质量专业相关知识辅导：测量不确定度来源

二胡

测量过程中有许多引起测量不确定度的来源，它们可能来自以下十个方面：　　1．对被测量的定义不完整或不完善
　　例如：定义被测量是一根标称值为1m的钢棒的长度，若要求测准到微米级，则被测量的定义就不够完整，因为此时被测钢棒受温度和压力的影响已较明显，而这些条件没有在定义中说明。由于定义的不完整，将使测量结果中引入温度和压力影响的不确定度。这时，完整的定义应是：标称值为1m的钢棒在25．0℃和101 325Pa时的长度。若在定义要求的温度和压力下测量，就可避免由此引起的不确定度。
　　2．实现被测量定义的方法不理想
　　如上例，被测量的定义虽然完整，但由于测量时温度和压力实际上达不到定义的要求（包括由于温度和压力的测量本身存在不确定度），使测量结果中引入了不确定度。
　　3．取样的代表性不够，即被测量的样本不能代表所定义的被测量
　　例如：测量某种介质材料在给定频率下的相对介质常数，由于测量方法和测量设备的限制，只能取这种材料的一部分作为样块进行测量。如果测量所用的样块在材料的成分或均匀性方面不能完全代表定义的被测量，则样块将引起不确定度。
　　4．对被测量过程受环境影响的认识不周全，或对环境条件的测量与控制不完善。文章来源：www.6sq.net
　　同样以上述钢棒为例，不仅温度和压力影响其长度，实际上，湿度和钢棒的支撑方式都有明显影响。但由于认识不足，没有采取措施，就会引起不确定度。
　　5．对模拟仪器的读数存在人为偏差（偏移）
　　模拟式仪器在读取其示值时，一般是估读到最小分度值的1/10.由于观测者的位置和观测者个人习惯不同等原因，可能对同一状态下的显示值会有不同的估读值，这种差异将产生不确定度。
　　6．测量仪器的分辨力或鉴别力不够
　　数字式测量仪器的不确定度来源之一，是其指示装置的分辨力。即使指示为理想重复，这种重复性所贡献的测量不确定度仍然不为零，这是因为，当输入信号在一个已知的区间内变动时，该仪器却给出了同样的指示。
　　7．赋予测量标准和标准物质的值不准
　　通常的测量是通过被测量与测量标准的给定值进行比较实现的，因此，该测量标准的不确定度将直接引入测量结果。例如：用天平测量时，测得质量的不确定度中包括了标准砝码的不确定度。
　　8．用于数据计算的常量和其他参量不准
　　例如：在测量黄铜的长度随温度变化时，要用到黄铜的线热膨胀系数。查有关数据手册可以找到所需的值，与此同时，也可从手册上查出或计算出该值的不确定度，它同样是测量结果不确定度的一个来源。
　　9．测量方法和测量程序的近似性和假定性
　　例如：被测量表达式的近似程度，自动测试程序的迭代程度，电测量中由于测量系统不完善引起的绝缘漏电、热电势、引线电阻上的压降等，均会引起不确定度。
　　10．在表面上看来完全相同的条件下，被测量重复观测值的变化
　　在实际工作中我们经常发现，无论怎样控制环境条件以及各类对测量结果可能产生影响的因素，而最终的测量结果总会存在一定的分散性，即多次测量的结果并不完全相同。这种现象是一种客观存在，是由一些随机效应造成的。
　　上述不确定度的来源不一定是独立的，例如，第10项可能与前面各项都有关。
　　测量准确度和精密度
　　（一）测量准确度（Accuracy）
　　通过测量所得到的赋予被测量的值，称为测量结果。而真值是与被测量定义一致的值。测量准确度是指测量结果与被测量真值之间的一致程度。
　　通常认为，测量准确度是一个定性的概念，不宜将其定量化。与被测量定义一致的真值，实质上就是被测量本身，它是一个理想化的概念，难于操作，所以，准确度的值无法准确地给出。换言之，我们可以说准确度高低、准确度等级或准确度符合××标准等，而不宜将准确度与数字直接相连，例如：准确度为025%、16mg或±16mg等。
　　在实际工作中，有些情况下约定真值的含义是明确的，例如：当测量仪器接受高等级的测量标准对其进行检定或校准时，该测量标准器所复现的量值即为约定真值，这时，测量准确度可以用测量结果对约定真值的偏移来估计。
　　（二）测量精密度（PrEcision）
　　测量精密度是指在规定条件下获得的各个独立观测值之间的一致程度。不要用术语精密度来表示准确度，因为前者仅反映分散性，即指随机效应所致的测量结果的不可重复性或不可再现性；
　　而后者则是指在随机效应和系统效应的综合作用下，测量结果与真值的不一致。