JJF1059.1-2012规程测量不确定度评定与表示
JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示培训讲义
• 测量结果的不确定度反映了对被测量值的认 识不足。
研究不确定度的意义
• 当报告物理量的测量结果时，必须对测量结 果的质量给出定量的表述，以便使用者能评 估其可靠性。如果没有这样的表述，则测量 结果之间、测量结果与标准或规范中指定的 参考值之间都不可能进行比较。
EA4/16 定量检测中的不确定度评定指南， √ √ √ √ √
文件
通建单 实 P 用模实 验 T
验室 室间
ISO 5725测量方法与结果的准确度(正确
√
度与精密度) ，6部分
GBT 6379.1-2004 测量方法与结果的准
确度(正确度与精密度) 第1部分：总则与
定义.
第2部分：确定标准测量方法重复性与再
使用已出版的值 +
偏倚和在实验室间研 究中未考虑的因子的
不确定度 ISO TS 21748
实验室间确 认方法
变异性 +
偏倚和在实 验室间研究 中未考虑的 因子的不确
定度
PT方法
经验方法
文件
通建单 实 P 用模实 验 T
验室 室间
ISO Guide 98-3，不确定度表示指南
√√
(GUM), 2008
些疑问，或不确定度。例如，可以问：
– “温度计准吗？” – “怎么读数呢？” – “读数会变吗？” – “手持温度计。会使温度上升吗？” – “房间里的相对湿度变化很大，会影响结果吗？
” – “测量跟房间中所处的位置有关吗？”
• 为了量化的房间温度测量的不确定度，因此
18克拉金 合金
• 如果测量想要得出 一个结论，不确定 度就不能太大。
数字指示秤示值误差测量结果的不确定度评定
数字指示秤示值误差测量结果的不确定度评定摘要：通过对150kg电子台秤的误差分析，依据JJG539-2016《数字指示秤检定规程》，JJG99-2006《砝码检定规程》和JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》，对其示值误差进行不确定度评定。
关键词：电子台秤；测量结果；不确定度评定1概述1.1测量依据JJG539-2016《数字指示秤检定规程》JJG99-2006《砝码检定规程》JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》1.2测量环境温度（20±5）℃，相对湿度≤70%。
1.3测量标准M1等级标准砝码，规格：1g~20kg，最大允许误差（MPE）：±（1mg~1g）,砝码总质量5000kg，标称质量相当于0.1e的小砝码10个。
1.4被测对象表一型号为TCS-150数字指示秤，最大秤量（max）为150kg，最小秤量（min）为1kg。
检定分度值（e）为50g，中准确度级，其秤量与最大允许误差如表一所示。
1.5测量过程数字指示秤测量时，采用标准载荷加载和卸载的方法，读取显示器示值，其与标准载荷标称值之差为示值误差。
具体方法是秤盘上的载荷L，示值I，逐渐添加0.1e的载荷，直至示值有了明显地增加了一个e，变成了（I+e）,所添加的载荷为ΔL，则化整前的示值为P=I+0.5e-ΔL,化整前的示值误差为E=P-L=I+0.5e-ΔL-L。
1.6评定结果的使用本次不确定度评定在数字指示秤25kg，100kg，150kg三个不同秤量点进行。
在符合上述条件下的测量，一般可直接使用不确定度评定结果，其他秤量点的示值误差不确定度评定可参照本评定方法。
2测量模型式中:E——化整前的示值误差；P——化整前的示值；I——示值；L——载荷；——附加载荷。
3不确定度传播率由测量模型公式得到不确定度传播公式：式中:u(E)——示值误差的测量不确定度；u(I)——示值引入的不确定度分量；u(L)——载荷引入的不确定度分量；u()——附加载荷引入的不确定度分量。
测量不确定度的评定与表示
测量不确定度评定与表示JJF1059.1--20122015.12.29南京JJF1059.1测量不确定度的评定与表示一、（测量）不确定度概念1.不确定度概念绝对测量 x y =直接测量相对测量 0x x y -= 0y U y Y ⊃±=间接测量 ),(21N x x x f y ⋅⋅⋅=定义：测量不确定度是与测量结果相联系的参数，合理地赋予被测量结果的分散性。
