四等量块中心长度的测量值的不确定度分析

石桂花

文章编号：2095-6835（2016）13-0108-01

摘 要：根据科学检测的结果，对四等量块中心长度测量值的不确定度进行了分析和研究，以期对量块的工作有所帮助。测量不确定度是目前对误差分析的最新理解和阐述，关于四等量块中心长度的测量不确定度的分析是为了保证测量结果的可信度，也是对测量结果的定量表示。

关键词：不确定度；评定分析；误差；合成标准

中图分类号：TH711.1 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.13.108

随着量块中心长度测量值的不确定度的发展，测量不确定度的评定分析成为了检测中必不可少的内容。

1 测量依据

根据《量块检定规程》（JJG146），测量过程中对应的测量标准长度的仪器值调为0，因此，测得的被测量块和标准量块的长度差值为1，与标准量块的中心长度的实际值为a，测量块中心长度的实测结果为t，其计算公式为：

a=t+1. （1）

2 不确定度的概念区别

2.1 不确定度与误差的区别

测量人员一直在寻求合适的专业词汇来表达较为可靠的测量值。以往，人们常用偶然误差来表示此概念，但这样表达很不确切，所以，又有人用随机误差代替了偶然误差，但这些表达可靠的测量值仍常非常模糊。如果不确定度为1%，则数据的精确度较高，因此，目前通常用随机不确定度和系统性的不确定度来表达误差。由此可见，测量的不确定度与误差是完全不同的概念。

2.2 测量不确定度与标准不确定度的区别

我们赋予了被测量值一定的分散性。通常情况下，与测量结果有联系的参数为测量的不确定度，其与测量结果联系密切，可体现测量结果的分散性。在测量过程中用到的一些参数应该包括测量不确定度，其通常用标准偏差来表示，称为标准不确定度。

2.3 合成标准不确定度

测量结果是由其他量的值计算出来的，比如，通过其他量的值的方差或协方差计算出的标准不确定度称为合成标准不确定度，其测量和计算结果均为估计值。合成标准不确定度仍然属于标准偏差，可体现测量结果的分散性。在合成的方法中，我们应确定不确定传播率，合成标准不确定度的自由度体现了评定的可靠程度。

3 量块不确定度的来源和分析

输入量的标准不确定来源是由多个不确定度分项构成的：①显示值和读数的误差。②正常情况下的不确定性。③量块变动引起的变动量。标准量块测量的误差偏移会导致结果具有不确定性。④量块变动存在的情况下，如果被测量块的测点偏移，则会出现标准不确定的情况。⑤标准情况下，量块与被测量块的膨胀系数差。⑥过滤光片中心的波长测量不确定性会对标准不确定度造成影响。综上所述，这6项不确定度的分析中，前四项结果是通过连续测量得到测量值的，即采用了独特的测量和评定方法，所以，评定结果具有一定的实践性；第五项和第六项的结果是根据项目的规程要求和周围环境的条件而采用的另一种分析方法，评定结果分别用字母表示。经勘测人员对上述结果的调查，因第六项产生的不确定性的标准值为1.2 nm，可忽略不计。

4 测量不确定度的影响

4.1 对测量能力的衡量

通常情况下，测量结果的合格与否是通过测量误差来评测的，但测量误差只能用来体现短期评定结果。测量过程是否持续、测量值和测量结果是否能保持稳定、测量的能力是否符合整个规程的要求等都是评估中的重要因素，因此，我们需要用测量的不确定度来衡量。如果不确定度越大，则表示我们的测量能力越差；如果我们的测量能力比较强，则无论测量的不确定值是多少都应包括真值，否则，测量就是失败。

4.2 不确定度对测量结果的意义

测量结果的可用性主要取决于不确定度的数值，因此，用测量结果表述出该值相关的不确定度才是有意义的。合理赋予被测量值分散性和测量结果的相关系数影响着测量结果的可信性、有效性。由于测量规程中存在缺陷等，我们的测量一般均具有分散性，每次测量的结果不是同一个值，但有一定的概率会分散某个区域的多个值，而客观存在的误差是相对确定的，但难以掌握。量块中心的不确定度理论的发展，使人们开始采用四等量块中心长度的测量值的不确定度评定方法分析测量结果和不确定度。

4.3 认识过程

在量块中心长度的测量值的不确定度的发展历程中，从传统意义上讲，其是被测量真值及其所处范围中的一个估量值参数。以往，人们会依据测量结果给出测量估计值的误差度量。而从另一个角度看，这是不确定度发展和演变的过程，涉及到了测量真值和误差两个理想化和理论上的概念变化（难以测量的未知量），我们可以操作的是定义上结果的变化，即被测量值的分散性。在20世纪六七十年代，世界上就有许多计量学者意识到如果使用不确定度代替以往的误差，将会使此类计算更加科学。从此以后，不确定度的术语在测量领域被广泛使用。1978年，国际计量局编写了《实验建议书》；1993年，《测量不确定度表示指南》得到了近7个国际组织的认可，成为了测量界重要的参考文献；基于上述基础，我国在1999年发布了测量不确定度计量技术的规范。

5 结束语

四等量块中心长度的测量值的不确定度是能体现分散性的参数，测量结果反映了人们对测量值准确性方面的认识不足，即忽略了系统误差，导致测量结果仍属于估计值。这是因为不仅在测量过程中会随机产生不确定度，且不完善的系统误差修正也会产生不确定度。当被测仪器的重复性较好，测量过程被合理控制时，两级的测量值差异可能相差无几。这样能在很大程度上减少测量过程中的精度损失，确保四等量块中心长度的测量值更加合理。

参考文献

[1]赵春生.测量不确定度的理论与实践研究[D].长春：长春理工大学，2007.

[2]刘宇杰.四等量块中心长度的测量值的不确定度分析[J].计量与测试技术，2015（07）.

〔编辑：张思楠〕