測(cè)量不確定度，是近年來(lái)對(duì)測(cè)量結(jié)果的誤差表述。大家知道，任何測(cè)量都不可能絕對(duì)準(zhǔn)確，都必然有誤差，而誤差也不可能準(zhǔn)確知道。因此測(cè)量不確定度是對(duì)被測(cè)量的真值所處范圍的評(píng)定結(jié)果，所以在進(jìn)行測(cè)量的說(shuō)明和使用測(cè)量結(jié)果時(shí)，都必須考慮測(cè)量不確定度。
測(cè)量不確定度的定義
根據(jù)國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范：JJF1059-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》中關(guān)于測(cè)量不確定度的定義是：“表征合理地賦予被測(cè)量之值的分散性，與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)”。
此參數(shù)可以是諸如標(biāo)準(zhǔn)偏差，或其倍數(shù)，或說(shuō)明了置信水平的區(qū)間的半寬度。
測(cè)量不確定度由多個(gè)分量組成。其中一些分量可用測(cè)量列結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析估算，并用實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差表征。另一些分量則可用基于經(jīng)驗(yàn)或其它信息的假定概率分布估算，也可用標(biāo)準(zhǔn)偏差表征。
測(cè)量結(jié)果應(yīng)理解為被測(cè)量之值的最佳估計(jì)，而所有的不確定度分量均貢獻(xiàn)給了分散性，包括那些由系統(tǒng)效應(yīng)引起的(如與修正值和參考標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的)分量。
這就是說(shuō)，測(cè)量不確定度是一個(gè)估計(jì)值，用它來(lái)表征被測(cè)量真值所處的量值范圍。換言之，它表示測(cè)量結(jié)果附近的一個(gè)范圍或區(qū)間，而被測(cè)量真值以一定的概率落于其中。所以，它是對(duì)測(cè)量結(jié)果質(zhì)量?jī)?yōu)劣的一種評(píng)定：測(cè)量結(jié)果愈接近真值，其質(zhì)量愈高，則測(cè)量不確定度愈小，反之，測(cè)量結(jié)果愈遠(yuǎn)離真值，其質(zhì)量愈低，則測(cè)量不確定度愈大。
從計(jì)量學(xué)的觀點(diǎn)看，一切測(cè)量結(jié)果不但要附有計(jì)量單位，而且還必須附有測(cè)量不確定度，才算是完整的測(cè)量報(bào)告，沒(méi)有單位的數(shù)據(jù)不能表征被測(cè)量的大小，沒(méi)有不確定度的測(cè)量結(jié)果不能判定測(cè)量技術(shù)的水平和測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量，從而失去或減弱測(cè)量結(jié)果的可比性。
測(cè)量不確定度與測(cè)量誤差的關(guān)系
“測(cè)量不確定度”是合理地表征被測(cè)量分散程度的一個(gè)參數(shù)。它與誤差緊密相連但卻有區(qū)別：
測(cè)量誤差定義為測(cè)量結(jié)果與其真值之差，這是一個(gè)理想化的概念，因它的真值常常不能確切地知道，假如知道它的修正值(或更精確的近似值)，則可修正該測(cè)量結(jié)果，使其更接近真值。
測(cè)量不確定度是對(duì)影響產(chǎn)生誤差的分散性的估計(jì)，即它是用以表示測(cè)量結(jié)果分散區(qū)間的量值，也就是描述未定誤差特征的量值，是可以用估計(jì)方法求出的。“不確定度”不是指具體的、確切的誤差值，雖可估計(jì)出，但卻不能用于修正量值。
測(cè)量誤差與測(cè)量不確定度的主要區(qū)別
不確定度相關(guān)聯(lián)詞的定義
1、標(biāo)準(zhǔn)不確定度
用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示的測(cè)量結(jié)果的不確定度，稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)不確定度。
