测量不确定度概念-大学物理实验教程

测量不确定度是表征合理赋予被测量值分散性的一个参数。

测量不确定度可以用标准差表示,称为标准不确定度,用符号u表示。如果是几个不确定度的合成,称为合成标准不确定度,用符号uc表示。有时也可以将合成标准不确定度乘以某一倍数,即置信(包含)因子k,这时称为扩展不确定度,用符号U表示。

测量不确定度与测量结果相联系,完整的测量结果表达中,应包括测量不确定度。例如,某一被测量x最佳估计值为,测量的标准不确定度为u,则结果表示为x=±u。

测量不确定度有绝对不确定度和相对不确定度两种表示形式。

误差与不确定度是两个不同的概念,不应混淆。误差是客观存在的测量结果与真值之差,是一个确定的值。但由于真值往往无法知道,因此误差一般不能准确得到。而测量不确定度是说明测量值分散性的参数,可由分析和评定得到,与人们的认识程度有关。一个测量结果可能误差很小,但由于认识不足,评定得到的不确定度可能较大;相反,可能测量结果误差较大,由于认识或分析不足,给出的不确定度却较小。测量误差与不确定度的区别可归纳为以下几方面:

①测量不确定度是一个无正负的参数,用标准差或标准差的倍数表示。而测量误差则可正可负,其值为测量结果减去被测量的真值。

②测量不确定度表示测量值的分散性。误差表示测量结果偏离真值的大小及方向。(www.xing528.com)

③测量不确定度受人们对被测量、影响量及测量过程的认识程度影响。而测量误差是客观存在的,不以人的认识程度而改变。

④测量不确定度可根据实验、资料、经验等信息进行评定,可以定量确定。由于真值未知,测量误差往往不能准确得到,只有用约定真值代替真值时,才可以得到误差的估计值。

⑤评定测量不确定度各分量时一般不必区分其性质,需要区分时应表述为:“由随机效应引入的不确定度分量”和“由系统效应引入的不确定度分量”。而测量误差按性质分为随机误差与系统误差两类。

⑥不能用不确定度对测量结果进行修正,对已修正的测量结果进行不确定度评定时应考虑修正不完善而引入的不确定度。而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。

误差与测量不确定度,既有区别又有联系。误差理论是估算不确定度的基础,不确定度是误差理论的补充。