测量不确定度评定与表示

关于不确定度的评定的国家标准

一切测量结果都不可避免地具有不确定度。 《测量不确定度表示指南》 (Guide to the Expression Of Uncertainty in Measurement 以下简称 GUM)，由国际标准化组织(ISO)计量技术顾问组第三工作组 (ISO／TAG4／WG3)起草，于 1993 年以 7 个国际组织的名义联合发布，这 7 个国际组织是国际标准化组 织(ISO)、国际电工委员会(IEC)、国际计量局(BIPM)、国际法制计量组织(OIML)、国际理论化学与应用 化学联合会（IUPAC)、国际理论物理与应用物理联合会(IUPAP)、国际临床化学联合会(IFCC)。GUM 采用 当前国际通行的观点和方法，使涉及测量的技术领域和部门，可以用统一的准则对测量结果及其质量进 行评定、表示和比较。在我国实施 GUM，不仅是不同学科之间交往的需要，也是全球市场经济发展的需 要。本规范给出的测量不确定度评定与表示的方法从易于理解、便于操作、利于过渡出发，原则上等同 采用 GUM 的基本内容，对科学研究、工程技术及商贸中大量存在的测量结果的处理和表示，均具有适用 性。本规范的目的是： ——提出如何以完整的信息评定与表示测量不 度； ——提供对测量结果进行比较的基础。 评定与表示测量不确定度的方法满足以下要求： a) 适用于各种测量和测量中所用到的各种输入数据，即具有普遍适用性。 b) 在本方法中表示不确定度的量应该： ——能从对不 度有贡献的分量导出，且与这些分量怎样分组无关，也与这些分量如何进一步分 下一级分量无关，即它们是内部协调一致的； ——当一个测量结果用于下一个测量时，其不 度可作为下一个测量结果不确定度的分量，即它 们是可传播的。 c)在诸如工业、商业及与健康或安全有关的某些领域中，往往要求提供较高概率的置信区间，本方 法应能方便地给出这样的区间及相应的置信概率。 本规范给出了常见情况下，评定与表示测量不确定度的原则、方法和简要步骤，其中的举例，旨在 对原则和方法作详细说明，以便于进一步理 有助于实际应用。附录中所用的基本符号，取自 GUM 及 有关的 ISO、IEC 标准。 1 范围 1.1 本规范所规定的测量中评定与表示不确定度的通用规则，适用于各种准确度等级的测量领域，例 如： a) 建立国家计量基准、计量标准及其国际比对； b) 标准物质、标准参考数据； c）测量方法、检定规程、检定系统、校准规范等； d) 科学研究及工程领域的测量； e) 计量认证、计量 、质量认证以及实验室认可； f) 测量仪器的校准和检定； g) 生产过程的质量保证以及产品的检验和测试； h) 贸易结算、医疗卫生、安全防护、环境监测及资源测量。 1.2 本规范主要涉及有明 义的，并可用唯一值表征的被测量估计值的不 度。至于被测量呈现 － 1 － 为一系列值的分布或取决于一个或多个参量(例如，以时间为参变量)，则对被测量的描述是一组量，应 给出其分布情况及其相互关系。 2 基本术语及其概念 本规范中所使用的术语及其定义与《JJFl001——1998 通用计量术语及定义》一致，但其中楷体字 的内容为本规范所增加。 * 2.1 [可测量的] 量[measurable]quantity 现象、物体或物质可定性区别和定量确定的属性。注： 1 术语“量”可指一般意义的量或特定量。一般意义的量如长度、时间、质量、温度、电阻、物质的量浓度； 特定量如某根棒的长度，某根导线的电阻，某份酒样中乙醇的浓度。 2 可相互比较并按大小排序的量称为同种量。若干同种量合在一起可称之为同类量，如功、热、能；厚度、周 长、波长。 3 量的符号参照《GB3100～3102--1993 量和单位》 。 2.2 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℃。注：对于不能由一个数乘以测量单位所表示的量，可参照约定参考标尺，或参照测量程序，或两者都参照的方式 表示。 2.3 [量的]真值 true 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 的。 3. 与给定的特定量定义一致的值不一定只有一个。 4. GUM 用“被测量之值”代替“真值” 。在不致引起混淆时，推荐这一用法。 2.4 [量的]约定真值 conventional true value [of a quantity ] 对于给定目的具有适当不 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作为约定真值。 23 -1 b)常数委员会(CODATA)1986 年推荐的阿伏加德罗常数值 6.0221367×10 mol 。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。参考值在这种意义上使用不应与参考条件中的参考 值混淆。 2. 常用某量的多次测量结果来确定约定真值。 2.5 被测量 measurand 为测量对 特定量。 例：给定的水样品在 20℃时的蒸汽压力。注： 1 对被测量的详细描述，可要求包括对其他有关量(如时间、温度和压力)作出说明。 2 实践中，被测量应根据所需准 予以完整定义，以便对所有的测量，其值是单一的。例如：一根标称值为 lm 长的钢棒其长度需测至微米级准确度，其技术说明应包括给定温度和压力。但若只需毫米级准确度，别无需规定温度、 压力和其他影响量的值。 2.6 测量结果 result of a measurement 由测量所得到的赋予被测量的值。 － 2 － 注： 1 在给出测量结果时，应说明它是示值、未修正测量结果或已修正测量结果，还应表明它是否为若干个值的平均值。 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。 3 测量结果仅是被测量之值的估计。 4 很多情况下，测量结果是在重复观测的情况下确定的。 5 在测量结果的完整表述中，还应给出自由度。 2.7 测量准 accuracy of measurement 测量结果与被测量的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 是一个定性概念。例如：可以说准确度高低、准确度为 0.25 级、准确度为 3 等及准 符合 X X 标准；尽 量不使用如下表示：准确度为 0.25％、16mg、≤16mg 及±16mg。 2.8 [测量结果的]重复性 repeatabiliy [of results of measurements] 在相同测量条件下，对同一被测量进行连续多次测量所得结果之间的一致性。注： 1 2 这些条件称为“重复性条件” 。 重复性条件包括： 相同的测量程序； 相同的观测者； 在相同的条件下使用相同的测量仪器； 相同地点； 在短时间内重复测量。 3 4 5 重复性可以用测量结果的分 定量地表示。 重复性用在重复性条件下，重复观测结果的实验标准差（称为重复性标准差）sr 定量地给出。 重复观测中的变动性，是由于所有影响结果的影响量不能完全保持恒定而引起的。 2.9 [测量结果的]复现性 reproducibility [of results of measurements] 在改变了的测量条件下，同一被测量的测量结果之间的一致性。注： 1 2 在给出复现性时，