测量不确定度的几个定义解析

一、测量误差

测量误差示意图见图6-1。

1. 测量误差

测量误差简称系统误差，是指在重复测量中保持恒定不变或按可预见的方式变化的测量误差的分量。

2. 系统测量误差

系统测量误差的参考虑值是真值，或是测量不确定度可忽略不计的测量标准的测量值，或是约定量值。系统测量误差及其来源可以是已知的或未知的。对于已知的系统测量误差可以采用修正来补偿。系统测量误差等于测量误差减随机测量误差。

图6-1 测量误差示意图

3. 随机测量误差

随机测量误差，简称随机误差，是指在重复测量中按不可预见的方式变化的测量误差的分量。随机测量误差的参考虑值是对同一个被测量由无穷多次重复测量得到的平均值。随机测量误差等于测量误差减系统测量误差。

二、不确定度

不确定度是与测量结果相关联的，用于合理表征被测量值分散性大小的参数，其常用的名称及符号见表6-1。

表6-1 不确定度常用的名称及符号

注：表中大写U表示扩展不确定度；小写u表示标准不确定度。

1. 测量不确定度

测量不确定度，简称不确定度，是指根据用到的信息，表征赋予被测量值分散性的非负参数。(www.xing528.com)

测量不确定度一般由若干分量组成。其中一些分量可根据一系列测量值的统计分布，按测量不确定度的A类评定（随机效应引起的）进行评定，是指对在规定测量条件下测得的量值用统计分析的方法进行的测量不确定度分量的评定，并用标准偏差表征；而另一些分量则可根据基于经验或其他信息所获得的概率密度函数，按测量不确定度的B类评定（系统效应引起的）进行评定，是指用不同于测量不确定度A类评定的方法进行的测量不确定度分量的评定，也用标准偏差表征。

2. 标准不确定度

标准不确定度，全称为标准测量不确定度，是以标准偏差表示的测量不确定度。

标准不确定度可采用A类标准不确定度、B类标准不确定度及合成标准不确定度、相对合成标准不确定度等表示。

合成标准不确定度，全称合成标准测量不确定度，是指由在一个测量模型中各输入量的标准测量不确定度获得的输出量的标准测量不确定度。

相对标准不确定度，全称相对标准测量不确定度，是指标准不确定度除以测得值的绝对值。

3. 自由度

自由度是指在方差的计算中，和的项数减去对和的限制数，是方差的不确定度的度量，由于测量不确定度用标准偏差表示，自由度也就是 “测量不确定度的不确定度”。自由度大表示测量不确定度的不确定度小，即测量结果的不确定度的可信度高，反之亦然。

4. 扩展不确定度

扩展不确定度，全称扩展测量不确定度，是指合成标准不确定度与一个大于1的数字因子的乘积。

5. 包含区间、包含概率和包含因子

包含区间，是指基于可获信息确定的包含被测量一组值的区间，被测量值以一定概率落在该区间内。

包含概率是指在规定的包含区间内包含被测量的一组值的概率。

包含因子是指为获得扩展不确定度，对合成标准不确定度所乘的大于1的数。包含因子有时也称扩展因子，用符号k表示。