第一篇：測(cè)量不確定度評(píng)估和報(bào)告通用要求

CNAS—CL07

測(cè)量不確定度的要求 Requirements for Measurement Uncertainty

（征求意見稿）

中國合格評(píng)定國家認(rèn)可委員會(huì) CNAS-CL07:2011

目錄

前言…………………………………………………………2 1.適用范圍…………………………………………………3 2.引用文件…………………………………………………3 3.術(shù)語和定義………………………………………………3 4.通用要求…………………………………………………4 5.對(duì)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的要求……………………………………5 6.對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品生產(chǎn)者的要求…………………6 7.對(duì)校準(zhǔn)和測(cè)量能力（CMC）的要求………………………6 8.對(duì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的要求………………………………………8

2006年06月01日發(fā)布

2011年1月20日

前 言

中國合格評(píng)定國家認(rèn)可委員會(huì)（CNAS）充分考慮目前國際上與合格評(píng)定相關(guān)的各方對(duì)測(cè)量不確定度的關(guān)注，以及測(cè)量不確定度對(duì)測(cè)量、試驗(yàn)結(jié)果的可信性、可比性和可接受性的影響，特別是這種影響和關(guān)注可能會(huì)造成消費(fèi)者、工業(yè)界、政府和市場(chǎng)對(duì)合格評(píng)定活動(dòng)提出更高的要求。因此，CNAS在認(rèn)可體系的運(yùn)行中給予測(cè)量不確定度評(píng)估以足夠的重視，以滿足客戶、消費(fèi)者和其他各有關(guān)方的期望和需求。

CNAS在測(cè)量不確定度評(píng)估和應(yīng)用要求方面將始終遵循國際規(guī)范的相關(guān)要求，與國際相關(guān)組織的要求保持一致，并在國際規(guī)范和有關(guān)行業(yè)制定的相關(guān)導(dǎo)則框架內(nèi)制訂具體的測(cè)量不確定度要求。

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測(cè)量不確定度的要求

1．適用范圍

本文件適用于檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室、校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室（含醫(yī)學(xué)參考測(cè)量實(shí)驗(yàn)室）和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品生產(chǎn)者（以下簡稱為實(shí)驗(yàn)室）。

2．引用文件

下列文件中的條款通過引用而成為本文件的條款。未注明日期的，引用文件的最新版本（包括任何修訂）適用。

2.1 ISO/IEC Guide 98-3:2008《測(cè)量不確定度表示指南》（GUM）2.2 ISO/IEC Guide 99:2007《國際通用計(jì)量學(xué)術(shù)語》（VIM）2.3 ISO Guide 34:2009《標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品生產(chǎn)者能力的通用要求》 2.4 ISO/IEC 17025:2005《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求》 2.5 ISO Guide 35:2006《標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值的一般原則和統(tǒng)計(jì)方法》 2.6 ISO 80000-1:2009《量和單位－

以下定義：

校準(zhǔn)和測(cè)量能力（CMC）是校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室在常規(guī)條件下能夠提供給客戶的校準(zhǔn)和測(cè)量的能力。CMC公布在：

ａ）簽署ILAC互認(rèn)協(xié)議的認(rèn)可機(jī)構(gòu)認(rèn)可的校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的認(rèn)可范圍中；

ｂ）簽署CIPM互認(rèn)協(xié)議的各國家計(jì)量院（NMIs）的CMC公布在國際計(jì)量局（BIPM）的關(guān)鍵比對(duì)數(shù)據(jù)庫（KCDB）中。

4.通用要求

4.1實(shí)驗(yàn)室應(yīng)制定實(shí)施測(cè)量不確定度要求的程序并將其應(yīng)用于相應(yīng)的工作。

4.2 CNAS在認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室時(shí)應(yīng)要求實(shí)驗(yàn)室組織校準(zhǔn)或檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員或熟練操作人員評(píng)估相關(guān)項(xiàng)目的測(cè)量不確定度，要求具體實(shí)施校準(zhǔn)或檢測(cè)人員正確應(yīng)用和報(bào)告測(cè)量不確定度。還應(yīng)要求實(shí)驗(yàn)室建立維護(hù)評(píng)估測(cè)量不確定度有效性的機(jī)制。

4.3 測(cè)量不確定度的評(píng)估程序和方法應(yīng)符合GUM及其補(bǔ)充文件的規(guī)定。

4.4 當(dāng)校準(zhǔn)證書或檢測(cè)報(bào)告中給出了符合性聲明時(shí)，在證書和報(bào)告中可以不報(bào)告測(cè)量不確定度。此時(shí)，校準(zhǔn)或檢測(cè)結(jié)果的測(cè)量不確定度在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部應(yīng)是可獲得的。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)確保在進(jìn)行符合性判定時(shí)，已經(jīng)充分考慮了測(cè)量不確定度對(duì)校準(zhǔn)或檢測(cè)結(jié)果符合性判定的影響。

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5.對(duì)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的要求

5.1 校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)對(duì)其開展的全部校準(zhǔn)項(xiàng)目（參數(shù)）評(píng)估測(cè)量不確定度。

5.2 校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該在校準(zhǔn)證書中報(bào)告測(cè)量不確定度和（或）給出對(duì)其計(jì)量規(guī)范或相應(yīng)條款的符合性聲明。

5.3 一般情況下，校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)包括測(cè)量結(jié)果的數(shù)值 y 和其擴(kuò)展不確定度 U。在校準(zhǔn)證書中，校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)使用“ｙ±U 單位” 的方式給出；需要時(shí)，測(cè)量結(jié)果也可以用列表給出，或者測(cè)量不確定度給出相對(duì)擴(kuò)展不確定度U / |y|，并應(yīng)在校準(zhǔn)證書中注明不確定度的包含因子和包含概率，可以使用以下文字描述：

“本報(bào)告中給出的擴(kuò)展不確定度是由標(biāo)準(zhǔn)不確定度乘以包含概率約為95％時(shí)的包含因子k?！?/p>

注：對(duì)于不對(duì)稱分布的不確定度，可能需要使用 y±U 之外的方法表述。同樣，使用蒙特卡洛法確定的不確定度或使用對(duì)數(shù)單位的，也應(yīng)予以關(guān)注。

