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12010-5-241校准校准实验室认可实验室认可对对不确定度不确定度的要求的要求20201010年年55月月2010-5-242提纲提纲一、误差、允差、准确度与不确定度一、误差、允差、准确度与不确定度（一）测量误差、准确度与不确定度（一）测量误差、准确度与不确定度（二）示值误差、允差与不确定度（二）示值误差、允差与不确定度二、测量不确定度的评定与表示二、测量不确定度的评定与表示（一）相关数理统计基本知识（一）相关数理统计基本知识（二）测量不确定度有关概念（二）测量不确定度有关概念（三）产生测量不确定度的原因测量模型化（三）产生测量不确定度的原因测量模型化（四）标准不确定度的（四）标准不确定度的AA类评定类评定（五）标准不确定度的（五）标准不确定度的BB类评定类评定（六）合成标准不确定度评定（六）合成标准不确定度评定（七）扩展不确定度评定（七）扩展不确定度评定（八）测量结果及其不确定度报告（八）测量结果及其不确定度报告三、与不确定度有关的认可公开文件三、与不确定度有关的认可公开文件四四、测量仪器示值误差的符合性评定、测量仪器示值误差的符合性评定五、五、量值溯源量值溯源中的不确定度中的不确定度要求要求六、授权签字人考核中对不确定度的要求22010-5-243一、误差、允差、准确度与不确定度一、误差、允差、准确度与不确定度（一）测量误差、准确度与不确定度（一）测量误差、准确度与不确定度（二）示值误差、允差与不确定度（二）示值误差、允差与不确定度2010-5-244（一）测量误差、准确度与不确定度（一）测量误差、准确度与不确定度11、用不确定度评定来代替误差评定的原因、用不确定度评定来代替误差评定的原因用用传统方法传统方法对测量结果进行误差评定主要遇到两方面的问题对测量结果进行误差评定主要遇到两方面的问题：：（（11）逻辑概念）逻辑概念真值无法得到，因此真值无法得到，因此严格意义上的误差也无法得到严格意义上的误差也无法得到，能得，能得到的只是误差的估计值。误差的概念只能用于已知约定真值的到的只是误差的估计值。误差的概念只能用于已知约定真值的情况。情况。（（22）评定方法）评定方法由于随机误差和系统误差是两个性质不同的量，前者用由于随机误差和系统误差是两个性质不同的量，前者用标标准偏差准偏差表示，后者则用可能产生的表示，后者则用可能产生的昀大误差昀大误差来表示，在数学上来表示，在数学上无法解决两者之间的合成方法问题。无法解决两者之间的合成方法问题。不仅各国之间不一致，在不仅各国之间不一致，在不同领域中采用的方法也不完全相同。不同领域中采用的方法也不完全相同。32010-5-24522、测量结果、误差、准确度的定义、测量结果、误差、准确度的定义（（11））测量结果测量结果由测量所得到的赋予被测量的值。注：a在给出测量结果时，应说明它是示值、未修正测量结果或已修正测量结果，还应表明它是否为几个值的平均。b在测量结果的完整表述中，应包括测量不确定度，必要时还应说明有关影响量的取值范围。测量结果是被测量的昀佳估值,不是真值!2010-5-246（（22））测量误差测量误差测量误差测得值真值＝－真值是指与给定的特定量一致的值。当测量不完善时，通常不能获得真值。真值是一个理想概念，常用约定真值代替。在不确定度评定中，常称“被测量之值”为“真值”42010-5-247误差表示的是一个误差表示的是一个差值差值。。当测量结果大于真值时，误差为正；当测量结果大于真值时，误差为正；当测量结果小于真值时，误差为负。当测量结果小于真值时，误差为负。不是区间，不是区间，不应当以“±”号的形式出现！2010-5-248误差＝测量结果一真值误差＝测量结果一真值＝＝测量结果一总体均值测量结果一总体均值＋＋总体均值一真值总体均值一真值＝＝随机误差随机误差＋＋系统误差系统误差测量结果＝真值＋误差测量结果＝真值＋误差==真值＋随机误差＋系统误差真值＋随机误差＋系统误差误差按其性质，可以分为误差按其性质，可以分为随机随机误差和误差和系统系统误差两类。