JJF 1059.1-2012 测量不确定度评定与表示

中华人民共和国国家计量技术规范

JJF1059.1—2012

测量不确定度评定与表示

EvaluationandExpression

ofUncertaintyinMeasurement

2012-12-03发布2013-06-03实施

国家质量监督检验检疫总局发布

JJF10591—2012

.

目录

引言………………………

(Ⅲ)

范围……………………

1(1)

引用文件………………

2(1)

术语和定义……………

3(2)

被测量………………

3.1(2)

测量结果……………

3.2(2)

测得的量值…………

3.3(2)

测量精密度…………

3.4(3)

测量重复性…………

3.5(3)

重复性测量条件……………………

3.6(3)

测量复现性…………

3.7(3)

复现性测量条件……………………

3.8(3)

期间精密度测量条件………………

3.9(3)

实验标准偏差……………………

3.10(4)

测量误差…………

3.11(4)

测量不确定度……………………

3.12(4)

标准不确定度……………………

3.13(5)

测量不确定度的类评定………

3.14A(5)

测量不确定度的类评定………

3.15B(5)

合成标准不确定度………………

3.16(5)

相对标准不确定度………………

3.17(5)

扩展不确定度……………………

3.18(5)

包含区间…………

3.19(6)

包含概率…………

3.20(6)

包含因子…………

3.21(6)

测量模型…………

3.22(6)

测量函数…………

3.23(6)

测量模型中的输入量……………

3.24(6)

测量模型中的输出量……………

3.25(7)

定义的不确定度…………………

3.26(7)

仪器的测量不确定度……………

3.27(7)

零的测量不确定度………………

3.28(7)

不确定度报告……………………

3.29(7)

目标不确定度……………………

3.30(7)

自由度……………

3.31(7)

Ⅰ

JJF10591—2012

.

协方差……………

3.32(8)

相关系数…………

3.33(8)

测量不确定度的评定方法……………

4(8)

测量不确定度来源分析……………

4.1(9)

测量模型的建立……………………

4.2(10)

标准不确定度的评定………………

4.3(11)

合成标准不确定度的计算…………

4.4(18)

扩展不确定度的确定………………

4.5(23)

测量不确定度的报告与表示…………

5(23)

测量不确定度报告…………………

5.1(23)

测量不确定度的表示………………

5.2(24)

报告不确定度时的其他要求………

5.3(25)

测量不确定度的应用…………………

6(26)

校准证书中报告测量不确定度的要求……………

6.1(26)

实验室的校准和测量能力表示……………………

6.2(27)

其他情况应用………………………

6.3(27)

附录测量不确定度评定方法举例参考件……

A()(28)

附录t分布在不同概率p与自由度ν时的tpν值t值表补充件…………

B()()()(48)

附录有关量的符号汇总补充件………………

C()(50)

附录术语的英汉对照参考件…………………

D()(52)

Ⅱ

JJF10591—2012

.

引言

本规范是对测量不确定度评定与表示的修订

JJF1059—1999《》。

本次修订的依据是十多年来我国贯彻的经验以及最新的国际标准

JJF1059—1999:

测量不确定度第部分测量不确定度表示指南

ISO/IECGUIDE98-3:2008《3:》

(Uncertaintyofmeasurement—Part3:Guidetotheexpressionofuncertaintyinmea-

简称

surement)(GUM)。

与相比主要修订内容有

JJF1059—1999,:

编写格式改为符合国家计量校准规范编写规则的要求

———JJF1071—2010《》。

所用术语采用通用计量术语及定义中的术语和定义例

———JJF1001—2011《》。

如更新了测量结果及测量不确定度的定义增加了测得值测量模型

:“”“”,“”、“”、

测量模型的输入量和输出量并以包含概率代替了置信概率等本规范

“”“”,“”“”;

还增加了一些与不确定度有关的术语如定义的不确定度仪器的测量不确定度

,“”、“”、

零的测量不确定度目标不确定度等

“”、“”。

对适用范围作了补充明确指出本规范主要涉及有明确定义的并可用唯一

———,:、

值表征的被测量估计值的不确定度也适用于实验测量方法测量装置和系统的设计

,、、

和理论分析中有关不确定度的评定与表示本规范的方法主要适用于输入量的概率分布

。

为对称分布输出量的概率分布近似为正态分布或t分布并且测量模型为线性模型或

、,

可用线性模型近似表示的情况当本规范不适用时可考虑采用用

。,JJF1059.2—2012《

蒙特卡洛法评定测量不确定度进行不确定度评定本规范的方法法的评定

》。(GUM)