5.4 擴(kuò)展不確定度的數(shù)值應(yīng)不超過兩位有效數(shù)字，并且應(yīng)滿足以下要求：

a）擴(kuò)展不確定度的數(shù)值的最小位數(shù)字，應(yīng)修約至與測(cè)量結(jié)果的數(shù)值的最小位數(shù)字在同一量級(jí)；

b）應(yīng)根據(jù)通用的規(guī)則進(jìn)行數(shù)值修約，并符合GUM

5.5 在校準(zhǔn)證書中報(bào)告測(cè)量不確定度的來源時(shí)，應(yīng)包含校準(zhǔn)期間短期的不確定度分量和可以合理的歸為來源于客戶的被校設(shè)備的不確定度分量。一般情況下，不確定度應(yīng)包含評(píng)估CMC時(shí)相同的分量，除非評(píng)估的“現(xiàn)有的最佳儀器”的不確定度分量被客戶儀器的不確定度分量取代，因此，報(bào)告的不確定度往往比CMC大。隨機(jī)的不確定度分量實(shí)驗(yàn)室往往無法獲得，比如運(yùn)輸產(chǎn)生的不確定度，通?？梢圆话ㄔ诓淮_定度報(bào)告中，但是，假如實(shí)驗(yàn)室預(yù)計(jì)到這些不確定度分量將對(duì)客戶產(chǎn)生重要影響，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)根據(jù)ISO/IEC 17025中有關(guān)合同評(píng)審的要求通知客戶。

5.6 獲認(rèn)可的校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室在證書中報(bào)告的測(cè)量不確定度，不得小于（優(yōu)于）認(rèn)可的CMC。

6.對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品生產(chǎn)者的要求

6.1 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品生產(chǎn)者，其生產(chǎn)的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品應(yīng)按照ISO指南35評(píng)價(jià)不確定度并在相關(guān)文件中明示，而對(duì)于生產(chǎn)過程中涉及的校準(zhǔn)/檢測(cè)活動(dòng)的要求等同于相應(yīng)類型的實(shí)驗(yàn)室。

7.對(duì)校準(zhǔn)和測(cè)量能力（CMC）的要求

7.1 校準(zhǔn)和測(cè)量能力（CMC）是校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室在常規(guī)條件下能夠提供給客戶的校準(zhǔn)和測(cè)量的能力。其應(yīng)是在常規(guī)條件下的校準(zhǔn)中可獲得的最小的測(cè)量不確定度。應(yīng)特別注意當(dāng)被測(cè)量的值是一個(gè)范圍時(shí)，CMC通常可以用下列方法之一表示：

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a)CMC用整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)都有效的單一值表示；

b)CMC用范圍表示。此時(shí)，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)有適當(dāng)?shù)牟逯邓惴ㄒ越o出中間值的測(cè)量不確定度。

c)CMC用被測(cè)量或參數(shù)的函數(shù)表示；

d)CMC用矩陣表示。此時(shí)，不確定度的值取決于被測(cè)量的值以及與其相關(guān)的其他參數(shù)；

e)CMC用圖形表示。此時(shí)，每個(gè)數(shù)軸應(yīng)有足夠的分辨率，使得到的CMC至少有2位有效數(shù)字；

校準(zhǔn)和測(cè)量能力不允許用開區(qū)間表示（例如“U

7.2 當(dāng)CMC用9.1 b)的方式表示時(shí)，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)能夠證明其提供給客戶的測(cè)量不確定度被該CMC覆蓋。在一個(gè)CMC的覆蓋范圍內(nèi)，應(yīng)對(duì)某些特殊類型的校準(zhǔn)也應(yīng)該是有效的，因此，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)注意評(píng)估CMC時(shí)的“現(xiàn)有的最佳儀器”的性能。

ａ）重復(fù)性和復(fù)現(xiàn)性對(duì)不確定度合理的影響量，應(yīng)當(dāng)包含在CMC中。但是，因“現(xiàn)有的最佳儀器”自身的物理特性存在的缺陷而產(chǎn)生的不確定度分量，應(yīng)該對(duì)CMC不產(chǎn)生顯著影響； ｂ）對(duì)某些校準(zhǔn)，可能沒有“現(xiàn)有的最佳儀器”，或者來源自“現(xiàn)有的最佳儀器”的不確定度分量對(duì)CMC有顯著影響。如果來2006年06月01日發(fā)布

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源于“現(xiàn)有的最佳儀器”的不確定度分量可以識(shí)別并區(qū)分出來的話，在計(jì)算CMC時(shí)可以不包括這些不確定度分量，但是，此時(shí)認(rèn)可范圍中應(yīng)當(dāng)注明這些不包括在CMC中的不確定度分量。

注：術(shù)語“現(xiàn)有的最佳儀器”可理解為是對(duì)客戶有效的被校儀器，即使其具有特殊的性能（比如穩(wěn)定性）或經(jīng)過長期的校準(zhǔn)。7.3 對(duì)于醫(yī)學(xué)參考測(cè)量實(shí)驗(yàn)室，CMC及其覆蓋的不確定度通常應(yīng)包含測(cè)量程序（方法）相關(guān)的因素，比如特有的基質(zhì)效應(yīng)、干擾等。一般情況下，CMC及其覆蓋的不確定度可不包含因材料的不穩(wěn)定、不均勻引起的不確定度分量。CMC應(yīng)基于對(duì)特別穩(wěn)定、均勻樣品的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法的性能的分析。

注：參考測(cè)量的不確定度與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)生產(chǎn)者提供的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不確定度是不同的，提供給有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的擴(kuò)展不確定度，一般情況下優(yōu)于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的參考測(cè)量提供的不確定度。這些不確定度均應(yīng)被CMC所覆蓋。

8.對(duì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的要求

8.1 檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)制定與檢測(cè)工作特點(diǎn)相適應(yīng)的測(cè)量不確定度評(píng)估程序，并將其用于不同類型的檢測(cè)工作。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)建立維護(hù)評(píng)估測(cè)量不確定度有效性的機(jī)制。

8.2 檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)有能力對(duì)每一項(xiàng)有數(shù)值要求的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行測(cè)量不確定度評(píng)估。當(dāng)不確定度與檢測(cè)結(jié)果的有效性或應(yīng)用有關(guān)、或在用2006年06月01日發(fā)布

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戶有要求時(shí)、或當(dāng)不確定度影響到對(duì)規(guī)范限度的符合性時(shí)、當(dāng)測(cè)試方法中有規(guī)定時(shí)和CNAS有要求時(shí)（如認(rèn)可準(zhǔn)則在特殊領(lǐng)域的應(yīng)用說明中有規(guī)定），檢測(cè)報(bào)告必須提供測(cè)量結(jié)果的不確定度。

8.3 檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)于不同的檢測(cè)項(xiàng)目和檢測(cè)對(duì)象，可以采用不同的評(píng)估方法。

8.4 檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室在采用新的檢測(cè)方法時(shí)，應(yīng)按照新方法重新評(píng)估測(cè)量不確定度。

8.5 檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)所采用的非標(biāo)準(zhǔn)方法、實(shí)驗(yàn)室自己設(shè)計(jì)和研制的方法、超出預(yù)定使用范圍的標(biāo)準(zhǔn)方法以及經(jīng)過擴(kuò)展和修改的標(biāo)準(zhǔn)方法重新進(jìn)行確認(rèn)，其中應(yīng)包括對(duì)測(cè)量不確定度的評(píng)估。

