的测量不确定度的分量”3可操作性由于真值未知,往往无法得到 测量误差的值当用约定真值 代替真值时,可以得到测量误 差的估计值测量不确定度可以由人们根据实验、资 料、经验等信息进行评定,从而可以定量 确定测量不确定度的值4数值符号非正即负(或零),不能用正负 (土)号表示是一个无符号的参数,恒取正值当由方 差求得时,取其正平方根5合成方法各误差分量的代数和当各分量彼此不相关时用方和根法合成, 否则应考虑加入相关项6结果修正已知系统误差的估计值时,可 以对测量结果进行修正,得到 已修正的测量结果修正值等 于负的系统误差由于测量不确定度表示 个区间,因此无 法用测量不确定度对测量结果进行修正。
对已修正测量结果进行不确定度评定时, 应考虑修正不完善引入的不确定度分里7结果说明误差是客观存在的,不以人的 认识程度而转移误差属于给 定的测量结果,相同的测量结 果具有相同的误差,而与得到 该测量结果的测量仪器测量 方法无关测量不确定度与人们对被测量、影响量、 以及测量过程的认识有关在相同的条件 下进行测量时,合理赋予被测量的任何 值,均具有相同的测量不确定度即测量 不确定度仅与测量方法有关8实验标准差来源于给定的测量结果,它不 表示被测量估计值的随机误 差来源于合理赋予的被测量之值,表示同 观测列中,任一个估计 值的标准不确定 度9自由度不存在可作为不确定度评定可靠程度的指标它 是与评定得到的不确定度的相对标准不 确定度有关的参数10置信概率不存在当了解分布时,可按置信概率给出置信区 间第二节测量不确定度评定步骤1.找出所有影响测量不确定度的影响量进行测量不确定度评定的第一步是找出所有对测量结果有影响的影响量,即所有的测量不 确定度来源原则上,测量不确定度来源既不能遗漏,也不要重复计算,特别是对于比较大的 不确定度分量2.建立满足测量不确定度评定所需的数学模型其目的是要建立满足测量所要求准确度的数学模型,即被测量Y和所有各影响量X之间i 的函数关系:从原则上说,数字模型应该就是用以计算测量结果的计算公式。
要求所有对测量不确定度有影响的输入量都包含在数学模型中在测量不确定度评定中, 所考虑的各不确定度分量,要与数学模型中的输入量一一对应3•确定各输入量的估计值以及对应于各输入量估计值x的标准不确定度u(x)ii输入量最佳估计值的确定大体上分成两类:通过实验测量得到,或由诸如检定证书、校准 证书、材料手册、文献资料以及实践经验等其他各种信息来源得到4•确定对应于各输入量的标准不确定度分量u (y)i若输入量估计值x的标准不确定度为u(x ),则对应于该输入量的标准不确定度分量u (y)i i i为5•列出不确定度分量汇总表 不确定度分量汇总表也称为不确定度概算6•将各标准不确定度分量u (y)合成得到合成。