结果可以用蒙特卡洛法进行验证验证评定结果一致时仍然可以使用法进行不确

,GUM

定度评定因此本规范仍然是最常用和最基本的方法

。,。

在类评定方法中根据计量的实际需要增加了常规计量中可以预先评估

———A,,

重复性的条款

。

合成标准不确定度评定中增加了各输入量间相关时协方差和相关系数的估计方

———

法以便规范处理相关的问题

,。

弱化了给出自由度的要求只有当需要评定Up或用户为了解所评定的不确定

———,

度的可靠程度而提出要求时才需要计算和给出合成标准不确定度的有效自由度ν

eff。

本规范从实用出发规定一般情况下在给出测量结果时报告扩展不确定度

———:,

U在给出扩展不确定度U时一般应注明所取的k值若未注明k值则指k

。,。,=2。

增加了第章测量不确定度的应用包括校准证书中报告测量不确定度的

———6:,:

要求实验室的校准和测量能力表示方式等

、。

取消了原规范中关于概率分布的附录将其内容放到类评定的条款中

———,B。

增加了附录测量不确定度评定方法举例附录是关于类标准不确

———A:。A.1B

定度的评定方法举例附录是关于合成标准不确定度评定方法的举例附录

;A.2;A.3

是不同类型测量时测量不确定度评定方法举例包括量块的校准温度计的校准硬度

,、、

计量样品中所含氢氧化钾的质量分数测定和工作用玻璃液体温度计的校准五个例子

、,

Ⅲ

JJF10591—2012

.

前三个例子来自目的是使本规范的使用者开阔视野更深入理解不同情况下的

GUM。,

测量不确定度评定方法例子与数据都是被选用来说明本规范的原理的因此不必当作

,,

实际测量的叙述更不能用来代替某项具体校准中不确定度的评定

,。

本规范的目的是

:

促进以充分完整的信息表示带有测量不确定度的测量结果

———;

为测量结果的比较提供国际上公认一致的依据

———。

本规范规定的评定与表示测量不确定度的方法满足以下要求

:

适用于各种测量领域和各种准确度等级的测量

———。

测量不确定度能从对测量结果有影响的不确定度分量导出且与这些分量如何

———,

分组无关也与这些分量如何进一步分解为下一级分量无关

,。

当一个测量结果用于下一个测量时其不确定度可作为下一个测量结果不确定

———,

度的分量

。

在诸如工业商业及与健康或安全有关的某些领域中往往要求提供较高概率

———、,

的区间本方法能方便地给出这样的区间及相应的包含概率

,。

本规范仅给出了在最常见情况下评定与表示测量不确定度的方法和简要步骤其中

,

的注释和举例旨在对方法作较详细说明以便于进一步理解和有助于实际应用

,,。

在一些特殊情况下本规范的方法可能不适用或规范不够具体例如测量如何模型

,,

化非对称分布或非线性测量模型时的不确定度评定等此外对于在某个特定专业领

、。,

域中的应用鼓励各专业技术委员会依据本规范制定专门的技术规范或指导书

,。

本规范包含四个附录附录测量不确定度评定方法举例它是资料性附录仅

,A“”,

作参考附录t分布在不同概率p与自由度ν时的tpν值t值表和附录有

。B“()()”C“

关量的符号汇总是规范性附录所用的基本符号取自及有关的标

”,GUMISO、IEC

准附录术语的英汉对照供参考

;D“”。

Ⅳ

JJF10591—2012

.

测量不确定度评定与表示

1范围

本规范所规定的评定与表示测量不确定度的通用方法适用于各种准确度等级

a),

的测量领域例如

,:

国家计量基准及各级计量标准的建立与量值比对

1);

标准物质的定值和标准参考数据的发布

2);

测量方法检定规程检定系统表校准规范等技术文件的编制

3)、、、;

计量资质认定计量确认质量认证以及实验室认可中对测量结果及测量能力

4)、、

的表述

;

测量仪器的校准检定以及其他计量服务

5)、;