8.6 對(duì)于某些廣泛公認(rèn)的檢測(cè)方法，如果該方法規(guī)定了測(cè)量不確定度主要來源的極限值和計(jì)算結(jié)果的表示形式時(shí)，實(shí)驗(yàn)室只要按照該檢測(cè)方法的要求操作，并出具測(cè)量結(jié)果報(bào)告，即被認(rèn)為符合本要求。8.7 由于某些檢測(cè)方法的性質(zhì)，決定了無法從計(jì)量學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)角度對(duì)測(cè)量不確定度進(jìn)行有效而嚴(yán)格的評(píng)估，這時(shí)至少應(yīng)通過分析方法，列出各主要的不確定度分量，并作出合理的評(píng)估。同時(shí)應(yīng)確保測(cè)量結(jié)果的報(bào)告形式不會(huì)使客戶造成對(duì)所給測(cè)量不確定度的誤解。

8.8 如果檢測(cè)結(jié)果不是用數(shù)值表示或者不是建立在數(shù)值基礎(chǔ)上（如合格/不合格，陰性/陽性，或基于視覺和觸覺等的定性檢測(cè)），則不要求對(duì)不確定度進(jìn)行評(píng)估，但鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)室在可能的情況下了解結(jié)果的可變性。

8.9 檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)量不確定度評(píng)估所需的嚴(yán)密程度取決于：

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a）檢測(cè)方法的要求； b）用戶的要求；

c）用來確定是否符合某規(guī)范所依據(jù)的誤差限的寬窄。

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2011年1月20日第2次修訂

2011年04月20日實(shí)施

第二篇：測(cè)量不確定度

測(cè)量不確定度

開放分類： 儀器、測(cè)量

測(cè)量不確定度是指“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)”。

這個(gè)定義中的“合理”，意指應(yīng)考慮到各種因素對(duì)測(cè)量的影響所做的修正，特別是測(cè)量應(yīng)處于統(tǒng)計(jì)控制的狀態(tài)下，即處于隨機(jī)控制過程中。也就是說，測(cè)量是在重復(fù)性條件(見JJG1001－1998《通用計(jì)量術(shù)語及定義》第條，本文××條均指該規(guī)范的條款號(hào))或復(fù)現(xiàn)性條件(見

條)下進(jìn)行的，此時(shí)對(duì)同一被測(cè)量做多次測(cè)量，所得測(cè)量結(jié)果的分散性可按現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)〔偏〕差sR表示。

條的貝塞爾公式算出，并用重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)〔偏〕差sr或復(fù)

定義中的“相聯(lián)系”，意指測(cè)量不確定度是一個(gè)與測(cè)量結(jié)果“在一起”的參數(shù)，在測(cè)量結(jié)果(見整表示中應(yīng)包括測(cè)量不確定度。

條)的完

測(cè)量不確定度從詞義上理解，意味著對(duì)測(cè)量結(jié)果可信性、有效性的懷疑程度或不肯定程度，是定量說明測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量的一個(gè)參數(shù)。實(shí)際上由于測(cè)量不完善和人們的認(rèn)識(shí)不足，所得的被測(cè)量值具有分散性，即每次測(cè)得的結(jié)果不是同一值，而是以一定的概率分散在某個(gè)區(qū)域內(nèi)的許多個(gè)值。雖然客觀存在的系統(tǒng)誤差是一個(gè)不變值，但由于我們不能完全認(rèn)知或掌握，只能認(rèn)為它是以某種概率分布存在于某個(gè)區(qū)域內(nèi)，而這種概率分布本身也具有分散性。測(cè)量不確定度就是說明被測(cè)量之值分散性的參數(shù)，它不說明測(cè)量結(jié)果是否接近真值。

為了表征這種分散性，測(cè)量不確定度用標(biāo)準(zhǔn)〔偏〕差表示。在實(shí)際使用中，往往希望知道測(cè)量結(jié)果的置信區(qū)間，因此，在本定義注1中規(guī)定：測(cè)量不確定度也可用標(biāo)準(zhǔn)〔偏〕差的倍數(shù)或說明了置信水準(zhǔn)的區(qū)間的半寬度表示。為了區(qū)分這兩種不同的表示方法，分別稱它們?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度。

在實(shí)踐中，測(cè)量不確定度可能來源于以下10個(gè)方面：

(1)對(duì)被測(cè)量的定義不完整或不完善；

(2)實(shí)現(xiàn)被測(cè)量的定義的方法不理想；

(3)取樣的代表性不夠，即被測(cè)量的樣本不能代表所定義的被測(cè)量；

(4)對(duì)測(cè)量過程受環(huán)境影響的認(rèn)識(shí)不周全，或?qū)Νh(huán)境條件的測(cè)量與控制不完善；

(5)對(duì)模擬儀器的讀數(shù)存在人為偏移；

(6)測(cè)量儀器的分辨力或鑒別力不夠；

(7)賦與計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的值和參考物質(zhì)(標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì))的值不準(zhǔn)；

(8)引用于數(shù)據(jù)計(jì)算的常量和其它參量不準(zhǔn)；

(9)測(cè)量方法和測(cè)量程序的近似性和假定性；

(10)在表面上看來完全相同的條件下，被測(cè)量重復(fù)觀測(cè)值的變化。

由此可見，測(cè)量不確定度一般來源于隨機(jī)性和模糊性，前者歸因于條件不充分，后者歸因于事物本身概念不明確。這就使得測(cè)量不確定度一般由許多分量組成，其中一些分量可以用測(cè)量列結(jié)果(觀測(cè)值)的統(tǒng)計(jì)分布來進(jìn)行估算，并且以實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)〔偏〕差(見

條)表征；而另一些分量可以用其它方法(根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或其它信息的假定概率分布)來進(jìn)行估算，并且也以標(biāo)準(zhǔn)〔偏〕差表征。所有這些分量，應(yīng)理解為都貢獻(xiàn)給了分散性。若需要表示某分量是由某原因?qū)е聲r(shí)，可以用隨機(jī)效應(yīng)導(dǎo)致的不確定度和系統(tǒng)效應(yīng)導(dǎo)致的不確定度，而不要用“隨機(jī)不確定度”和“系統(tǒng)不確定度”這兩個(gè)業(yè)已過時(shí)或淘汰的術(shù)語。例如：由修正值和計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)帶來的不確定度分量，可以稱之為系統(tǒng)效應(yīng)導(dǎo)致的不確定度。

不確定度當(dāng)由方差得出時(shí)，取其正平方根。當(dāng)分散性的大小用說明了置信水準(zhǔn)的區(qū)間的半寬度表示時(shí)，作為區(qū)間的半寬度取負(fù)值顯然也是毫無意義的。當(dāng)不確定度除以測(cè)量結(jié)果時(shí)，稱之為相對(duì)不確定度，這是個(gè)無量綱量，通常以百分?jǐn)?shù)或10的負(fù)數(shù)冪表示。

