計量論壇

標題: 測量結果與不確定度表示 [打印本頁]

作者: 巫婆 時間: 2007-1-6 20:36
標題: 測量結果與不確定度表示
JJF1059第8.13節指出輸入量和輸出量的估計值，應修約到與它們的不確定度的位數一致。這里所謂的位數實指其末位所到達的位數。例如，當測量結果及其不確定度以相同的計量單位給出時，其末位應對齊。也就是說不能達不到，也不能多出。其中更需注意的是所報告的測量結果(輸出量的最佳估計值)，應與所報告的擴展不確定度U或Up的末位對齊。多數情況下是:確定了擴展不確定度取幾位(一或兩位)之后，按這一修約間隔來修約所報告的測量結果。但有時也會碰到，特別是通過數字顯示式儀器的一次測量結果作為被測量的最終結果時，評定出的擴展不確定度的末位已小于所顯示的末位。這時，對測量結果是否能采用補零的方式使其末位對齊？專家們對不同意見進行了討論，例如:通過數字式電壓表一次測量的結果為220.043V，其擴展不確定度U=2.5mV(k=2)，U修約成兩位，末位達到0.1mV，但測量結果只到1mV，專家們認為這時的測量結果應報告成:220.0430V。寫成V=(220.0430±0.0025)V，其末位是對齊的。應該認為，表明測量結果可靠程度的不是所給出的結果本身而是其不確定度。那種認為物理實驗結果只能保留一位不可靠的值(只有末位不可靠而不能有兩位是不可靠的)的觀點和做法，與當今不確定度的表述并不一致。現在認為不確定度可以有兩位有效數，從而測量結果的末兩位均為可疑值了。
關于所報告的擴展不確定度(U，Up和Urel，Uprel)應采取何種規則進行修約，在JJF1059第8.13節給出兩種方法均可以用，其一為“只進不舍”，其二為通用的修約規則，即大于半個修約間隔則進，小于半個修約間隔則舍，正好等于半個修約間隔則看前面一位是奇數還是偶數而定。根據第一種方法，如果對U=0.1112修約成為一位有效數，按只進不舍，就成為U=0.2，比修約前增大了幾乎一倍，雖不違反規則，但顯然并不可取。如果U=0.3112，也只取一位有效數而給成為U=0.4，比修約前也大了1/4左右，似亦不可取。專家們推薦采用:當第一個有效數為1和2時，取兩位有效數為好，至于3以上，既可取一位也可取兩位，對于一般測量，可均只取一位。至于是按上述兩種修約方法中的哪一種，評定人員可自行選用。上述的這種建議，在JJF1059以及GUM中都未提及，只是在某些國家的標準中提到，例如DIN，不無道理，未必不可以參照使用。
現在在一些檢定證書或是校準證書上，給出了測量結果(校準結果、某些檢定點或校準點的示值誤差或修正值)。對于校準(自愿行為)，給出校準值及其不確定度，是符合JJF1059中8.2節要求“證書上的校準結果或修正值應給出測量不確定度。”但是在檢定中，例如:對壓力表、千分尺、臺案秤等類衡器，按檢定規程，其證書上是不給出測量結果的，現在也要求給出檢定結果，有時甚至也給出其不確定度。從測量儀器的使用上來說，這些內容不起任何作用，因不能按測量結果修正使用。惟一的作用是讓使用者知道這些儀器距離不合格還有多遠。專家們認為，究竟在證書上如何給出和給出什么，應按有關規程處理，至于自愿的校準要求，則可按用戶需要。
關于測量儀器特性評定問題，目前仍按JJG1027-1991技術規范中的有關規定處理。計量司官員在會上表示，用于代替該技術規范這部分的內容的新的技術規范現已審定通過，處于報批之中，預計今年內可發布。其中規定了測量儀器特性評定的基本原則、通用方法、準確度等、級、響應特性、靈敏度、鑒別力、穩定性、漂移、響應時間等性能的評定以及有關不確定度問題。關于測量儀器重復性的評定，該規范給出了基本方法，即按重復性條件下通過重復觀測，采用貝塞爾公式計算出單次結果的實驗標準差s。s的相對標準不確定度:

　　

式中:n——重復觀測次數。
對于只有一個被測量來說，上式也就是:

　　

式中:ν——標準差s的自由度。
該標準還給出了最大殘差法用于測量儀器重復性的評定。上述內容可作為JJF1059的補充。
按該新規范，可以采用MPEV作為測量儀器的最大允許誤差絕對值的符號。

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