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测量不确定度评定方法在电学计量中的分析

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? ??测量的目的是根据测量到的数据，对被测事物的优劣进行评定，测量的精度直接影响到一个产品的质量和企业的经济效益，而对经济全球化的今天，测量精度甚至影响到国家的进出口经济效益。近年来，各国的仪器计量学者在研究测量方法的科学行、准确性方面做了很多研究，随着利技的发展以及各种统计理论的成熟化，导致测量硬件和软件极大的发展的同时，对仪器计量的准确性提出了更高的要求。

??? 在对电学仪器计量的实验中，测量的结果并不是被测产品的真实值，最早引用“误差”的概念引起了不小的争论，直到1927年，德国物理学家海森伯基于量子力学理论提出了不确定关系，随后，不确定度评定理论被广泛的引用在对电学计量中。

??? 1、不确定度标准

??? 为了消除使用“误差”概念而引起的争论，随着经济一体化、贸易全球化的进程加快的同时，也间接的促使要求各国所进行的测量和所得的测量结果应具有统一的评定标准，避免同种产品在不同国家的计量中存在的标准差异而引起不必要的损失，测量不确定度在这种情况下经过一系列的发展阶段，最终形成国际标准。

???1986年，由国际标准化组织(ISO)、国际电工委员会(IEC)、国际计量委员会(CIPM)、国际法制计量组织(0IML,)组成了国际不确定度工作组制定了用于计量、标准、质量、认证、利一研、生产中的不确定度标准指南。国际不确定度工作组经反复修改，1993年制定了《测量不确定度表示指南》(简称GUM),指南得到了BIPM、OIMI、ISO、IEC及国际理论与应用化**合会(IUPAC).国际理论与应用物理联合会(IUPAP)、国际临床化**合会(IFCC)的批准，由ISO出版。国际不确定度工作组制定的GUM是国际组织的重要权威文献，自1993年出版以来，得到了广泛的应用和发行。目前GUM在全世界的执行己推动不确定度达到了最新水平，它是现代不确定度力一法与应用的根据。中国计量利一学研究院于1996年11月制订了《测量不确定度规范》。1999年1月我国国家质量技术监督局批准颁布了基木等同采用GUM的国家计量技术规范JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》。

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??? 2、评定算法

??? 随着理论研究的不断完善和成熟，运用各类先进的算法建立测量系统模型的研究日益成为计量工作者的研究热点。

在ISO国际标准文件中，并没有对这些特殊测量系统的不确定度的算法进行规定，但是研究者根据文件中的基木规定，经过数学定理推导出它们的不确定度的评定方法。

??? 目前国内常用的不确定度评定方法主要分为两种:基于统计理论的静态不确定度评定的传统方法和基于新模型、新理论的动态测量不确定度评定方法。不确定度评定过程如图1所示。

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???2. 1静态不确定度评定

??? 技术人员提出的采用最大方差法来对测量结果的标准不确定度进行评定，也有技术人员给出了测量值为一种最小二乘测量结果扩展的不确定度评定公式，此测量结果服从正态分布且相互独立，并依据实际应用中得以验证，弥补了GUM在该问题表述上的不足。技术人员对测量不确定度评定模型进行了验证，用埃奇沃思级数展开形式来表不测量数据的分布函数，然后由蒙特卜罗模拟法产生大量符合此分布函数的测量数据的模拟值，把计算出的模拟值的标准差作为不确定度评定的验证值，从而能实现对各种不确定度评定模型的验证，并且用实例分析了此方法的有效性。

???2. 2动态不确定度评定

??? 技术人员针对测量数据少、分布难以确定等GUM无法进行评定的情况，提出将灰色系统理论、模糊集合理论、贝叶斯统计理论、神经网络理论等用于测量不确定度的评定，取得了一定的研究成果，为测量不确定度的非统计评定提供了理论基础。技术人员创立了测量质量工程学，其可分为两部分:线内测量质量工程学和线外测量质量工程学。

??? 动态测量不确定度的理论是现代误差理论的精髓，也代表了当代误差理论的研究方向及进展。在理论上告别了以统计理论为基础的传统方法。弥补了基于统计理论的传统评定方法的不足，由于起步较晚，动态不确定度评定不能适用所有统计理论中的不确定度问题，如果可以把动态静态不确定度结合使用，会收到很好的效果。

??? 以工中宇提出将灰色系统理论为基础，来说明动态不确定度评定方法。标准不确定度的灰色评定模型。

??? 在测量过程中，由于测量误差的存在，使测量结果在一定程度上是不确定的，因此测量系统可看作为一个灰色系统。

??? 3、结论

???1)通过对不确定度评定的标准研究，得到了测量不确定度评定在电学计量中的应用是非常重要的，评定算法精确性、科学性等因素直接影响电学计量的好坏;

???2)通过对静态不确定度评定与动态不确定度评定的比较，得到未来测量不确定度的发展力一向为动态不确定度评定与静态测量不确定度评定相结合，使得电学计量中应用测量不确定度进行评定时更加精确、科学。