為了幫助考生順利通過2013年質量工程師考試，小編特編輯整理了2013年質量工程師考試科目《初級相關知識》測量誤差和測量不確定度知識點，希望在2013年初級質量工程師考試中，助您一臂之力！
在量值傳遞與溯源過程中，數據處理是一個關鍵步驟。人們在使用誤差理論的過程中，又發展出了不確定度概念，如何正確使用這兩個概念，是基層計量人員需要解決的問題。
一、測量誤差和測量不確定度的概念
(一)國家技術規范(JJG1027-91)關于測量誤差的定義
測量誤差是指測量結果與被測量真值之差。它既可用絕對誤差表示，也可以用相對誤差表示。按其出現的特點，可分為系統誤差、隨機誤差和粗大誤差。
根據定義，在實際使用中的測量誤差Δ等于測量儀器的示值減對應的輸入量之真值(或約定真值)XS，即Δ=X-XS。測量誤差通常可分為系統誤差和隨機誤差兩類。誤差是客觀存在的，由于在絕大多數情況下，真值不能確定，所以真誤差也無法知道。我們只是在特定條件下尋求的真值近似值，并稱之為約定真值。但這個約定值也僅僅是相對于某一特定條件而言，所以人們針對真值的不確定，提出了不確定度這一概念。
(二)國家技術規范(JF1059-1999)關于測量不確定度的定義
表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結果相聯系的參數。它按某一置信概率給出真值可能落入的區間。此參數可以是標準差或其倍數，或說明了置信水準的區間的半寬度，其值恒為正。不確定度用來表征被測量的真值所處量值范圍，但它不是具體的真誤差，它只是以參數形式定量表示了對同一量多次測量結果可能所處的范圍。不確定度按其獲得方法分為A、B兩類評定分量，A類評定分量是用統計方法確定的分量;B類評定分量是用非統計方法確定的分量。
二、測量誤差和測量不確定度的聯系和區別
(一)測量不確定度是誤差理論的發展
誤差分析是測量不確定度評定的理論基礎，誤差和不確定度雖然定義不同，但兩者他們有著密切的聯系。在不確定度B類評定時，更是離不開誤差理論所得出的結果，如數據修約帶來的誤差、標準表帶來的誤差等，不確定度的概念是誤差理論的應用和拓展。
(二)誤差和測量不確定度的具體區別(見下表)
(三)測量不確定度的局限性
測量不確定度作為誤差理論的發展，自身也存在著缺陷。從定義中分析，不確定度是用來“表征合理地賦予被測量之值的分散性”，也就是說不確定度表示的區間代表了對某個量的多次測量處于其間的概率，這與誤差理論中的隨機誤差有相似之處，相當于是對隨機誤差概念的擴展，是對隨機誤差的范圍做出具體界定。不確定度定義中的第二句“與測量結果相聯系的參數”，表示單獨使用不確定度是沒有意義的，必須和測量結果同時出現，反映出的是測量結果的精密度。
三、計量標準考核(復查)申請書中的最大允許誤差和測量不確定度
在計量標準考核(復查)申請書的第3頁表格中有一欄為“不確定度或準確度等級或最大允許誤差”，也就是表示此三個量為并列關系。但不確定度和允許誤差無論是從概念上，還是表示的方式上都有極大的不同。
1.不確定度表示的是測量結果按照某一給定的概率處于某一區間可能，并有超出該區間的可能性，而允許誤差對測量結果的要求是絕對不能超過某一區間，否則就被判不合格。
2.最大允許誤差用符號MPE表示，其數值一般應帶“±”號。例如可寫成“MPE：±0.1”。當填寫不確定度時，應使用擴展不確定度來表示。可寫成“U=0.1%(k=2)”。
3.當同一臺裝置在復現性條件下，讓兩個人進行申請書填寫，上述欄目中如果按照最大允許誤差來填寫，兩個人的選擇有相同的結果，如果按照不確定度來填寫，結果會有不同。這是因為對最大允許誤差的要求是一致的，而對不確定度的評定有很大的隨機性。這是因為評定者對不確定度分量的來源理解不同，對各分量的取舍要求不一致，從而造成合成不確定度不同。即使是合成不確定度相同，當評定者對置信概率的要求不一致時，也會造成擴展不確定度的不同。
四、測量同一量時出現兩個不同區間的不確定度
選用一只經檢定合格的量限為150V、0.5級指針式儀表，其擴展不確定度是U=0.75V(k=3)，當用該表測量140V電壓(采用恒壓源，誤差忽略不計)時，上升時測得140V為139.9V，下降時測得140V為139.5V，存在0.4V的變差。此時測量140V出現的不確定度區間為138.75V～140.65V，落差值為2.1V，大于正負誤差的極限差值1.5V。如下圖所示：
由上圖可知，在對同一量的測試過程中無論是上升或下降，按照不確定度的概率區間，測量值出現在139.25V以下時也是可以接受的。按照誤差理論，用該表測量140V時是不會出現在139.25V以下的。
五、實際工作中測量誤差和測量不確定度的應用范圍
1.由于測量誤差概念簡單，使用方便，在基層單位得到廣泛應用。無論是絕對誤差，還是相對誤差、引用誤差，都被計量人員所熟知。一般的計量裝置和工作表計，在說明書中看到的都是以測量準確度(accuracy of measurement)來界定其測試性能，很少有采用不確定度(uncertainty)或擴展不確定度(expanded uncertainty)來界定的。
2.測量不確定度由于其給定的量是用來衡量測量值的所處區間，而不是用來判斷被檢表或測量值是否合格，所以在日常工作中較少使用。
六、重復性實驗對不確定度的影響
1.計量標準的重復性是指在相同測量條件下，重復測量同一個被測量，計量標準提供相近示值的能力。重復性測量通常都是作為A類不確定度來源，因此在進行不確定度評定時，應考慮測量中被檢定對象對測量結果的影響。
2.《計量標準考核規范實施指南》(JJF1033-2008)中規定“測量對象應為常規的被檢定計量器具，而不是本身重復性和穩定性都是最佳的被檢定計量器具，這樣評定的不確定度可以用于大多數的檢定結果”。
3.根據考核指南的規定，計量人員進行電能表標準裝置的評定過程中，由于測量對象的重復性能不好，造成A類不確定度偏離，從而引入新的不確定度，增加B類不確定度來源。
七、結論
根據以上分析，測量誤差由于真值的不確定，所得誤差包含不確定因素。測量不確定度雖然是誤差理論的發展，但對其如何正確理解和使用還需要一個過程。在供電公司的計量檢定中，我們需要知道的是被測量不能超過某一區間而不是處于某一區間，所以，測量誤差這一概念可能更適合我們的日常工作。
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（責任編輯：rentingting）