随误差两类。随机误差和系统误差对应于机误差和系统误差对应于无限多无限多次测量的次测量的理想理想概念，因概念，因此可以确定的只是其此可以确定的只是其估计值估计值，也都具有特定的符号！，也都具有特定的符号！52010-5-249（（33）测量准确度）测量准确度测量结果与被测量真值之间的一致程度。测量结果与被测量真值之间的一致程度。注注::1.1.不要用术语不要用术语““精密度精密度””代替代替““准确度准确度””。。2.2.准确度是一个准确度是一个定性定性的概念。的概念。鉴于不可能准确地确定真值的大小，因而鉴于不可能准确地确定真值的大小，因而““准确度准确度””这个术语说明的是测量结果与被测量这个术语说明的是测量结果与被测量真值之间的接近真值之间的接近程度程度。。所以，准确度实际上是所以，准确度实际上是一个定性的概念。一个定性的概念。准确度是定性的概念，不能量化2010-5-2410••图图1.11.1正确度、精密度与准确度正确度、精密度与准确度真值真值正确度高正确度高,,但精密度低但精密度低精密度高精密度高,,但正确度低但正确度低准确度高准确度高!!随机误差大随机误差大系统误差大系统误差大62010-5-2411总体概率分布的期望有限次数测量平均值(总体均值的一个无偏估计)单次测量值yyvii−=yi样本均值随机误差残差系统误差测得值y真值μ+kσ测得值总体均值测得值概率分布曲线μ−kσμty图1.2测量误差示意图误差2010-5-2412（（44）测量不确定度）测量不确定度表征合理地赋予被测量之值的分散性，表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的与测量结果相联系的参数参数。。注：注：⑴此⑴此参数参数可以是诸如可以是诸如标准偏差标准偏差或其倍数，或或其倍数，或说明了说明了包含概率包含概率的的区间的半宽度区间的半宽度。。分散性这一分散性这一““参数参数””对于不对称分布的不确定对于不对称分布的不确定度，则取其中间值。度，则取其中间值。以标准偏差表示的测量不以标准偏差表示的测量不确定度是标准不确定度确定度是标准不确定度72010-5-2413⑵测量不确定度由多个分量组成。⑵测量不确定度由多个分量组成。其中一些分量可用其中一些分量可用测量列测量列结果的统计分结果的统计分布估算，并用实验标准差表征。另一些布估算，并用实验标准差表征。另一些分量则可用基于分量则可用基于经验经验或其它信息的假定或其它信息的假定概率分布概率分布估算，也可用标准差表征。估算，也可用标准差表征。““经验的经验的””或或““假定概率的分布假定概率的分布””说明，不确定度说明，不确定度评定带有主观鉴别的成分。也就是说，测量不确定评定带有主观鉴别的成分。也就是说，测量不确定度评定与评定人员的理论知识和实践经验密切相度评定与评定人员的理论知识和实践经验密切相关。所以，定义中使用了关。所以，定义中使用了““合理地合理地””一词。一词。2010-5-2414⑶测量结果应理解为被测量之值的⑶测量结果应理解为被测量之值的最最佳估计佳估计，而所有的不确定度分量均贡献给，而所有的不确定度分量均贡献给了分散性，包括那些由了分散性，包括那些由系统效应系统效应引起的引起的（如，与修正值和参考测量标准有关的）（如，与修正值和参考测量标准有关的）分量。分量。平均值给出的是平均值给出的是““被测量之值被测量之值””的最的最佳估计值。佳估计值。不确定度评定应当考虑已识别的系统效应的影响。即，测量结果是指对已识别的系统效应修正后的最佳估值。82010-5-241533如何理解测量不确定度如何理解测量不确定度？？定义的注（定义的注（11）指出）指出::测量不确定度是测量不确定度是““说明了置信水准的区间的半宽度说明了置信水准的区间的半宽度””。也就是说。