測量不確定度出與測量誤差的區別與應用

昌暉儀表分享測量不確定的意義、起源和發展，并從七個方面對比測量不確定度與測量誤差的區別，方便大家在測量領域中正確應用測量不確定度評定。

1、測量不確定度的起源與發展
不確定度(uncertainty)一詞起源于1927年德國物理學家Heisenberg在量子力學中提出的不確定度關系，又稱測不準關系。

1962年，美國國家標準局(NBS)的Youden首先在計量校準系統中提出定量表示不確定度的建議。

1980年，國際計量局(BIPM)召集和成立了不確定度表示工作組并起草了INC-1(1980)。其后國際不確定度工作組經多年討論和醞釀于

1993年制定了《測量不確定度表示指南》GUM93，GUM93于1995年修訂后二版。其后，Eurachem/CITAC頒布了基于GUM的化學量測領域不確定度評定指南。

我國于1999年制定了中華人民共和國計量技術規范JJF 1059-1999《測量不確定度評定與表示》，于2012年發布JJF 1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》和JJF 1059.2-2012《用蒙特卡洛法評定測量不確定度》。后又發布中華人民共和國國家標準GB/T 27418-2017《測量不確定度評定和表示》和GB/T 27419-2018《測量不確定度評定和表示補充文件1基于蒙特卡洛方法的分布傳播》。

2、測量不確定度的意義
測量不確定度是經典的誤差理論發展的產物，目的是為了澄清一些模糊的概念和便于實際使用。

由于測量的不完善，通過測量不可能得到真值(即被測量的定義值)，由測量獲得的值僅是被測量的估計值，被測量的估計值是一個統計量，具有概率分布屬性，測量不確定度是該分布的表示分散性的參數。被測量的估計值與被測量的真值之差就是測量的系統誤差，由于真值無法準確知道，也就得不到測量誤差的準確的值，用參考量值代替真值時，可以獲得測量誤差的估計值，用它可以對測量結果進行修正。

過去很長一段時間內，在給出測量結果的誤差時，往往是根據誤差分析給出一個測得值不能確定的范圍，有時又把這個范圍稱為準確度，其實這是與定義不一致的。在以往的誤差分析時，要區分系統誤差和隨機誤差，并將這兩種不同性質的誤差進行合成，對于合成的方法一直存在分歧，缺乏嚴格、合理和*的處理辦法。因此，經過歷史的演變，現在國際上一致*：將描述測得值的分散性或不能確定的范圍稱為“測量不確定度”，各個不確定度分量的合成一律采用方差合成的方法。因此對測量結果的可信程度不再用測量誤差描述。

測量不確定度表示方法的統一是國際貿易和技術交流*的，它可使各國進行的測量和得到的結果進行相互比對，取得相互的承認或共識。

3、測量不確定度與測量誤差的區別
根據JJF 1001-2011《通用計量術語及定義技術規范》的規定，測量誤差和測量不確定度的定義如下：測量誤差為測得的量值減去參考量值。測量不確定度為根據所用到的信息，表征賦予被測量量值分散性的非負參數。

測量不確定度和測量誤差存在明顯的區別，為防止大家在使用過程中將其混淆，昌暉儀表特為大家梳理測量不確定度出與測量誤差的區別： 
①測量誤差表明被測量估計值偏離參考量值所得偏差的大小；測量不確定度表明測得值的分散性。
②測量誤差是一個有正號或者負號的量值，其值為測得值減去被測量的參考量值，參考量值可以是真值或標準值、約定值；測量不確定度是被測量估計值概率分布的一個參數，用標準偏差或標準偏差的倍數表示該參數的值，是一個非負的參數。測量不確定度與真值無關。
③誤差是客觀存在，不以人的認識程度面改變；測量不確定度與人類對被測量和影響量及測量過程的認識有關。
④參考量值為真值時，測量誤差是未知的；測量不確定度可以由人們根據測量數據、資料、經驗等信息評定，從而可以定量確定不確定度的大小。
⑥測量誤差按其性質可分為隨機誤差和系統誤差。按定義，隨機誤差和系統誤差都是無限多次測量時的理想概念；測量不確定度分量評定時一般不必區分其性質，若需要區分時應表述為：“由隨機影響引入的測量不確定度分量”和“由系統影響引入的測量不確定度分量”。
⑥測量誤差的大小說明測量結果的準確程度；測量不確定度大小說明測量結果的可信程度。
⑦當用標準值或約定值作為參考量值時，可以得到系統誤差的估計值，已知系統誤差的估計值時，可以對測得值進行修正，得到已修正的被測量估計值；不能用測量不確定度對測得值進行修正，已修正的被測量估計值的測量不確定度中應考慮由修正不完善引入的測量不確定度。

4、測量不確定度評定的適用范圍
隨著測量技術發展水平的不斷提高，測量不確定度經過多年的普及以得到廣泛應用，它適用于從商業到基礎研究等很多領域的各種準確度水平的測量，可適用于廣闊的測量領域：
①生產過程中的質量控制和質量保證；
②法律和法規的符合性判斷(基于風險水平考慮)；
③在科學和工程領域進行的基礎研究、應用研究和研發工作，應提出目標不確定度，并做出不確定度預先分析報告，論證目標不確定度的可行性；
④為溯源到國家測量標準，通過國家的測量系統對測量標準和儀器的校準需報告測量不確定度；
⑤研制、保存國際和國家物理測量標準(包括標準物質)；
⑥作為儀器設備準確度技術指標的表述方式；
⑦以及開展實驗室比對。