测量不确定度评定的研究进展与展望

潘丽

（黑龙江省垦区质量技术监督检验检测中心，哈尔滨150090）

测量不确定度评定的研究进展与展望

潘丽

（黑龙江省垦区质量技术监督检验检测中心，哈尔滨150090）

对不确定度进行测量已经成为了一项重要的数据衡量指标，很多国家都认为，测量的结果如没有带不确定度的话，是没有任何实际意义的测量数据。现在大多数国家都存有自己的不确定度模型，用于进行评定。本文主要对目前行业主流的模型进行评定、讨论和研究。

不确定度；评定模型；测量精度

1 基本理论概述

1.1 误差理论

有关误差理论的研究，前前后后已经持续了200多年的时间，大体上可以将之概括成为“经典误差理论”和“现代误差理论”这两大阶段。前者实际上只是提出了误差的概念，并以传统统计学的知识作为前提，可以将其理解为仅限在以一种随机的误差作为对象的数据处理方法。与之相对应的现代误差理论则是以一种将传统与现代理论巧妙结合，进一步分解出了有关误差的可分性理论研究，又进一步把误差划分成随机的误差、系统产生的误差，最后系统地得出一系列具体的解决方案。

1.2 不确定度概念

为了能够避免不必要的麻烦，即使用误差这一概念来进行表示，实际上的测量结果会引发很多问题，这也使得国际上众多行业学者纷纷以“不确定度”这一概念，来替代误差进行表示，据此还研究出了几个具体进行测量的评定模型，依照国际官方的定义，所谓的测量不确定度，指的是当我们需要确定一个测量结果存在的不确定程度时，采用的一个适当的标准度量。

2 基本讨论

2.1 关于不确定度评定模型的选择

目前来看，现有的众多模型都有着其各自的优势劣势，因此在进行具体的测评时需要选择最为合适的模型进行评定。现阶段来说，虽然《GUM》还只是被作为指南性的文件，而并非作为统一适用的行业标准，但不得不承认，经由多达七个国际组织联合提出的《GUM》现在已经开始被一部分国家承认了，这也说明了对不确定度进行统一测量已经是整体趋势了。我国的情况则比较特殊，因一直以来我们在相关领域都算自成一派，基本认定书中都有着很大的不一致。我国国家技术监督局曾经明确表示过，要以《GUM》作为测量的基本依据，将不确定度的相关概念、表示符号及评定方法进行统一，所以，在我国优先采用《GUM》为模型已经成为了基本共识。

2.2 关于根据不同的应用要求报告不确定度

如果我们想要依照《GUM》的要求来进行相关数据的测量工作时，这个测量理论上应涵盖众多部分，当然一个优质的报告测量一定需要有关其不确定指数所采用基本方法的介绍，对于这一点，领域内通常认定，一个报告的过程应做到尽可能简短，要尽可能地满足整体应用的需要，基于此，我们就必须按照各种需要来测量有关的不确定度。当然对于那种具体要求更高的科学性测试，它的报告过程就更要严丝合缝地依照《GUM》具体要求来进行。对于像一些特殊性质的，有着中高等要求的特殊报告，这样的论述就必须涵盖被测量的最佳估计，还要包含有关有效自由度的计量。当然如果只是一些像车间测量这样的较低要求的测试，只需要较合理地对其测量结果进行有效的数字位数控制。

2.3 关于动态测量不确定度评定方法的研究

如果和静态测量的方法比较，考虑到一个动态测量中存在的时变性、随机性、相关性等特性，再加上测量系统自身就是一个动态的结构，这就使得对动态测量不确定度的评定更为复杂，导致的直接结果就是动态测量出的不确定数字不可能仅仅是一个具体单一的数值，而一定会是一个随着时间变化的变量。目前各种评定模型存在的问题就是，它们大都巧妙地规避了有关动态测量的不确定度的评定问题，而事实上这个评定的范围在整个测量的权重中相当重要，因此到底如何对这种情况进行评定是一个值得深入研究的问题。

3 研究展望

有关上述问题的展望，可以由很多方面构成。可是由于现在各种不确定度的评定方法里已经用了大量的近似公式，这些公式当然都有着属于自己的适用条件。具体使用时，有关评定者只会依据自己的判断来选择该用哪个公式，这导致的直接后果就是所求出的度数值有产生偏离真正数值的可能。因此，如果想要保证所求得的数值和度数满足一定精准的要求，就必须全力展开有关不确定度的检验的工作。另一方面，考虑到现阶段存在的评定方法，是建立在常规统计方法的基础之上，这种设定就已经隐含其基本的适用条件，即会要求各次测量中间保存有基本的独立性。特别是如果这种测量的基础数据太少，或者直接因为测量数据分布得太隐晦，那么这样的评定方法一定是不可靠的。这么说的原因在于在相当多的实际测量中，由于实验成本方面的相关限制，就已经在理论上不可能保证这类实验条件的一致性了，更别说要获得大量的实验数据。通常这种时候，我们需要做的就是将不确定度评定的方法建立在非统计方法之上进行研究。在这个方面，已经有很多学者开始了类似的报告性研究，甚至已经能够提出标准不确定度的灰色以及模糊评定模型。

4 结语

有关不确定度的研究，已经在国内外的取得了相当大的研究成果，我们可以发现，测量不确定度这一步骤，已然成功将误差理论扩充，成为定量描述测量结果、质量的一项基本指标。加之已经由ISO等众多国际组织共同提出的《测量不确定度表述导则》，事实上已经成功为各国各地所接受，国内外也陆续有大量的相关文献出现，再加上我们正在研究之中的几种有关不确定度的评定模型，整体来看，我国相关领域的看法正在稳步与国际标准和精度同轨。

［1］张素玲.学习《测量不确定度评定与表示》的体会［J］.中国计量，2001，（09）：78-79.

［2］李慎安.测量不确定度问题讨论之一［J］.中国计量，2001，（10）：136-137.

Research Progress and Prospect of Measurement Uncertainty Evaluation

PANLi
(Heilongjiangprovince Reclamation Area Qualityand Technical Supervision Inspection Center,Harbin 150090,China)

It has become an important indextomeasure the uncertainty.Manycountries believe that the result ofthe measurement is that there is no real meaning of the measurement data if there is no uncertainty.Now most countries have their own uncertainty model for evaluation.In this paper,the current industry mainstreammodels are evaluated,discussed and studied.

Uncertainty;Evaluation model;Measurement accuracy

TB9

A

1674-8646（2015）08-0066-01

2015-05-11