也就是说，测量不确定度需要用两个数来表示：一个是，测量不确定度需要用两个数来表示：一个是测量不确定度的大小，即测量不确定度的大小，即包含包含区间区间半宽半宽；另一；另一个是个是包含概率包含概率（或（或置信概率置信概率、、置信水准置信水准），表），表明测量结果落在该区间有多大把握。明测量结果落在该区间有多大把握。例如：身高为例如：身高为1.8m1.8m或加或减或加或减0.1m0.1m，，包含包含概率为概率为9595％。则该结果可以表示为：％。则该结果可以表示为：1.8m1.8m±±0.1m0.1m，，包含包含概率概率为为9595％％置信水准置信区间2010-5-2416U=1s=1.0%U=2s=2.0%U=3s=3.0%测量结果p≈68％p≈95％p≈99％33个人报告个人报告的不确定度的不确定度92010-5-2417什么不是测量不确定度什么不是测量不确定度？？（（11））操作人员失误不是不确定度。这一类不应计入操作人员失误不是不确定度。这一类不应计入对不确定度的贡献，应当并可以通过仔细工作和核对不确定度的贡献，应当并可以通过仔细工作和核查来避免发生。查来避免发生。（（22））允差不是不确定度。允差是对工艺、产品或仪允差不是不确定度。允差是对工艺、产品或仪器所选定的允许极限值。器所选定的允许极限值。（（33））技术条件不是不确定度。技术条件告诉的是对技术条件不是不确定度。技术条件告诉的是对产品或仪器的期望的内容，也包括一些产品或仪器的期望的内容，也包括一些““定性定性””的质的质量指标，例如外观。量指标，例如外观。（（44））准确度（更确切地说，应叫不准确度）不是不准确度（更确切地说，应叫不准确度）不是不确定度。遗憾的是这些术语的使用常被混淆。确切确定度。遗憾的是这些术语的使用常被混淆。确切地说，地说，““准确度准确度””是一个定性的术语，诸如人们可能是一个定性的术语，诸如人们可能说测量是说测量是““准确准确””的或的或““不准确不准确””的。的。（（55））误差不是不确定度。误差不是不确定度。（（66））重复性限、复现性限（再现性限）不是不确定重复性限、复现性限（再现性限）不是不确定度。度。它们可能是不确定度的来源！2010-5-2418序号含义测量误差测量误差测量不确定度测量不确定度1定义测量误差用来定量表示测测量误差用来定量表示测量结果与真值的偏离大量结果与真值的偏离大小。小。““测量结果减去被测量的测量结果减去被测量的真值真值””。。测量误差是一个确定差测量误差是一个确定差值。值。在数轴上表示为一个点。在数轴上表示为一个点。按出现在测量结果中的规按出现在测量结果中的规律分类。律分类。分为系统误差和分为系统误差和随机误差，它们都是无限随机误差，它们都是无限多次测量下的理想概念。多次测量下的理想概念。测量不确定度用来定量表示测量结果的测量不确定度用来定量表示测量结果的可信程度。可信程度。““表征合理地赋予被测量之值的分散性，表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数与测量结果相联系的参数””。。测量不确定度是一个区间。测量不确定度是一个区间。可以用诸如标准偏差或其倍数，或说明可以用诸如标准偏差或其倍数，或说明了置信水准的区间的半宽度表示。了置信水准的区间的半宽度表示。2分类按评定方法分类：用测量列结果的统计按评定方法分类：用测量列结果的统计分布评定不确定度的方法称为分布评定不确定度的方法称为AA类评定方类评定方法，并用实验标准偏差表征；用基于经法，并用实验标准偏差表征；用基于经验或其他信息的假定概率分布评定方法验或其他信息的假定概率分布评定方法称为称为BB类评定方法，也可用标准偏差表类评定方法，也可用标准偏差表征。征。44、测量误差与不确定度的主要区别、测量误差与不确定度的主要区别((表表1.1)1.1)102010-5-2419续表续表1.11.1测量误差与不确定度的主要区别测量误差与不确定度的主要区别序号含义测量误差测量误差测量不确定度测量不确定度3可操作性由于真值未知，所以不由于真值未知，所以不能得到测量误差的值。能得到测量误差的值。当用约定真值代替真值当用约定真值代替真值时，可以得到测量误差时，可以