在測(cè)量不確定度的發(fā)展過程中，人們從傳統(tǒng)上理解它是“表征(或說明)被測(cè)量真值所處范圍的一個(gè)估計(jì)值(或參數(shù))”；也有一段時(shí)期理解為“由測(cè)量結(jié)果給出的被測(cè)量估計(jì)值的可能誤差的度量”。這些曾經(jīng)使用過的定義，從概念上來說是一個(gè)發(fā)展和演變過程，它們涉及到被測(cè)量真值和測(cè)量誤差這兩個(gè)理想化的或理論上的概念(實(shí)際上是難以操作的未知量)，而可以具體操作的則是現(xiàn)定義中測(cè)量結(jié)果的變化，即被測(cè)量之值的分散性。早在七十年代初，國際上已有越來越多的計(jì)量學(xué)者認(rèn)識(shí)到使用“不確定度”代替“誤差”更為科學(xué)，從此，不確定度這個(gè)術(shù)語逐漸在測(cè)量領(lǐng)域內(nèi)被廣泛應(yīng)用。1978年國際計(jì)量局提出了實(shí)驗(yàn)不確定度表示建議書INC-1。1993年制定的《測(cè)量不確定度表示指南》得到了BIPM、OIML、ISO、IEC、IUPAC、IUPAP、IFCC

七個(gè)國際組織的批準(zhǔn)，由ISO出版，是國際組織的重要權(quán)威文獻(xiàn)。我國也已于1999年頒布了與之兼容的測(cè)量不確定度評(píng)定與表示計(jì)量技術(shù)規(guī)范。至此，測(cè)量不確定度評(píng)定成為檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室必不可少的工作之一。由于測(cè)量不確定度的理論較新，在理解上有一定難度。本文就不確定度的一些特點(diǎn)進(jìn)行討論。

一、測(cè)量結(jié)果是一個(gè)區(qū)域

測(cè)量的目的是為了確定被測(cè)量的量值。測(cè)量結(jié)果的品質(zhì)是量度測(cè)量結(jié)果可信程度的最重要的依據(jù)。測(cè)量不確定度就是對(duì)測(cè)量結(jié)果質(zhì)量的定量表征，測(cè)量結(jié)果的可用性很大程度上取決于其不確定度的大小。所以，測(cè)量結(jié)果表述必須同時(shí)包含賦予被測(cè)量的值及與該值相關(guān)的測(cè)量不確定度，才是完整并有意義的。

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)，稱為測(cè)量不確定度。字典中不確定度（uncertainty）的定義為“變化、不可靠、不確知、不確定”。因此，廣義上說，測(cè)量不確定度意味著對(duì)測(cè)量結(jié)果可信性、有效性的懷疑程度或不肯定程度。實(shí)際上，由于測(cè)量不完善和人們認(rèn)識(shí)的不足，所得的被測(cè)量值具有分散性，即每次測(cè)得的結(jié)果不是同一值，而是以一定的概率分散在某個(gè)區(qū)域內(nèi)的多個(gè)值。雖然客觀存在的系統(tǒng)誤差是一個(gè)相對(duì)確定的值，但由于我們無法完全認(rèn)知或掌握它，而只能認(rèn)為它是以某種概率分布于某區(qū)域內(nèi)的，且這種概率分布本身也具有分散性。測(cè)量不確定度正是一個(gè)說明被測(cè)量之值分散性的參數(shù)，測(cè)量結(jié)果的不確定度反映了人們?cè)趯?duì)被測(cè)量值準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)方面的不足。即使經(jīng)過對(duì)已確定的系統(tǒng)誤差的修正后，測(cè)量結(jié)果仍只是被測(cè)量值的一個(gè)估計(jì)

值，這是因?yàn)?，不僅測(cè)量中存在的隨機(jī)效應(yīng)將產(chǎn)生不確定度，而且，不完全的系統(tǒng)效應(yīng)修正也同樣存在不確定度。

原來流量量傳體系中要求上一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)器的允許誤差需小于下一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)器的1/2～

1/3，不確定度理論的發(fā)展使得大家認(rèn)可測(cè)量結(jié)果的不確定度按不確定度評(píng)定方法進(jìn)行分析，當(dāng)被測(cè)儀器重復(fù)性很好且測(cè)量過程得到較好控制時(shí)，兩級(jí)標(biāo)準(zhǔn)器不確定度的差異可能會(huì)相差無幾，這樣就大大減少了傳遞過程中精度的損失，使得量值傳遞體系更為合理。

二、不確定度與誤差

概率論、線性代數(shù)和積分變換是誤差理論的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，誤差理論已自成體系。實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差是分析誤差的基本手段，也是不確定度理論的基礎(chǔ)。因此從本質(zhì)上說不確定度理論是在誤差理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其基本分析和計(jì)算方法是共同的。但在概念上存在比較大的差異。

測(cè)量不確定度表明賦予被測(cè)量之值的分散性，是通過對(duì)測(cè)量過程的分析和評(píng)定得出的一個(gè)區(qū)間。測(cè)量誤差則是表明測(cè)量結(jié)果偏離真值的差值。經(jīng)過修正的測(cè)量結(jié)果可能非常接近于真值（即誤差很小），但由于認(rèn)識(shí)不足，人們賦予它的值卻落在一個(gè)較大區(qū)間內(nèi)（即測(cè)量不確定度較大）。測(cè)量不確定度與測(cè)量誤差在概念上有許多差異.三、不確定度的A類評(píng)定與B類評(píng)定

用對(duì)觀測(cè)列的統(tǒng)計(jì)分析進(jìn)行評(píng)定得出的標(biāo)準(zhǔn)不確定度稱為A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度，用不同于對(duì)觀測(cè)列的統(tǒng)計(jì)分析來評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)不確定度稱為B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度。將不確定度分為“A”類與“B”類，僅為討論方便，并不意味著兩類評(píng)定之間存在本質(zhì)上的區(qū)別，A類不確定度是

由一組觀測(cè)得到的頻率分布導(dǎo)出的概率密度函數(shù)得出：B類不確定度則是基于對(duì)一個(gè)事件發(fā)生的信任程度。它們都基于概率分布，并都用方差或標(biāo)準(zhǔn)差表征。兩類不確定度不存在那一類較為可靠的問題。一般來說，A類比B類較為客觀，并具有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的嚴(yán)格性。測(cè)量的獨(dú)立性、是否處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)和測(cè)量次數(shù)決定A類不確定度的可靠性。

“A”、“B”兩類不確定度與“隨機(jī)誤差”與“系統(tǒng)誤差”的分類之間不存在簡單的對(duì)應(yīng)關(guān)系?！半S機(jī)”與“系統(tǒng)”表示誤差的兩種不同的性質(zhì)，“A”類與“B”類表示不確定度的兩種不同的評(píng)定方法。隨機(jī)誤差與系統(tǒng)誤差的合成是沒有確定的原則可遵循的，造成對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理時(shí)的差異和混亂。而A類不確定度與B類不確定度在合成時(shí)均采用標(biāo)準(zhǔn)不確定度，這也是不確定度理論的進(jìn)步之一。

