四等量塊中心長度的測量值的不確定度分析

石桂花

文章編號：2095-6835（2016）13-0108-01

摘 要：根據科學檢測的結果，對四等量塊中心長度測量值的不確定度進行了分析和研究，以期對量塊的工作有所幫助。測量不確定度是目前對誤差分析的最新理解和闡述，關于四等量塊中心長度的測量不確定度的分析是為了保證測量結果的可信度，也是對測量結果的定量表示。

關鍵詞：不確定度；評定分析；誤差；合成標準

中圖分類號：TH711.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.13.108

隨著量塊中心長度測量值的不確定度的發展，測量不確定度的評定分析成為了檢測中必不可少的內容。

1 測量依據

根據《量塊檢定規程》（JJG146），測量過程中對應的測量標準長度的儀器值調為0，因此，測得的被測量塊和標準量塊的長度差值為1，與標準量塊的中心長度的實際值為a，測量塊中心長度的實測結果為t，其計算公式為：

a=t+1. （1）

2 不確定度的概念區別

2.1 不確定度與誤差的區別

測量人員一直在尋求合適的專業詞匯來表達較為可靠的測量值。以往，人們常用偶然誤差來表示此概念，但這樣表達很不確切，所以，又有人用隨機誤差代替了偶然誤差，但這些表達可靠的測量值仍常非常模糊。如果不確定度為1%，則數據的精確度較高，因此，目前通常用隨機不確定度和系統性的不確定度來表達誤差。由此可見，測量的不確定度與誤差是完全不同的概念。

2.2 測量不確定度與標準不確定度的區別

我們賦予了被測量值一定的分散性。通常情況下，與測量結果有聯系的參數為測量的不確定度，其與測量結果聯系密切，可體現測量結果的分散性。在測量過程中用到的一些參數應該包括測量不確定度，其通常用標準偏差來表示，稱為標準不確定度。

2.3 合成標準不確定度

測量結果是由其他量的值計算出來的，比如，通過其他量的值的方差或協方差計算出的標準不確定度稱為合成標準不確定度，其測量和計算結果均為估計值。合成標準不確定度仍然屬于標準偏差，可體現測量結果的分散性。在合成的方法中，我們應確定不確定傳播率，合成標準不確定度的自由度體現了評定的可靠程度。

3 量塊不確定度的來源和分析

輸入量的標準不確定來源是由多個不確定度分項構成的：①顯示值和讀數的誤差。②正常情況下的不確定性。③量塊變動引起的變動量。標準量塊測量的誤差偏移會導致結果具有不確定性。④量塊變動存在的情況下，如果被測量塊的測點偏移，則會出現標準不確定的情況。⑤標準情況下，量塊與被測量塊的膨脹系數差。⑥過濾光片中心的波長測量不確定性會對標準不確定度造成影響。綜上所述，這6項不確定度的分析中，前四項結果是通過連續測量得到測量值的，即采用了獨特的測量和評定方法，所以，評定結果具有一定的實踐性；第五項和第六項的結果是根據項目的規程要求和周圍環境的條件而采用的另一種分析方法，評定結果分別用字母表示。經勘測人員對上述結果的調查，因第六項產生的不確定性的標準值為1.2 nm，可忽略不計。

4 測量不確定度的影響

4.1 對測量能力的衡量

通常情況下，測量結果的合格與否是通過測量誤差來評測的，但測量誤差只能用來體現短期評定結果。測量過程是否持續、測量值和測量結果是否能保持穩定、測量的能力是否符合整個規程的要求等都是評估中的重要因素，因此，我們需要用測量的不確定度來衡量。如果不確定度越大，則表示我們的測量能力越差；如果我們的測量能力比較強，則無論測量的不確定值是多少都應包括真值，否則，測量就是失敗。

4.2 不確定度對測量結果的意義

測量結果的可用性主要取決于不確定度的數值，因此，用測量結果表述出該值相關的不確定度才是有意義的。合理賦予被測量值分散性和測量結果的相關系數影響著測量結果的可信性、有效性。由于測量規程中存在缺陷等，我們的測量一般均具有分散性，每次測量的結果不是同一個值，但有一定的概率會分散某個區域的多個值，而客觀存在的誤差是相對確定的，但難以掌握。量塊中心的不確定度理論的發展，使人們開始采用四等量塊中心長度的測量值的不確定度評定方法分析測量結果和不確定度。

4.3 認識過程

在量塊中心長度的測量值的不確定度的發展歷程中，從傳統意義上講，其是被測量真值及其所處范圍中的一個估量值參數。以往，人們會依據測量結果給出測量估計值的誤差度量。而從另一個角度看，這是不確定度發展和演變的過程，涉及到了測量真值和誤差兩個理想化和理論上的概念變化（難以測量的未知量），我們可以操作的是定義上結果的變化，即被測量值的分散性。在20世紀六七十年代，世界上就有許多計量學者意識到如果使用不確定度代替以往的誤差，將會使此類計算更加科學。從此以后，不確定度的術語在測量領域被廣泛使用。1978年，國際計量局編寫了《實驗建議書》；1993年，《測量不確定度表示指南》得到了近7個國際組織的認可，成為了測量界重要的參考文獻；基于上述基礎，我國在1999年發布了測量不確定度計量技術的規范。

5 結束語

四等量塊中心長度的測量值的不確定度是能體現分散性的參數，測量結果反映了人們對測量值準確性方面的認識不足，即忽略了系統誤差，導致測量結果仍屬于估計值。這是因為不僅在測量過程中會隨機產生不確定度，且不完善的系統誤差修正也會產生不確定度。當被測儀器的重復性較好，測量過程被合理控制時，兩級的測量值差異可能相差無幾。這樣能在很大程度上減少測量過程中的精度損失，確保四等量塊中心長度的測量值更加合理。

參考文獻

[1]趙春生.測量不確定度的理論與實踐研究[D].長春：長春理工大學，2007.

[2]劉宇杰.四等量塊中心長度的測量值的不確定度分析[J].計量與測試技術，2015（07）.

〔編輯：張思楠〕