按照估計(jì)方法的不同，它可分為兩類(lèi)：用統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算者，稱(chēng)為A類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不確定度，或稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A類(lèi)估算法；不同于A類(lèi)的其它方法計(jì)算者，稱(chēng)為B類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不確定度，或稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類(lèi)估算法。
將標(biāo)準(zhǔn)不確定度區(qū)分為A類(lèi)和B類(lèi)的目的，只說(shuō)明計(jì)算方法的不同，以便于研究，并非表明兩種方法得到的分量在本質(zhì)上存在差異，兩種方法均基于概率分布。
2、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度
根據(jù)其它一些量值的測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度求出被測(cè)結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度等于各項(xiàng)分量標(biāo)準(zhǔn)不確定度的平方和的正平方根，即通常所說(shuō)的方和根。
3、擴(kuò)展不確定度(又稱(chēng)總不確定度)
擴(kuò)展不確定度是指定義測(cè)量結(jié)果區(qū)間的有關(guān)量，即被測(cè)量的值以某一可能性(即置信水平)落入該區(qū)間中。擴(kuò)展不確定度一般是該區(qū)間的半寬，我們過(guò)去常說(shuō)誤差界限與此類(lèi)似。
4、覆蓋因子
為獲得控制不確定度，作為合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度乘數(shù)的數(shù)字因子。亦可以說(shuō)，它是擴(kuò)展不確定度與合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的比值，過(guò)去用3σ表示極限誤差，其中的“3”有些類(lèi)似于覆蓋因子。
測(cè)量不確定度的分類(lèi)
1、按測(cè)量不確定度的表示方法分為：①標(biāo)準(zhǔn)不確定度；②合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度；③擴(kuò)展不確定度。
2、用統(tǒng)計(jì)方法評(píng)定的不確定度分量和用其它方法評(píng)定的不確定度分量，將不確定度分為：A類(lèi)不確定度；B類(lèi)不確定度。
A類(lèi)、B類(lèi)不確定度計(jì)算方法都基于概率分布，用統(tǒng)計(jì)方法或用其它方法得到的不確定度分量都可用標(biāo)準(zhǔn)偏差或方差定量表示。
在實(shí)際應(yīng)用中，不應(yīng)將不確定分量分為“隨機(jī)不確定度”和“系統(tǒng)不確定度”。不確定度的這種分類(lèi)是含糊的，應(yīng)盡量避免。在一次測(cè)量中不確定度的“隨機(jī)分量”或“隨機(jī)不確定度”在第一次測(cè)量結(jié)果中作為輸入數(shù)據(jù)使用，而在另一次測(cè)量中可能成為不確定度的“系統(tǒng)”分量，得出“系統(tǒng)不確定度”。所以，一般只要求對(duì)不確定度的評(píng)定方法進(jìn)行分類(lèi)，而不是對(duì)不確定度本身進(jìn)行劃分，兩類(lèi)不確定度合成后乘以包含因子，得到擴(kuò)展不確定度，也就是總的不確定度。
為了確保測(cè)量不確定度在允許的范圍內(nèi)，并與被測(cè)參數(shù)所要求的測(cè)量能力相一致，通過(guò)測(cè)量設(shè)備的測(cè)量不確定度的分析、評(píng)定，實(shí)施測(cè)量不確定度的有效控制，達(dá)到指導(dǎo)進(jìn)行測(cè)量設(shè)備配備，實(shí)施檢測(cè)能力的目的。
哪些方面需進(jìn)行不確定度分析
1、公司計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的建立，復(fù)查審核，必須對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量不確定度進(jìn)行分析、評(píng)定，并寫(xiě)出建標(biāo)或標(biāo)準(zhǔn)復(fù)查的技術(shù)報(bào)告。
2、新產(chǎn)品投產(chǎn)前，必須編制計(jì)量器具配備計(jì)劃，對(duì)產(chǎn)品的關(guān)鍵參數(shù)的工藝、質(zhì)量檢測(cè)進(jìn)行不確定度分析。