科学研究工程领域贸易结算医疗卫生安全防护环境监测资源保护

6)、、、、、、

等领域的测量

。

本规范主要涉及有明确定义的并可用唯一值表征的被测量估计值的测量不确

b),

定度至于被测量呈现为一系列值的分布或取决于一个或多个参量例如以时间为参变

。(

量则对被测量的描述应该是一组量应给出其分布情况及其相互关系

),,。

本规范也适用于实验测量方法测量装置复杂部件和系统的设计和理论分

c)、、、

析中有关不确定度的评估与表示

。

本规范主要适用于以下条件

d):

可以假设输入量的概率分布呈对称分布

1);

可以假设输出量的概率分布近似为正态分布或t分布

2);

测量模型为线性模型可以转化为线性的模型或可用线性模型近似的模型

3)、。

当不能同时满足上述适用条件时可考虑采用蒙特卡洛法简称评定测量

,(MCM)

不确定度即采用概率分布传播的方法的使用详见用蒙特

,。MCMJJF1059.2—2012《

卡洛法评定测量不确定度当用本规范的方法评定的结果得到蒙特卡洛法验证时则

》。,

依然可以用本规范的方法评定测量不确定度

。

2引用文件

本规范引用了下列文件

:

通用计量术语及定义

JJF1001—2011

数值修约规则与极限数值的表示和判定

GB/T70—2008

有关量单位和符号的一般原则

GB3101—1993、

数据的统计处理和解释正态样本离群值的判断和处理

GB/T4883—2008

测量不确定度第部分测量不确定度表示指南

ISO/IECGUIDE98-3:20083:

(Uncertaintyofmeasurement—Part3:Guidetotheexpressionofuncertaintyinmea-

surement)

1

JJF10591—2012

.

统计学术语和符号第部分一般统计术语和概率术语

ISO3534-1:20061:

(Statistics—Vocabularyandsymbols—Part1:Generalstatisticaltermsandtermsused

inprobability)

凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本规范凡是不注日期的引用文

,;

件其最新版本包括所有的修改单适用于本规范

,()。

3术语和定义

本规范中的计量学术语采用它是依据国际标准

JJF1001—2011,ISO/IECGUIDE99:

即第三版修订后的版本本规范中所用的概率和统计术语基本采用国际标

2007(VIM)。

准的术语和定义

ISO3534-1:2006。

被测量

3.1measurand[JJF1001,4.7]

拟测量的量

。

注:

对被测量的说明要求了解量的种类,以及含有该量的现象、物体或物质状态的描述,包括有

1

关成分及化学实体。

在第二版和:中,被测量定义为受到测量的量。

2VIMIEC60050-3002001

测量包括测量系统和实施测量的条件,它可能会改变研究中的现象、物体物质,使被测量的

3

量可能不同于定义的被测量。在这种情况下,需要进行必要的修正。

例:

用内阻不够大的电压表测量时,电池两端间的电位差会降低,开路电位差可根据电池和电压

1

表的内阻计算得到。

钢棒在与环境温度平衡时的长度不同于拟测量的规定温度为时的长度,这种情况

223℃20℃

下必须修正。

在化学中,“分析物”或者物质或化合物的名称有时被称作“被测量”。这种用法是错误的,

3

因为这些术语并不涉及到量。

测量结果

3.2measurementresult,resultofmeasurement[JJF1001,5.1]

与其他有用的相关信息一起赋予被测量的一组量值

。

注:

测量结果通常包含这组量值的“相关信息”,诸如某些可以比其他方式更能代表被测量的信

1

息。它可以概率密度函数()的方式表示。

PDF

测量结果通常表示为单个测得的量值和一个测量不确定度。对某些用途,如果认为测量不确

2

定度可忽略不计,则测量结果可表示为单个测得的量值。在许多领域中这是表示测量结果的

常用方式。

在传统文献和版中,测量结果定义为赋予被测量的值,并按情况解释为平均示

31993VIM

值、未修正的结果或已修正的结果。

测得的量值

3.3measuredquantityvalue[JJF1001,5.2]

又称量的测得值简称测得值

measuredvalueofaquantity,measuredvalue

代表测量结果的量值

。

注:

对重复示值的测量,每个示值可提供相应的测得值。用这一组独立的测得值可计算出作为结

1

2

JJF10591—2012

.

果的测得值,如平均值或中位值,通常它附有一个已减小了的与其相关联的测量不确定度。

当认为代表被测量的真值范围与测量不确定度相比小得多时,量的测得值可认为是实际唯一

2

真值的估计值,通常是通过重复测量获得的各独立测得值的平均值或中位值。

当认为代表被测量的真值范围与测量不确