JJF1059.1-2012规程测量不确定度评定与表示

JJF1059.1-2012规程测量不确定度评定与表示1/86JJF中华人民共和国国家计量技术规范JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示EvaluationandExpressionofUncertaintyinMeasurement2012-12-03发布2013-06-03实施国家质量监督检验检疫总局发布JJF1059.1-2012规程测量不确定度评定与表示2/86JJF1059.1-2012代替JJF1059-1999测量不确定度评定与表示EvaluationandExpressionOfUncertaintyinMeasurement归口单位：全国法制计量管理计量技术委员会起草单位：江苏省计量科学研究院中国计量科学研究院北京理工大学国家质检总局计量司本规范委托全国法制计量管理计量技术委员会解释JJF1059.1-2012规程测量不确定度评定与表示3/86本规范起草人：叶德培赵峰(江苏省计量科学研究院)施昌彦原遵东(中国计量科学研究院)沙定国(北京理工大学)周桃庚(北京理工大学)陈红(国家质检总局计量司)JJF1059.1-2012规程测量不确定度评定与表示4/86目录引言1范围2引用文献3术语和定义4测量不确定度的评定方法4.1测量不确定度来源分析4.2测量模型的建立4.3标准不确定度的评定4.4合成标准不确定度的计算4.5扩展不确定度的确定5测量不确定度的报告与表示6.测量不确定度的应用附录A测量不确定度评定举例(参考件)附录Bt分布在不同概率p与自由度的)(pt值(t值)(补充件)附录C有关量的符号汇总(补充件)附录D术语的英汉对照(参考件)JJF1059.1-2012规程测量不确定度评定与表示5/861引言本规范是对JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》的修订。本次修订的依据是十多年来我国贯彻JJF1059-1999的经验以及最新的国际标准ISO/IECGuide98-3-2008《测量不确定度第3部分：测量不确定度表示指南》(Uncertaintyofmeasurement-Part3：GuidetotheExpressionofUncertaintyinMeasurement以下简称GUM)，与JJF1059-1999相比，主要修订内容有：--编写格式改为符合JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》的要求。--所用术语采用JJF1001-2011《通用计量术语及定义》中的术语和定义，例如更新了“测量结果”和“测量不确定度”的定义，增加了“测得值”，“测量模型”，“测量模型的输入量”和“输出量”，并以“包含概率”代替了“置信概率”等。本规范还增加了一些与不确定度有关的术语，如“定义不确定度”，“仪器的测量不确定度”，“零的测量不确定度”，“目标不确定度”等。--对适用范围作了补充，明确指出：本规范主要涉及有明确定义的、并可用唯一值表征的被测量估计值的不确定度，也适用于实验、测量方法、测量装置和系统的设计和理论分析中有关不确定度的评定与表示。本规范的方法主要适用于输入量的概率分布为对称分布、输出量的概率分布近似正态分布或t分布，并且测量模型为线性模型或可用线性模型近似表示的情况。当上述适用条件不能完全满足时，可采用一些近似或假设的方法处理，或考虑采用蒙特卡洛法（简称MCM）评定测量不确定度.本规范的方法（GUM法）的评定结果可以用蒙特卡洛法验证，验证评定结果一致时仍然可以使用GUM法进行不确定度评定。因此本规范仍然是最常用和最基本的方法。--在A类评定方法中，根据计量的实际需要，增加了常规计量中可以JJF1059.1-2012规程测量不确定度评定与表示6/86预先评估重复性的条款。--合成标准不确定度评定中增加了各输入量间相关时协方差和相关系数的估计方法，以便处理相关的问题。--弱化了给出自由度的要求，只有当需要评定Up或用户为了解所评定的不确定度的可靠程度而提出要求时才需要计算和给出合成不确定度的有效自由度υeff。--本规范从实际出发规定：一般情况下，在给出测量结果时报告扩展不确定度U。在给出扩展不确定度U时，一般应注明所取的k值。若未注明k值，则指k=2。--增加了第6章：测量不确定度的应用，包括：校准证书中报告测量不确定度的要求、实验室的校准和测量能力表示方法等。--取消了原规范中关于概率分布的附录，将其内容放到B类评定的条款中。--增加了附录A：测量不确定度评定方法举例。附录A.1是标准不确定度的B类评定方法举例.附录A.2是关于合成不确定度评定方法的举例.附录A.3是不同类型测量时测量不确定度评定方法举例.包括量块的校准、温度计的校准、硬度计量、样品中所含氢氧化钾的质量分数测定和工作用玻璃液体温度计的校准五个例子。前三个例子来自GUM。目的是使本规范的使用者开阔视野，更深入理解不同情况下的测量不确定度评定方法。例子与数据都是被选用来说明本规范的原理的，因此不必当作实际测量的叙述，更不能用来代替某项具体校准中不确定度的评定。本规范的目的是：——促进以充分完整的信息表示带有测量不确定度的测量结果；——为测量结果的比较提供国际上公认一致的依据。本规范规定的评定与表示测量不确定度的方法满足以下要求：----适用于各种测量领域和各种准确度等级的测量；----测量不确定度能从对测量结果有影响的不确定度分量导出，且与JJF1059.1-2012规程测量不确定度评定与表示7/86这些分量怎样分组无关，也与这些分量如何进一步分解为下一级分量无关；----当一个测量结果用于下一个测量时，其不确定度可作为下一个测量结果不确定度的分量。----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区间，本方法能方便地给出这样的区间及相应的包含概率。