3、客戶(hù)要求對(duì)所出具的檢測(cè)數(shù)據(jù)給出不確定度分析時(shí)，需進(jìn)行不確定度分析。
4、如果檢測(cè)數(shù)據(jù)不作評(píng)定產(chǎn)品或服務(wù)質(zhì)量的最終憑據(jù)，或測(cè)量精度要求不高，可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行不確定度分析。分析時(shí)，可參照《測(cè)量設(shè)備選用指南》提供的方法進(jìn)行粗略分析。
5、能源、經(jīng)營(yíng)、安全環(huán)保和工業(yè)衛(wèi)生有關(guān)參數(shù)的檢測(cè)中測(cè)量設(shè)備計(jì)劃編制工作時(shí)，一般不進(jìn)行分析。如果所配的測(cè)量設(shè)備明顯偏離有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，或者要求進(jìn)行不確定度分析時(shí)，應(yīng)進(jìn)行不確定度的分析。
6、當(dāng)采用低值易耗，一次性檢定的測(cè)量設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，除非特殊要求可不進(jìn)行不確定度分析。
影響測(cè)量不確定度的因素
測(cè)量中產(chǎn)生誤差的因素很多，也就是說(shuō)，影響測(cè)量不確定度的因素很多，這些因素有： ①儀器的誤差；②測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)帶來(lái)的誤差；③被測(cè)對(duì)象本身造成的誤差；④環(huán)境的誤差；⑤測(cè)量方法帶來(lái)的誤差；⑥操作者帶來(lái)的誤差。
這些誤差中，有些已明顯的可以估計(jì)，有些尚不清楚，有的可以忽略不計(jì)。對(duì)于那些已被明顯的確認(rèn)了的誤差因素，在估計(jì)測(cè)量不確定度時(shí)，必須予以充分考慮。
測(cè)量不確定度的來(lái)源
1、被測(cè)量的定義不完善；
2、被測(cè)量定義復(fù)現(xiàn)不理想；
3、測(cè)量樣本不能代表定義的被測(cè)量；
4、沒(méi)有充分了解環(huán)境條件對(duì)測(cè)量過(guò)程的影響，或環(huán)境條件測(cè)量不完善；
5、模擬或儀表讀數(shù)時(shí)有人為偏移；
6、測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的值不準(zhǔn)確；
7、儀器分辨率或鑒別力閾有限；
8、根據(jù)外部源得出并在數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化計(jì)算中使用常數(shù)及其它參數(shù)不準(zhǔn)確；
9、測(cè)量方法和測(cè)量過(guò)程中引入的近似值及假設(shè)；
10、在同一條件下被測(cè)量重復(fù)測(cè)量值中的變化。
上述各不確定度來(lái)源之間可能互不相關(guān)，亦可相關(guān)。當(dāng)總的不確定度明顯危及在誤差極限內(nèi)進(jìn)行測(cè)量的能力時(shí)，應(yīng)采取下列措施：
1、改變檢測(cè)方法。比如，引進(jìn)更為先進(jìn)的測(cè)量方法。
2、引進(jìn)能滿(mǎn)足檢測(cè)能力的測(cè)量設(shè)備或外來(lái)服務(wù)或外借測(cè)量設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。
3、縮短溯源鏈，提高標(biāo)準(zhǔn)器的等級(jí)。
4、縮短測(cè)量設(shè)備的確認(rèn)間隔，滿(mǎn)足測(cè)量設(shè)備的檢測(cè)能力。
5、改善測(cè)量設(shè)備的檢測(cè)環(huán)境條件及使用環(huán)境條件。
6、與客戶(hù)協(xié)商，探討讓步的可能性，爭(zhēng)取客戶(hù)的讓步。
測(cè)量不確定度，在施工、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、能源、安全環(huán)保、工業(yè)衛(wèi)生的計(jì)量檢測(cè)當(dāng)中，都時(shí)時(shí)存在，通過(guò)對(duì)測(cè)量設(shè)備的配備，實(shí)施檢測(cè)以及在說(shuō)明和使用檢測(cè)結(jié)果時(shí)對(duì)不確定度進(jìn)行分析，是對(duì)測(cè)量設(shè)備的測(cè)量給出接近真值的響應(yīng)能力能否滿(mǎn)足施工、生產(chǎn)的需要的一種評(píng)定。