第三篇：CNAS-CL07：2011《測(cè)量不確定度的要求》

CNAS-CL07：2011《測(cè)量不確定度的要求》 CNAS-CL07：2011

測(cè)量不確定度的要求

Requirements for Measurement Uncertainty

(2011 年 02 月 15 日發(fā)布2011 年 03 月 15 日實(shí)施)

目 次

前言

1適應(yīng)范圍

2引用文件

3術(shù)語和定義

4通用要求

5對(duì)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的要求

6對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品生產(chǎn)者的要求

7對(duì)校準(zhǔn)和測(cè)量能力(CMC)的要求

8對(duì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的要求 1 1 1 1 2 2 2 2 3

前 言

中國合格評(píng)定國家認(rèn)可委員會(huì)（CNAS）充分考慮目前國際上與合格評(píng)定相關(guān)的各方對(duì)測(cè)量不確定度的關(guān)注，以及測(cè)量不確定度對(duì)測(cè)量、試驗(yàn)結(jié)果的可信性、可比性和可接受性的影響，特別是這種影響和關(guān)注可能會(huì)造成消費(fèi)者、工業(yè)界、政府和市場(chǎng)對(duì)合格評(píng)定活動(dòng)提出更高的要求。因此，CNAS在認(rèn)可體系的運(yùn)行中給予測(cè)量不確定度評(píng)估以足夠的重視，以滿足客戶、消費(fèi)者和其他各有關(guān)方的期望和需求。

CNAS在測(cè)量不確定度評(píng)估和應(yīng)用要求方面將始終遵循國際規(guī)范的相關(guān)要求，與國際相關(guān)組織的要求保持一致，并在國際規(guī)范和有關(guān)行業(yè)制定的相關(guān)導(dǎo)則框架內(nèi)制訂具體的測(cè)量不確定度要求。

本文件代替CNAS-CL07:2006《測(cè)量不確定度評(píng)估和報(bào)告通用要求》。

1適用范圍

本文件適用于檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室、校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室（含醫(yī)學(xué)參考測(cè)量實(shí)驗(yàn)室）和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品生產(chǎn)者（以下簡稱為實(shí)驗(yàn)室）。

2引用文件

下列文件中的條款通過引用而成為本文件的條款。請(qǐng)注意使用引用文件的最新版本（包括任何修訂）。

2.1ISO/IEC 指南98-3《測(cè)量不確定度表示指南》（GUM）

2.2ISO/IEC 指南99《國際通用計(jì)量學(xué)基本術(shù)語》（VIM）

2.3ISO 指南34《標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品生產(chǎn)者能力的通用要求》

2.4ISO/IEC 17025《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求》

2.5ISO 指南35《標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值的一般原則和統(tǒng)計(jì)方法》

2.6ISO 80000-1《量和單位－第1部分：總則》

2.7ISO 15195《醫(yī)學(xué)參考測(cè)量實(shí)驗(yàn)室的要求》

2.8ILAC-P14《ILAC對(duì)校準(zhǔn)領(lǐng)域測(cè)量不確定度的政策》

3術(shù)語和定義

本文件采用ISO/IEC Guide 99（VIM）中的有關(guān)術(shù)語及定義。

3.1校準(zhǔn)和測(cè)量能力（Calibration and Measurement Capability，CMC）

按照CIPM（國際計(jì)量委員會(huì)）和ILAC的聯(lián)合聲明，對(duì)CMC采用以下定義：

校準(zhǔn)和測(cè)量能力（CMC）是校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室在常規(guī)條件下能夠提供給客戶的校準(zhǔn)和測(cè)量的能力。CMC公布在：

a)簽署ILAC互認(rèn)協(xié)議的認(rèn)可機(jī)構(gòu)認(rèn)可的校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的認(rèn)可范圍中；

b)簽署CIPM互認(rèn)協(xié)議的各國家計(jì)量院（NMIs）的CMC公布在國際計(jì)量局（BIPM）的關(guān)鍵比對(duì)數(shù)據(jù)庫（KCDB）中。

4通用要求

4.1實(shí)驗(yàn)室應(yīng)制定實(shí)施測(cè)量不確定度要求的程序并將其應(yīng)用于相應(yīng)的工作。

4.2CNAS在認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室時(shí)應(yīng)要求實(shí)驗(yàn)室組織校準(zhǔn)或檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員或熟練操作人員評(píng)估相關(guān)項(xiàng)目的測(cè)量不確定度，要求具體實(shí)施校準(zhǔn)或檢測(cè)人員正確應(yīng)用和報(bào)告測(cè)量不確定度。還應(yīng)要求實(shí)驗(yàn)室建立維護(hù)評(píng)估測(cè)量不確定度有效性的機(jī)制。

4.3測(cè)量不確定度的評(píng)估程序和方法應(yīng)符合GUM及其補(bǔ)充文件的規(guī)定。

4.4當(dāng)校準(zhǔn)證書或檢測(cè)報(bào)告中給出了符合性聲明時(shí)，在證書和報(bào)告中可以不報(bào)告測(cè)量不確定度。此時(shí)，校準(zhǔn)或檢測(cè)結(jié)果的測(cè)量不確定度在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部應(yīng)是可獲得的。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)確保在進(jìn)行符合性判定時(shí)，已經(jīng)充分考慮了測(cè)量不確定度對(duì)校準(zhǔn)或檢測(cè)結(jié)果符合性判定的影響。

5對(duì)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的要求

5.1校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)對(duì)其開展的全部校準(zhǔn)項(xiàng)目（參數(shù)）評(píng)估測(cè)量不確定度。

5.2校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該在校準(zhǔn)證書中報(bào)告測(cè)量不確定度和（或）給出對(duì)其計(jì)量規(guī)范或相應(yīng)條款的符合性聲明。

5.3一般情況下，校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)包括測(cè)量結(jié)果的數(shù)值 y 和其擴(kuò)展不確定度 U。在校準(zhǔn)證書中，校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)使用“‘y±U’+ y和U 的單位”或類似的表述方式；測(cè)量結(jié)果也可以使用列表，需要時(shí)，擴(kuò)展不確定度也可以用相對(duì)擴(kuò)展不確定度U / |y|的方式給出。

應(yīng)在校準(zhǔn)證書中注明不確定度的包含因子和包含概率，可以使用以下文字描述：

“本報(bào)告中給出的擴(kuò)展不確定度是由標(biāo)準(zhǔn)不確定度乘以包含概率約為95％時(shí)的包含因子k?！?/p>

【注】對(duì)于不對(duì)稱分布的不確定度，以及使用蒙特卡洛（分布傳遞）法確定的不確定度或使用對(duì)數(shù)單位表示的不確定度，可能需要使用 y±U 之外的方法表述。

