帶您重新認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)"測(cè)量不確定度"

一、測(cè)量不確定度的起源與發(fā)展

不確定度(uncertainty)一詞起源于1927年德國(guó)物理學(xué)家Heisenberg在量子力學(xué)中提出的不確定度關(guān)系,又稱(chēng)測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系。

1962年，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局(NBS)的Youden首先在計(jì)量校準(zhǔn)系統(tǒng)中提出定量表示不確定度的建議。

1980年，國(guó)際計(jì)量局(BIPM)召集和成立了不確定度表示工作組并起草了INC-1(1980)。其后國(guó)際不確定度工作組經(jīng)多年討論和醞釀?dòng)?993年制定了《測(cè)量不確定度表示指南》GUM93，GUM93于1995年修訂后二版。其后,Eurachem/CITAC頒布了基于GUM的化學(xué)量測(cè)領(lǐng)域不確定度評(píng)定指南。

我國(guó)于1999年制定了中華人民共和國(guó)計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF 1059-1999《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》，于2012年發(fā)布JJF 1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》和JJF 1059.2-2012《用蒙特卡洛法評(píng)定測(cè)量不確定度》。后又發(fā)布中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 27418-2017《測(cè)量不確定度評(píng)定和表示》和GB/T 27419-2018《測(cè)量不確定度評(píng)定和表示補(bǔ)充文件1基于蒙特卡洛方法的分布傳播》。

二、測(cè)量不確定度的意義

測(cè)量不確定度是經(jīng)典的誤差理論發(fā)展的產(chǎn)物，目的是為了澄清一些模糊的概念和便于實(shí)際使用。

由于測(cè)量的不完善，通過(guò)測(cè)量不可能得到真值（即被測(cè)量的定義值），由測(cè)量獲得的值僅是被測(cè)量的估計(jì)值，被測(cè)量的估計(jì)值是一個(gè)統(tǒng)計(jì)量，具有概率分布屬性，測(cè)量不確定度是該分布的表示分散性的參數(shù)。被測(cè)量的估計(jì)值與被測(cè)量的真值之差就是測(cè)量的系統(tǒng)誤差，由于真值無(wú)法準(zhǔn)確知道，也就得不到測(cè)量誤差的準(zhǔn)確的值，用參考量值代替真值時(shí)，可以獲得測(cè)量誤差的估計(jì)值，用它可以對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正。

過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，在給出測(cè)量結(jié)果的誤差時(shí)，往往是根據(jù)誤差分析給出一個(gè)測(cè)得值不能確定的范圍，有時(shí)又把這個(gè)范圍稱(chēng)為準(zhǔn)確度，其實(shí)這是與定義不一致的。在以往的誤差分析時(shí)，要區(qū)分系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差，并將這兩種不同性質(zhì)的誤差進(jìn)行合成，對(duì)于合成的方法一直存在分歧，缺乏嚴(yán)格、合理和公認(rèn)的處理辦法。因此，經(jīng)過(guò)歷史的演變，現(xiàn)在國(guó)際上一致公認(rèn)：將描述測(cè)得值的分散性或不能確定的范圍稱(chēng)為"測(cè)量不確定度"，各個(gè)不確定度分量的合成一律采用方差合成的方法。因此對(duì)測(cè)量結(jié)果的可信程度不再用測(cè)量誤差描述。

測(cè)量不確定度表示方法的統(tǒng)一是國(guó)際貿(mào)易和技術(shù)交流不可缺少的，它可使各國(guó)進(jìn)行的測(cè)量和得到的結(jié)果進(jìn)行相互比對(duì)，取得相互的承認(rèn)或共識(shí)。

三、測(cè)量不確定度與測(cè)量誤差的區(qū)別

根據(jù)JJF 1001-2011《通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定，測(cè)量誤差和測(cè)量不確定度的定義如下：

測(cè)量誤差：測(cè)得的量值減去參考量值。

測(cè)量不確定度：根據(jù)所用到的信息，表征賦予被測(cè)量量值分散性的非負(fù)參數(shù)。

四、測(cè)量不確定度評(píng)定的適用范圍

隨著測(cè)量技術(shù)發(fā)展水平的不斷提高，測(cè)量不確定度經(jīng)過(guò)多年的普及以得到廣泛應(yīng)用，它適用于從商業(yè)到基礎(chǔ)研究等很多領(lǐng)域的各種準(zhǔn)確度水平的測(cè)量，可適用于廣闊的測(cè)量領(lǐng)域：

a) 生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量控制和質(zhì)量保證；

b) 法律和法規(guī)的符合性判斷（基于風(fēng)險(xiǎn)水平考慮）；

c) 在科學(xué)和工程領(lǐng)域進(jìn)行的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和研發(fā)工作，應(yīng)提出目標(biāo)不確定度，并做出不確定度預(yù)先分析報(bào)告，論證目標(biāo)不確定度的可行性；

d) 為溯源到國(guó)家測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)國(guó)家的測(cè)量系統(tǒng)對(duì)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)和儀器的校準(zhǔn)需報(bào)告測(cè)量不確定度；

e) 研制、保存國(guó)際和國(guó)家物理測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)（包括標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)）；

f) 作為儀器設(shè)備準(zhǔn)確度技術(shù)指標(biāo)的表述方式；

g) 以及開(kāi)展實(shí)驗(yàn)室比對(duì)。