测量不确定度是表征合理赋予被测量值的分散性的参数,与测量结果相联系,用于量化说明测量结果的质量。其核心定义和要点如下:
一、基本定义
测量不确定度(uncertainty of measurement)是指“根据用到的信息,表征赋予被测量值分散性的非负参数”。它反映了测量结果的可信程度,即对测量值真实性的怀疑程度或不肯定程度。
二、与测量误差的区别
测量误差:指实际测量值与真值之间的差异,是可避免的误差;
测量不确定度:是不可避免的,用于描述测量结果的分散性,而非绝对误差。
三、核心作用
量化测量结果质量:
通过标准偏差或置信区间表示,反映测量结果的可靠性;
符合国际标准:
与ISO 8001等国际规范接轨,是现代质量管理的核心要素;
支持决策:
为实验设计、结果评估及结果报告提供依据。
四、主要分量
分为A类(随机效应)和B类(系统效应):
A类不确定度:基于测量值的统计分布(如标准偏差)评定;
B类不确定度:基于经验或先验信息(如概率密度函数)评定。
五、表示方法
标准偏差形式:
常用标准偏差(如u)或其倍数表示;
置信区间:
以半宽度形式表示,如$[x - k\cdot u, x + k\cdot u]$(k为包含因子);
合成不确定度:
通过A类和B类分量合成计算。
六、历史概念演变
传统定义强调“被测量真值的范围估计”或“可能误差的度量”,但现定义更注重与测量结果的关联性,避免依赖理想化的真值和误差概念。
综上,测量不确定度是现代测量学中不可或缺的量化工具,贯穿于实验设计、数据分析和结果验证的全过程。