5.4擴(kuò)展不確定度的數(shù)值應(yīng)不超過兩位有效數(shù)字，并且應(yīng)滿足以下要求：

a）最終報(bào)告的測(cè)量結(jié)果的末位，應(yīng)與擴(kuò)展不確定度的末位對(duì)齊；

b）應(yīng)根據(jù)通用的規(guī)則進(jìn)行數(shù)值修約，并符合GUM 第7章的規(guī)定。

【注】數(shù)值修約的詳細(xì)規(guī)定參見ISO 80000-1《量和單位-第1部分：總則》，或GB/T 8170《數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定》。

5.5在校準(zhǔn)證書中報(bào)告測(cè)量不確定度的來源時(shí)，應(yīng)包含校準(zhǔn)期間短期的不確定度分量和可以合理的歸為來源于客戶的被校設(shè)備的不確定度分量。一般情況下，不確定度應(yīng)包含評(píng)估CMC時(shí)相同的分量，除非評(píng)估的“現(xiàn)有的最佳儀器”的不確定度分量被客戶儀器的不確定度分量取代，因此，報(bào)告的不確定度往往比CMC大。隨機(jī)的不確定度分量實(shí)驗(yàn)室往往無法獲得，比如運(yùn)輸產(chǎn)生的不確定度，通?？梢圆话ㄔ诓淮_定度報(bào)告中，但是，假如實(shí)驗(yàn)室預(yù)計(jì)到這些不確定度分量將對(duì)客戶產(chǎn)生重要影響，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)根據(jù)ISO/IEC 17025中有關(guān)合同評(píng)審的要求通知客戶。

5.6獲認(rèn)可的校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室在證書中報(bào)告的測(cè)量不確定度，不得小于（優(yōu)于）認(rèn)可的CMC。

6對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品生產(chǎn)者的要求

6.1對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品生產(chǎn)者，其生產(chǎn)的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品應(yīng)按照ISO指南35評(píng)價(jià)不確定度并在相關(guān)文件中明示，而對(duì)于生產(chǎn)過程中涉及的校準(zhǔn)/檢測(cè)活動(dòng)的要求等同于相應(yīng)類型的實(shí)驗(yàn)室。

7對(duì)校準(zhǔn)和測(cè)量能力（CMC）的要求

7.1校準(zhǔn)和測(cè)量能力（CMC）是校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室在常規(guī)條件下能夠提供給客戶的校準(zhǔn)和測(cè)量的能力。其應(yīng)是在常規(guī)條件下的校準(zhǔn)中可獲得的最小的測(cè)量不確定度。應(yīng)特別注意當(dāng)被測(cè)量的值是一個(gè)范圍時(shí)，CMC通?？梢杂孟铝蟹椒ㄖ槐硎荆?/p>

a)CMC用整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)都有效的單一值表示；

b)CMC用范圍表示。此時(shí)，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)有適當(dāng)?shù)牟逯邓惴ㄒ越o出區(qū)間內(nèi)的值的測(cè)量不確定度。c)CMC用被測(cè)量值或參數(shù)的函數(shù)表示；

d)CMC用矩陣表示。此時(shí)，不確定度的值取決于被測(cè)量的值以及與其相關(guān)的其他參數(shù)；e)CMC用圖形表示。此時(shí)，每個(gè)數(shù)軸應(yīng)有足夠的分辨率，使得到的CMC至少有2位有效數(shù)字；

CMC不允許用開區(qū)間表示（例如“U

一般情況下，CMC應(yīng)該用包含概率約為95％的擴(kuò)展不確定度表示。CMC的單位應(yīng)當(dāng)始終與被測(cè)量一致，或者使用與被測(cè)量的單位相關(guān)的其他單位表示，比如用百分比表示。當(dāng)CMC的單位與被測(cè)量不一致時(shí)，應(yīng)給出必要的說明。

7.2當(dāng)CMC用7.1 b)的方式表示時(shí)，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)能夠證明其提供給客戶的測(cè)量不確定度被該CMC覆蓋。在一個(gè)CMC的覆蓋范圍內(nèi)，對(duì)某些特殊類型的校準(zhǔn)也應(yīng)該是有效的，因此，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)注意評(píng)估CMC時(shí)的“現(xiàn)有的最佳儀器”的性能。

a）重復(fù)性和復(fù)現(xiàn)性對(duì)不確定度合理的影響量，應(yīng)當(dāng)包含在CMC中。但是，因“現(xiàn)有的最佳儀器”自身的物理特性存在的缺陷而產(chǎn)生的不確定度分量，應(yīng)該對(duì)CMC不產(chǎn)生顯著影響；

b）對(duì)某些校準(zhǔn)，可能沒有“現(xiàn)有的最佳儀器”，或者來源自“現(xiàn)有的最佳儀器”的不確定度分量對(duì)CMC有顯著影響。如果來源于“現(xiàn)有的最佳儀器”的不確定度分量可以識(shí)別并區(qū)分出來的話，在計(jì)算CMC時(shí)可以不包括這些不確定度分量，但是，此時(shí)認(rèn)可范圍中應(yīng)當(dāng)注明這些不包括在CMC中的不確定度分量。

【注】“現(xiàn)有的最佳儀器”可理解為是對(duì)客戶有效的被校儀器，即使其具有特殊的性能（比如穩(wěn)定性）或經(jīng)過長期的校準(zhǔn)。

7.3對(duì)于醫(yī)學(xué)參考測(cè)量實(shí)驗(yàn)室，CMC及其覆蓋的不確定度通常應(yīng)包含測(cè)量程序（方法）相關(guān)的因素，比如特有的基質(zhì)效應(yīng)、干擾等。一般情況下，CMC及其覆蓋的不確定度可不包含因材料的不穩(wěn)定、不均勻引起的不確定度分量。CMC應(yīng)基于對(duì)特別穩(wěn)定、均勻樣品的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法的性能的分析。

【注】參考測(cè)量的不確定度與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)生產(chǎn)者提供的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不確定度是不同的，提供給有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的擴(kuò)展不確定度，一般情況下優(yōu)于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的參考測(cè)量提供的不確定度。這些不確定度均應(yīng)被CMC所覆蓋。

8對(duì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的要求

8.1 檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)制定與檢測(cè)工作特點(diǎn)相適應(yīng)的測(cè)量不確定度評(píng)估程序，并將其用于不同類型的檢測(cè)工作。

8.2檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)有能力對(duì)每一項(xiàng)有數(shù)值要求的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行測(cè)量不確定度評(píng)估。當(dāng)不確定度與檢測(cè)結(jié)果的有效性或應(yīng)用有關(guān)、或在用戶有要求時(shí)、或當(dāng)不確定度影響到對(duì)規(guī)范限度的符合性時(shí)、當(dāng)測(cè)試方法中有規(guī)定時(shí)和CNAS有要求時(shí)（如認(rèn)可準(zhǔn)則在特殊領(lǐng)域的應(yīng)用說明中有規(guī)定），檢測(cè)報(bào)告必須提供測(cè)量結(jié)果的不確定度。