本规范仅给出了在最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，其中的注和举例，旨在对原则和方法作详细说明，以便于进一步理解和有助于实际应用。在一些特殊情况下，本规范的方法可能不适用或规范不够具体，例如测量如何模型化、非对称分布或非线性测量模型时的不确定度评定等。此外，对于在特殊专业领域中的应用，鼓励各专业技术委员会依据本规范制定专门的技术规范或指导书。本规范包含四个附录，附录A“测量不确定度评定举例”它是资料性附录，仅作参考；附录B“t分布在不同概率p与自由度的tp()值（t值）表”和附录C“有关量的符号汇总”是规范性附录，所用的基本符号，取自GUM及有关的ISO、IEC标准；附录D“术语的英汉对照”供参考。JJF1059.1-2012规程测量不确定度评定与表示8/86测量不确定度评定与表示1范围a）本规范所规定的评定与表示测量不确定度的通用方法，适用于各种准确度等级的测量领域，例如：1)国家计量基准、计量标准的建立及量值的比对；2)标准物质的定值、标准参考数据的发布；3)测量方法、检定规程、检定系统表、校准规范等技术文件的编制；4)计量资质认定、计量确认、质量认证以及实验室认可中对测量结果及测量能力的表述；5)测量仪器的校准、检定以及其他计量服务；6)科学研究、工程领域、贸易结算、医疗卫生、安全防护、环境监测、资源保护等领域的测量。b）本规范主要涉及有明确定义的，并可用唯一值表征的被测量估计值的测量不确定度。至于被测量呈现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。c）本规范也适用于实验、测量方法、测量装置、复杂部件和系统的设计和理论分析中有关不确定度的评估与表示。d）本规范主要适用于以下条件：1）可以假设输入量的概率分布呈对称分布；2）可以假设输出量的概率分布近似为正态分布或t分布；3）测量模型为线性模型，可以转化为线性模型或可用线性模型近似的模型。当上述适用条件不能完全满足时，可采用一些近似或假设的方法处理，或考虑采用蒙特卡洛法（简称MCM）评定测量不确定度，…即JJF1059.1-2012规程测量不确定度评定与表示9/86采用概率分布传播的方法。MCM的使用详见JJF1059.2：2012《用蒙特卡洛法评定测量不确定度》。当用本规范的方法(简称GUM法)评定的结果得到蒙特卡洛法验证时，则依然可以用本规范的方法评定测量不确定度。2引用文件本规范引用了下列文件：JJF1001-2011通用计量术语及定义GB/T8170-2008数值修约规则与极限数值的表示和判定GB3101-1993有关量、单位和符号的一般原则GB4883-2008数据的统计处理和解释正态样本离群值的判断和处理ISO/IECGuide98-3-2008测量不确定度-第三部分：测量不确定度表示指南（Uncertaintyofmeasurement—Part3:Guidetotheexpressionofuncertaintyinmeasurement）ISO3534-1：2006统计学术语和符号第1部分：一般统计术语和概率术语（StatisticsVocabularyandSymbolsPart1：Generalstatisticaltermsandtermsusedinprobability）。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。3术语和定义本规范中的计量学术语采用JJF1001-201X《通用计量术语及定义》及国际标准ISO/IECGuide99：2007（即VIM第三版）。本规范中所用的概率和统计学术语基本采用国际标准ISO3534-1-1993的术语和定义。3.1被测量measurand(新定)拟测量的量。JJF1001:20111059-1999GUMVIM第二版IEC60050作为测量对象的特定量受测量的特定量受到测量的量受到测量的量JJF1059.1-2012规程测量不确定度评定与表示10/86注：1.对被测量的说明要求了解量的种类，以及含有该量的现象、物体或物质状态的描述，包括有关成分及化学实体。2.在VIM第二版和IEC60050-300:2001中,被测量定义为受到测量的量.3.测量包括测量系统和测量条件，它可能会改变研究中的现象、物体或物质，使受到测量的量可能不同于定义的被测量。在这种情况下，适当的修正是必要的。例：1)用内阻不够大的电压表测量电压时,电池两端之间的电位差会降低，开路电位差可从电池和电压表的内阻计算得到。2)钢棒在与环境温度23℃平衡时长度不同与拟测量在规定温度20℃时长度，这种情况下必须加以修正。3)在化学中,“分析物”或者物质或化合物的名称有时被称为“被测量”。这种用法是错误的，因为这些术语并不涉及测量。3.2测量结果measurementresult，resultofmeasurement[新定]与其它有用的相关信息一起赋予被测量的一组量值。(JJF1001:2011)由测量所得的赋予被测量的值(JJF1001-1998,JJF1059:1999,GUM.)注1测量结果通常包含这组量值的“相关信息”,诸如某些可以比其他方式更能代表被测量的信息。它可以概率密度函数（PDF）的方式表示。注2：测量结果通常表示为单个测得的量值和一个测量不确定度。对某些用途，如认为测量不确定度可忽略不计，则测量结果可表示为单个测得的量值。在许多领域中这是表示测量结果的常用方式。注3:在传统文献和上版VIM中，测量结果定义为赋予被测量的值，并按情况解释为平均示值、未修正的结果或已修正的结果。JJF1059.1-2012规程测量不确定度评定与表示11/863.3测得的量值(新定)又称量的测得值,简称测得值,代表测量结果的量值.注:1.对重复示值的测量,每个示值可提供相应的测得值.用这一组独立的测得值可计算出作为结果的测得值.如平均值或中位值.通常它附有一个已减少了的相关联的测量不确定度.2.当认为代表被测量的真值范围与测量不确定度相比小得多时,量的测得值可认为是实际唯一真值的估计值.通常是通过重复测量获得的各独立测得值的平均值或中位值.3.当认为代表被测