测量不确定度是表征合理的赋予被测量之值的分散性，是与测量结果相关联的参数，它描述了测量结果正确性的可疑程度或不肯定程度。测量不确定度作为衡量检测水平高低的统一尺度，在实验室质量管理和质量保证中尤为重要。对测定过程中的各不确定度分量进行评定，给出测定结果合成标准不确定度和扩展不确定，可以使结果表达更加客观、真实，为正确评价和使用检测数据提供更为合理的科学依据。

需要明确以下几个术语和定义：

测量不确定度（measurement uncertainty, uncertainty of measurement），简称不确定度（uncertainty），是根据所用到的信息，表征赋予被测量值分散性的非负参数。

测量不确定度的A类评定（Type A evaluation of measurement uncertainty），简称A类评定（Type A evaluation），是对在规定测量条件下测得的量值用统计分析的方法进行的测量不确定度分量的评定。规定测量条件是指重复性测量条件、 期间精密度测量条件或复现性测量条件。

测量不确定度的B类评定（Type B evaluation of measurement uncertainty），简称B类评定 （Type B evaluation），是用不同于测量不确定度A类评定的方法对测量不确定度分量进行的评定。评定基于：权威机构发布的量值；有证标准物质的量值；校准证书；仪器的漂移；经检定的测量仪器的准确度等级；根据人员经验推断的极限值等。

标准不确定度（standard uncertainty），全称标准测量不确定度（standard measurement uncertainty, standard uncertainty of measurement），是以标准偏差表示的测量不确定度。

合成标准不确定度（combined standard uncertainty），全称合成标准测量不确定度（combined standard measurement uncertainty），是由在一个测量模型中各输入量的标准测量不确定度获得的输出量的标准测量不确定度。

扩展不确定度（expanded uncertainty），全称扩展测量不确定度（expanded measurement uncertainty），是合成标准不确定度与一个大于1的数字因子的乘积。该因子取决于测量模型中输出量的概率分布类型及所选取的包含概率。“因子”是指包含因子对测量不确定度的陈述，包括测量不确定度的分量及其计算和合成。

测量不确定度评定的方法简称GUM法。

用GUM法评定测量不确定度的一般流程如下：

由测量所得的测得值只是被测量的估计值，测量过程中的随机效应及系统效应均会导致测量不确定度。对已认识的系统效应进行修正后的测量结果仍然只是被测量的估计值，还存在由随机效应导致的不确定度和由于对系统效应修正不完善导致的不确定度。

在实际测量中，有许多可能导致测量不确定度的来源。例如：

a）  被测量的定义不完整；

b）  被测量定义的复现不理想；

c）  取样的代表性不够， 即被测样本可能不完全代表所定义的被测量；

d）  对测量受环境条件的影响认识不足或对环境条件的测量不完善；

e）  模拟式仪器的人员读数偏移；

f）  测量仪器的计量性能（如最大允许误差、灵敏度、鉴别力、分辨力、死区及稳定性等）的局限性，即导致仪器的不确定度

g）  测量标准或标准物质提供的标准值的不准确；

h）  引用的常数或其他参数值的不准确；

i）   测量方法和测量程序中的近似和假设；

j）   在相同条件下，被测量重复观测值的变化。

测量不确定度的来源必须根据实际测量情况进行具体分析。分析时，除了定义的不确定度外，可从测量仪器、测量环境、测量人员、测量方法等方面全面考虑，特别要注意对测量结果影响较大的不确定度来源，应尽量做到不遗漏、不重复。

测量中的失误或突发因素不属于测量不确定度的来源。在测量不确定度评定中，应剔除测得值中的离群值（异常值）。

测量中，当被测量（即输出量）Y由N个其他量X₁，X₂，……，X_N（即输入量），通过函数f来确定时，则称为测量模型。测量模型与测量方法有关。

测量不确定度一般由若干分量组成，每个分量用其概率分布的标准偏差估计值表征，称标准不确定度。

其中一些分量可根据一系列测量值的统计分布，按测量不确定度的A类评定进行评定，并可用标准偏差表征。而另一些分量则可根据基于经验或其他信息获得的概率密度函数，按测量不确定度的B类评定进行评定，也用标准偏差表征。

在识别不确定度来源后，对不确定度各个分量作一个预估是必要的，测量不确定度评定的重点应放在识别并评定那些重要的、占支配地位的分量上。

合成标准不确定度的计算，根据输入量是否相关、函数是否线性、测量模型不同而具有不同的应用公式。

扩展不确定度是被测量可能值包含区间的半宽度。在给出测量结果时，一般情况下报告扩展不确定度U。扩展不确定度U由合成标准不确定度u_c乘包含因子k得到。在通常的测量中，一般取k = 2。当取其他值时，应说明其来源。当给出扩展不确定度U时，一般应注明所取的k值；若未注明k值，则指k = 2。

完整的测量结果应报告被测量的估计值及其测量不确定度以及有关的信息。报告应尽可能详细，以便使用者可以正确地利用测量结果。只有对某些用途，如果认为测量不确定度可以忽略不计，则测量结果可表示为单个测得值，不需要报告其测量不确定度。

测量不确定度报告一般包括以下内容：

a）  被测量的测量模型；

b）  不确定度来源；

c）  输入量的标准不确定度的值及其评定方法和评定过程；

d）  灵敏系数；

e）  输出量的不确定度分量；

f）  对所有相关的输入量给出其协方差或相关系数；

g）  合成标准不确定度及其计算过程；

h）  扩展不确定度及其确定方法；

i）   报告测量结果，包括被测量的估计值及其测量不确定度。

参考文献：

国家质量监督检验检疫总局. JJF1059.1 - 2012 测量不确定度评定与表示.

撰稿人 李琛

编辑 张倩