8.3檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)于不同的檢測(cè)項(xiàng)目和檢測(cè)對(duì)象，可以采用不同的評(píng)估方法。

8.4檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室在采用新的檢測(cè)方法時(shí)，應(yīng)按照新方法重新評(píng)估測(cè)量不確定度。

8.5檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)所采用的非標(biāo)準(zhǔn)方法、實(shí)驗(yàn)室自己設(shè)計(jì)和研制的方法、超出預(yù)定使用范圍的標(biāo)準(zhǔn)方法以及經(jīng)過擴(kuò)展和修改的標(biāo)準(zhǔn)方法重新進(jìn)行確認(rèn)，其中應(yīng)包括對(duì)測(cè)量不確定度的評(píng)估。

8.6對(duì)于某些廣泛公認(rèn)的檢測(cè)方法，如果該方法規(guī)定了測(cè)量不確定度主要來源的極限值和計(jì)算結(jié)果的表示形式時(shí)，實(shí)驗(yàn)室只要按照該檢測(cè)方法的要求操作，并出具測(cè)量結(jié)果報(bào)告，即被認(rèn)為符合本要求。

8.7由于某些檢測(cè)方法的性質(zhì)，決定了無法從計(jì)量學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)角度對(duì)測(cè)量不確定度進(jìn)行有效而嚴(yán)格的評(píng)估，這時(shí)至少應(yīng)通過分析方法，列出各主要的不確定度分量，并做出合理的評(píng)估。同時(shí)應(yīng)確保測(cè)量結(jié)果的報(bào)告形式不會(huì)使客戶造成對(duì)所給測(cè)量不確定度的誤解。

8.8如果檢測(cè)結(jié)果不是用數(shù)值表示或者不是建立在數(shù)值基礎(chǔ)上（如合格/不合格，陰性/陽性，或基于視覺和觸覺等的定性檢測(cè)），則不要求對(duì)不確定度進(jìn)行評(píng)估，但鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)室在可能的情況下了解結(jié)果的可變性。

8.9檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)量不確定度評(píng)估所需的嚴(yán)密程度取決于：

a）檢測(cè)方法的要求；

b）用戶的要求；

c）用來確定是否符合某規(guī)范所依據(jù)的誤差限的寬窄。

第四篇：JJF 1135-2005_化學(xué)分析測(cè)量不確定度評(píng)定

JJF 1135-2005 化學(xué)分析測(cè)量不確定度評(píng)定

基本信息

【英文名稱】Evaluation of Uncertainty in Chemical Analysis Measurement 【標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)】現(xiàn)行 【全文語種】中文簡體 【發(fā)布日期】2005/9/5 【實(shí)施日期】2005/12/5 【修訂日期】2005/9/5 【中國標(biāo)準(zhǔn)分類號(hào)】暫無 【國際標(biāo)準(zhǔn)分類號(hào)】暫無

關(guān)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)

【代替標(biāo)準(zhǔn)】暫無 【被代替標(biāo)準(zhǔn)】暫無

【引用標(biāo)準(zhǔn)】JJF 1059-1999,JJF 1001-1998,JJF 1071-2000,EURACHEM/CITAC Guide Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement,ISO 5725

適用范圍&文摘

本規(guī)范適宜 和于所有準(zhǔn)確度要求的化學(xué)分析測(cè)量和從基礎(chǔ)研究到例行分析測(cè)量的各個(gè)領(lǐng)域。例如：

a)建立國家化學(xué)計(jì)量基、標(biāo)準(zhǔn)及國際比對(duì)；b)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制；c)化學(xué)測(cè)量方法的制定與評(píng)價(jià)、能力驗(yàn)證；d)化學(xué)分析儀器的檢定/校準(zhǔn)、型式評(píng)價(jià)；e)化學(xué)測(cè)量研究、開發(fā)和產(chǎn)品仲裁檢驗(yàn)；f)科研、生產(chǎn)中的質(zhì)量控制、質(zhì)量保證等

第五篇：測(cè)量不確定度評(píng)定的簡化應(yīng)用

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測(cè)量不確定度評(píng)定的簡化應(yīng)用

測(cè)量不確定度評(píng)定的簡化應(yīng)用

摘要：測(cè)量不確定度評(píng)定是計(jì)量專業(yè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，但由于應(yīng)用頻率低，要求高，因此一直是基層計(jì)量人員業(yè)務(wù)能力薄弱所在。由于測(cè)量不確定度評(píng)定方法復(fù)雜流程繁瑣，不易掌握，因此在評(píng)定工作中常出現(xiàn)原理性的錯(cuò)誤。本文對(duì)如何正確評(píng)定測(cè)量不確定以及評(píng)定方法提出了自己的觀點(diǎn)，同時(shí)指出了評(píng)定中的難點(diǎn)及其處理方法，同時(shí)用圖表的方式表示了評(píng)定的流程，對(duì)測(cè)量不確定度的應(yīng)用進(jìn)行了簡化。通過文章的介紹，希望能使更多的計(jì)量人員提升對(duì)測(cè)量不確定的認(rèn)識(shí)，并在實(shí)際工作中正確熟練地使用不確定度評(píng)定的方法。

關(guān)鍵詞：建標(biāo)、不確定度，測(cè)量評(píng)定

中圖分類號(hào)： P207+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1引言：

由于混淆了不確定度和誤差的關(guān)系，使評(píng)定出來的不確定度結(jié)果與真實(shí)值相差過大，不能正確的對(duì)測(cè)量儀器做符合性判定。評(píng)定的過程中引入過多的影響較小的不確定度分量，評(píng)定流程不明確讓整個(gè)評(píng)定過程變得復(fù)雜。

概述：

我國JJF-1999規(guī)范《測(cè)量不確定度評(píng)定和表示》和國際規(guī)范《測(cè)量不確定度表示指南》中，對(duì)“測(cè)量不確定度”做出如下定義：表征合理地賦予被測(cè)量之值的分散性，與測(cè)量結(jié)果相關(guān)系的參數(shù)。是在統(tǒng)計(jì)狀態(tài)下進(jìn)行的測(cè)量，確定由隨機(jī)誤差引起的測(cè)量結(jié)果可能出現(xiàn)的區(qū)間。

測(cè)量不確定度評(píng)定應(yīng)用的范圍很廣，對(duì)于不同的領(lǐng)域，測(cè)量不確定度評(píng)定的原理和步驟是相同的。圖1是用流程圖的方式表示測(cè)量不確定度評(píng)定步驟。

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文章通過對(duì)數(shù)字多用表誤差的不確定進(jìn)行評(píng)定，以實(shí)例的方式對(duì)不確定度評(píng)定中的難點(diǎn)進(jìn)行了分析和解釋。

