為了幫助考生順利通過2013年質(zhì)量工程師考試，小編特編輯整理了2013年質(zhì)量工程師考試科目《初級相關(guān)知識》測量誤差和測量不確定度知識點，希望在2013年初級質(zhì)量工程師考試中，助您一臂之力！
在量值傳遞與溯源過程中，數(shù)據(jù)處理是一個關(guān)鍵步驟。人們在使用誤差理論的過程中，又發(fā)展出了不確定度概念，如何正確使用這兩個概念，是基層計量人員需要解決的問題。
一、測量誤差和測量不確定度的概念
(一)國家技術(shù)規(guī)范(JJG1027-91)關(guān)于測量誤差的定義
測量誤差是指測量結(jié)果與被測量真值之差。它既可用絕對誤差表示，也可以用相對誤差表示。按其出現(xiàn)的特點，可分為系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗大誤差。
根據(jù)定義，在實際使用中的測量誤差Δ等于測量儀器的示值減對應(yīng)的輸入量之真值(或約定真值)XS，即Δ=X-XS。測量誤差通?？煞譃橄到y(tǒng)誤差和隨機誤差兩類。誤差是客觀存在的，由于在絕大多數(shù)情況下，真值不能確定，所以真誤差也無法知道。我們只是在特定條件下尋求的真值近似值，并稱之為約定真值。但這個約定值也僅僅是相對于某一特定條件而言，所以人們針對真值的不確定，提出了不確定度這一概念。
(二)國家技術(shù)規(guī)范(JF1059-1999)關(guān)于測量不確定度的定義
表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。它按某一置信概率給出真值可能落入的區(qū)間。此參數(shù)可以是標準差或其倍數(shù)，或說明了置信水準的區(qū)間的半寬度，其值恒為正。不確定度用來表征被測量的真值所處量值范圍，但它不是具體的真誤差，它只是以參數(shù)形式定量表示了對同一量多次測量結(jié)果可能所處的范圍。不確定度按其獲得方法分為A、B兩類評定分量，A類評定分量是用統(tǒng)計方法確定的分量;B類評定分量是用非統(tǒng)計方法確定的分量。
二、測量誤差和測量不確定度的聯(lián)系和區(qū)別
(一)測量不確定度是誤差理論的發(fā)展
誤差分析是測量不確定度評定的理論基礎(chǔ)，誤差和不確定度雖然定義不同，但兩者他們有著密切的聯(lián)系。在不確定度B類評定時，更是離不開誤差理論所得出的結(jié)果，如數(shù)據(jù)修約帶來的誤差、標準表帶來的誤差等，不確定度的概念是誤差理論的應(yīng)用和拓展。
(二)誤差和測量不確定度的具體區(qū)別(見下表)
(三)測量不確定度的局限性
測量不確定度作為誤差理論的發(fā)展，自身也存在著缺陷。從定義中分析，不確定度是用來“表征合理地賦予被測量之值的分散性”，也就是說不確定度表示的區(qū)間代表了對某個量的多次測量處于其間的概率，這與誤差理論中的隨機誤差有相似之處，相當于是對隨機誤差概念的擴展，是對隨機誤差的范圍做出具體界定。不確定度定義中的第二句“與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)”，表示單獨使用不確定度是沒有意義的，必須和測量結(jié)果同時出現(xiàn)，反映出的是測量結(jié)果的精密度。
三、計量標準考核(復(fù)查)申請書中的最大允許誤差和測量不確定度
在計量標準考核(復(fù)查)申請書的第3頁表格中有一欄為“不確定度或準確度等級或最大允許誤差”，也就是表示此三個量為并列關(guān)系。但不確定度和允許誤差無論是從概念上，還是表示的方式上都有極大的不同。
1.不確定度表示的是測量結(jié)果按照某一給定的概率處于某一區(qū)間可能，并有超出該區(qū)間的可能性，而允許誤差對測量結(jié)果的要求是絕對不能超過某一區(qū)間，否則就被判不合格。
2.最大允許誤差用符號MPE表示，其數(shù)值一般應(yīng)帶“±”號。例如可寫成“MPE：±0.1”。當填寫不確定度時，應(yīng)使用擴展不確定度來表示?？蓪懗?ldquo;U=0.1%(k=2)”。
3.當同一臺裝置在復(fù)現(xiàn)性條件下，讓兩個人進行申請書填寫，上述欄目中如果按照最大允許誤差來填寫，兩個人的選擇有相同的結(jié)果，如果按照不確定度來填寫，結(jié)果會有不同。這是因為對最大允許誤差的要求是一致的，而對不確定度的評定有很大的隨機性。這是因為評定者對不確定度分量的來源理解不同，對各分量的取舍要求不一致，從而造成合成不確定度不同。即使是合成不確定度相同，當評定者對置信概率的要求不一致時，也會造成擴展不確定度的不同。
四、測量同一量時出現(xiàn)兩個不同區(qū)間的不確定度
選用一只經(jīng)檢定合格的量限為150V、0.5級指針式儀表，其擴展不確定度是U=0.75V(k=3)，當用該表測量140V電壓(采用恒壓源，誤差忽略不計)時，上升時測得140V為139.9V，下降時測得140V為139.5V，存在0.4V的變差。此時測量140V出現(xiàn)的不確定度區(qū)間為138.75V～140.65V，落差值為2.1V，大于正負誤差的極限差值1.5V。如下圖所示：
由上圖可知，在對同一量的測試過程中無論是上升或下降，按照不確定度的概率區(qū)間，測量值出現(xiàn)在139.25V以下時也是可以接受的。按照誤差理論，用該表測量140V時是不會出現(xiàn)在139.25V以下的。
五、實際工作中測量誤差和測量不確定度的應(yīng)用范圍
1.由于測量誤差概念簡單，使用方便，在基層單位得到廣泛應(yīng)用。無論是絕對誤差，還是相對誤差、引用誤差，都被計量人員所熟知。一般的計量裝置和工作表計，在說明書中看到的都是以測量準確度(accuracy of measurement)來界定其測試性能，很少有采用不確定度(uncertainty)或擴展不確定度(expanded uncertainty)來界定的。
2.測量不確定度由于其給定的量是用來衡量測量值的所處區(qū)間，而不是用來判斷被檢表或測量值是否合格，所以在日常工作中較少使用。
六、重復(fù)性實驗對不確定度的影響
1.計量標準的重復(fù)性是指在相同測量條件下，重復(fù)測量同一個被測量，計量標準提供相近示值的能力。重復(fù)性測量通常都是作為A類不確定度來源，因此在進行不確定度評定時，應(yīng)考慮測量中被檢定對象對測量結(jié)果的影響。
2.《計量標準考核規(guī)范實施指南》(JJF1033-2008)中規(guī)定“測量對象應(yīng)為常規(guī)的被檢定計量器具，而不是本身重復(fù)性和穩(wěn)定性都是最佳的被檢定計量器具，這樣評定的不確定度可以用于大多數(shù)的檢定結(jié)果”。
3.根據(jù)考核指南的規(guī)定，計量人員進行電能表標準裝置的評定過程中，由于測量對象的重復(fù)性能不好，造成A類不確定度偏離，從而引入新的不確定度，增加B類不確定度來源。
七、結(jié)論
根據(jù)以上分析，測量誤差由于真值的不確定，所得誤差包含不確定因素。測量不確定度雖然是誤差理論的發(fā)展，但對其如何正確理解和使用還需要一個過程。在供電公司的計量檢定中，我們需要知道的是被測量不能超過某一區(qū)間而不是處于某一區(qū)間，所以，測量誤差這一概念可能更適合我們的日常工作。
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