圖1

測(cè)量不確定度來源分析

在對(duì)不確定度分析與評(píng)定時(shí)，明確不確定度來源，才能有效減少測(cè)量不確定度的分量，簡化不確定度測(cè)量的工作程序，提高不確定度測(cè)量的工作效率。在數(shù)字多用表不確定度評(píng)定中，不確定來源主要考慮幾個(gè)方面：

被測(cè)裝置測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；

標(biāo)準(zhǔn)表的示值最大允許誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；

標(biāo)準(zhǔn)表的校準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；

被測(cè)直流電壓表（裝置）分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；

2.1 建立數(shù)學(xué)模型

為了提高不確定度測(cè)量的準(zhǔn)確性，要建立相適應(yīng)的評(píng)定模型，利用模型公式計(jì)算來減少測(cè)量不確定度的分量，提高合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

通常建標(biāo)技術(shù)報(bào)告中的數(shù)學(xué)模型就是檢定規(guī)程中的誤差計(jì)算公式，根據(jù)所評(píng)定內(nèi)容將各種不確定度分量帶入公式中。評(píng)定數(shù)字多用表不確定度,采用的數(shù)學(xué)模型為:

△V=Vx-VN

式中：Vx----被測(cè)裝置的示值；

VN----直流標(biāo)準(zhǔn)電壓表的示值；

△V---數(shù)表誤差。

2.2各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

不確定度通常由多個(gè)分量組成，對(duì)每一分量都要求評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度。評(píng)定方法分為A、B兩大類。A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定是用對(duì)觀

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測(cè)列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差表征。B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定則用不同于A類的其他方法求的，以估計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的合成稱為合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

2.4不確定度的A類評(píng)定：

標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A類評(píng)定是對(duì)一個(gè)被測(cè)量在重復(fù)性條件下重復(fù)測(cè)量了n次（n≥10），得到n個(gè)觀測(cè)結(jié)果 ,根據(jù)貝塞爾公式s(x)=，求的標(biāo)準(zhǔn)偏差。如果觀測(cè)列數(shù)據(jù)出現(xiàn)一些明顯偏離正常值的數(shù)據(jù)時(shí)，可依據(jù)拉依達(dá)準(zhǔn)則剔除。

在重復(fù)性條件下對(duì)數(shù)字多用表150V測(cè)點(diǎn)重復(fù)測(cè)量十次，根據(jù)貝塞爾公式求的標(biāo)準(zhǔn)偏差，s(x)==8.60×10-4

自由度x=18

2.5不確定度B類評(píng)定：

B類不確定度是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和資料及假設(shè)的概率分布估計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)偏差表征，含有主觀鑒別的成分。一般情況下取均勻分布，其標(biāo)準(zhǔn)偏差估算公式：

σ(x)=ɑ/√3…公式1

通過說明書等資料查的數(shù)表的固有指標(biāo)，根據(jù)公式1求的數(shù)表各不確定度分量

3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定UC用標(biāo)準(zhǔn)偏差給出，按《JJF1001》定義：當(dāng)測(cè)量結(jié)果是由若干個(gè)其他量的值求得時(shí)，按其他各量的方差和協(xié)方差算得標(biāo)準(zhǔn)不確定度。當(dāng)測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度由若干標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量構(gòu)成時(shí)，按方和根得到的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

得到各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)不確定分量Ui后，需要將各個(gè)分量合成得到被測(cè)量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度UC。

各不確定度分量匯總及相對(duì)擴(kuò)展不確定度計(jì)算電子表格

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合成前必須確保所有的不確定度分量均用標(biāo)準(zhǔn)不確定度表示，如果存在其他形式表示的分量，則必須將其換算成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

在進(jìn)行測(cè)量不確定度評(píng)定時(shí)應(yīng)盡可能避免各分量之間的相關(guān)性或者減弱相關(guān)性產(chǎn)生的作用。

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc的計(jì)算

檢定裝置檢定/校準(zhǔn)直流電壓表的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度各輸入量估計(jì)值彼此不相關(guān)，合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度＝0.00105V 自由度的確定

各輸入分量合成后的自由度稱為有效自由度νeff，可按韋爾其一薩特思韋特公式計(jì)算:

…公式2

前面我們已經(jīng)求出每一個(gè)輸人分量的自由度νi，根據(jù)公式2求的eff =33.00

5擴(kuò)展不確定度的合成

擴(kuò)展不確定度是確定測(cè)量結(jié)果區(qū)間的量，合理賦予被測(cè)量之值分布的大部分可望含于此區(qū)間。擴(kuò)展不確定度是由合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的倍數(shù)表示的測(cè)量不確定度。通常用符號(hào)U表示：

U = k(95)UC,-----------（6）

是合成標(biāo)準(zhǔn)不確定

k 是包含因子，這里 k值一般為2，有時(shí)為3。取決于被測(cè)量的重要性、效益和風(fēng)險(xiǎn)。擴(kuò)展不確定度是測(cè)量結(jié)果的取值區(qū)間的半寬度，可期望該區(qū)間包含了被測(cè)量之值分布的大部分。而測(cè)量結(jié)果的取值區(qū)間在被測(cè)量值概率分布中所包含的百分?jǐn)?shù)，被稱為該區(qū)間的置信概率、置信水準(zhǔn)或置信水平，用 表示。這時(shí)擴(kuò)展不確定度用符號(hào)表示，它給出了區(qū)間能包含被測(cè)量的可能值的大部分（比如95%或99%）。

擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

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檢定裝置檢定/校準(zhǔn)交流電壓表的擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

取置信概率p=95%，由=33，查《JJF1059一1999》附錄A即可得到對(duì)應(yīng)于擴(kuò)展不確定度的包含因子k(95)=2.03

U95=k95×uc=0.0021（V）

不確定度報(bào)告

檢定0.05級(jí)直流電壓表(裝置)150V點(diǎn)示值誤差測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為：U95=0.0021V , eff=33。相對(duì)擴(kuò)展不確定度為：U95rel =0.0014%，eff=33。結(jié)論：

本文以實(shí)例的方式解決了基層計(jì)量人員計(jì)量不確定度評(píng)定時(shí)出現(xiàn)的原理性錯(cuò)誤。通過本文能正確掌握A、B類評(píng)定的區(qū)別，能快速熟悉整個(gè)不確定度評(píng)定流程以及注意事項(xiàng)，在實(shí)際工作中準(zhǔn)確地運(yùn)用測(cè)量不確定度來促進(jìn)計(jì)量檢定工作的分析與評(píng)定。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 劉天懷，自由度估算若干問題探討《中國計(jì)量》 2001.9

[3] 李維明，測(cè)量不確定度自由度的評(píng)定方法及一般取值范圍的探討《Industrial Measurement》2007

[4]沈渭奎、余建平、楊華，測(cè)量不確定度在計(jì)量檢定中的簡化應(yīng)用《中國計(jì)量》2012.3

[5] 江繼延、郭海生、孫朝斌，數(shù)字電感測(cè)量儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量不確度來源分析 2012.2

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