新定义：根据所获信息，表征赋予被测量值分散性的非负参数。
2.不确定来源表现为：（1）对被测量的定义不完整或不完善 （2）复现被测量定义的方法不理想 （3）测量所取样本的代表性不够（4）对测量过程受环境影响的认识不周全，或对环境条件的测量与控制不完善（5）对模拟式仪器的读数存在人为偏差（6）仪器计量性能上的局限性（7）赋予测量标准和标准物质的标准值的不准确 （8）引用常数或其它参量的不准确（9）与测量原理、测量方法和测量程序有关的的近似性或假定性 （10）在相同的测量条件下，被测量重复观测值的随机变化 （11）对一定系统误差的修正不完善 （12）测量列中的粗大误差因不明显而未剔除（13）在有的情况下，需要对某种测量条件变化，或者是在一个较长的规定时间内，对测量结果的变化作出评定。
应把该相应变化所赋予测量值的分散性大小，作为该测量结果的不确定度。
3.测量不确定度分类与字母表示 3.1绝对量表达A 类标准不确定度（用统计方法得到）：A u 一般可统一表示 标准不确定度B 类标准不确定度（用其他方法得到）：B u 为：)(x u 或i u 测量不 合成标准不确定度C u 或)(y u C 确定度扩展不确定度 U 或)(y U ： C ku U = （k 为包含因子）3.2相对量表达A 类标准不确定度（用统计方法得到）：rel A u . 一般可表示 相对标准不确定度B 类标准不确定度（用其他方法得到）：rel B u . 为：)(x u rel 或rel i u . 相对测量 合成标准不确定度relC u . 或 )(y u rel C 不确定度相对扩展不确定度 rel U 或 )(y U rel ： rel C rel ku U .= （k 为包含因子）二、测量不确定度评定与表示1.A 类标准不确定度计算A 类标准不确定度是指测量随机效应引入的标准不确定度,用A 类评定。
液体颗粒计数器不确定度
液体颗粒计数器校准测量结果不确定度评定1引用文件JJG 1061-2010液体颗粒计数器检定规程JJF 1059.1-2012测量不确定度评定与表示2概述2.1环境条件：温度（15~35）℃，相对湿度≤70%。
2.2计量标准物质：GBW(E)120151~120153微米级粒度标准物质：体积平均粒径（2.012~104.4）μm ，数量平均粒径（2.009~103.4）μm ，粒径不确定度：U =（0.012~1.1）μm ，k =2；GBW(E)120130~120133微粒粒度标准物质：体积平均粒径（9.89~52.6）μm ，粒径不确定度：U =（0.06~0.2）μm k =2；GBW(E)090306~090307颗粒数量浓度标准物质，（1050~2040）个/mL ，颗粒数不确定度：U rel =2.3%，k =2。
2.3测量方法：按照JJG 1061-2010中进行粒径和颗粒计数示值误差的校准。
3液体颗粒计数器颗粒计数相对误差的不确定度3.1数学模型用标准物质校准液体颗粒计数器的仪器测量相对误差，t D （满足3225050D D D t ≤≤，其中50D 为标准物质的数量中位粒径）其测量公式为：%100⨯-=ss m N N N N δ式中：N δ—仪器颗粒计数相对误差；m N —≥t D 的颗粒数量浓度测量值的平均值，个/mL ；s N —≥t D 的颗粒数量浓度的标准值，个/mL 。
3.2不确定度的来源及评定测量时影响测量结果的不确定度的因素有很多，主要有颗粒数量浓度标准物质的不确定度、取样体积引入的不确定度、液体颗粒计数器测量过程中引入的标准不确定度等。
3.2.1颗粒数量浓度标准物质标准值引入的不确定度)(s N u 3.2.1.1对于测量水介质仪器，数量中值粒径为9.86μm 颗粒数量浓度标准物质的标称值s N =2040个/mL ，扩展不确定度为U =2.3%，k=2。
一般压力表示值误差测量不确定度评定
1.6级一般压力表示值误差测量不确定度评定1.1评定依据：JJG52 -2013《弹性元件式一般压力表，压力真空表表和真空表》国家计量检定规程。
JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》1.2测量方法:一般压力表的测量，是根据流体静力学原理，应用直接比较法进行的，将压力表与活塞式压力计相连接，对测量系统加压，当活塞系统平衡时，分别读取活塞压力计和压力表的示值，被测压力表的示值与活塞式压力计的压力值之差即为压力表的示值误差。
1.3测量模型测量模型厶P=P-P s式中：P——被测压力表示值误差；P——被测压力表示值；F S——活塞式压力计产生的压力值；1.4已知条件(1)测量标准：标准器为0.05级活塞式压力计,测量范围：(0.1〜6) MPa,(2)被测对象：准确度为1.6级，测量范围(0〜1) MPa 一般压力表.(3)环境条件：温度(20 ± 5) C ,相对湿度小于85%, 1.5标准不确定度分量的评定A不确定度分量的A类评定重复性测量引起的不确定度分量U1，对压力表的压力测量点1MPa示值进行10次重复独立测量，得到10个压力测得值，即1.002MPa, 1.002MPa, 1.004MPa, 1.004MPa, 1.002MPa,1.002 MPa,1.004MPa,1.004MPa, 1.002MPa, 1.002MPa,1 n 平均值p= p k =1.0028 MPa取1.003 MPa.n k m单次测量的标准差采用贝塞尔公式计算：10 -s=，心=1.03 x 10-3 MPa,(测量次数n》10时采用贝塞尔公式) 、10 -1测量结果取平均值，则被测量估计值的A类不确定度分量u1为:注意：当测量次数较少时，nW 9时，采用极差法计算标准偏差, 单次测量的标准差S = ( P m a X- P m i ) /CC----极差系数测量结果取平均值，则被测量估计值的 A 类不确定度分量u 1为:_ s _ R U 1=、n =C,B 不确定度分量的B 类评定(1)压力表示值估读引入的不确定度分量 u 2压力表的分度值:为0.02MPa,规程规定压力表示值读数按最小分度值的1/5估读，属于均匀分布，包含因子k —、3，则压力表示值估读误差引入的不确定度分量u 2:U 2 = a =2.3 x 10-3MPa仪器分辨力 区间半宽a 八/ 5k注意：1指针仪表仪器分辨力为最小分度值的 1/2，规程规定压力表示值读数按最小分度值的1/5估读，区间半宽a-：/5，规程无估读要求的区间半宽a =、/ 22数字显示仪表仪器分辨力为1个数字所代表的量值，区间半宽a /2 (2)标准器引入的不确定度分量u 3标准器选用0.05级活塞式压力计，引入的最大允许误差为=± 0.05% x 1 = ± 0.0005MPa,即半宽 a=0.0005MPa 假设为均匀分布，k — 3 则标准不确定度u 3二旦=2.9 x 10-4MPak(3) 标准器与压力表u1=...10 =1.03"0°.10-4=3.3 x MPa,指针轴参考平面高度差引入的不确定度分量比，对一般压力表可忽略不计，由于测量压力表时，活塞式压力计活塞下端面与压力表指针轴参考平面不在同一水平面上，高度差约为100mm,属于均匀分布，则由高度差引入的不确定度分量u4为：u4二匸g . ：h=860X 9.8035 X 100X 10-3 X 10-6/ ... 3=4.9 X 10-4MPa, (4)环境温度变化引入的不确定度分量U5由于检定压力表，环境温度控制在检定规程要求的温度范围内，温度波动较小, 环境温度引入的活塞压力计示值变化不确定度分量可忽略不计，U5 =01.6合成标准不确定度及扩展不确定度的评定(1)各不确定度分量汇总及计算表(2 )计算合成标准不确定度由于各不确定度分量互不相关，合成标准不确定度% 二.u j u f u f u^2 =2.4 X 10-3 MPa注：式中m和uf在计算不确定度时，首先要比较重复性和分辨力引入的不确定度分量6和u f的大小，两者中舍去小值，只留取大值作为标准不确定度的分量进行计算。
绝缘电阻表检定装置测量不确定度的评定
绝缘电阻表检定装置测量不确定度的评定摘要：绝缘电阻表检定装置不确定度的评定，是建标过程中的重要考核内容。
本文以《JJF 1059.1-2012 测量不确定度评定与表示》为依据，结合实例详细阐述了不确定度的评定方法。
关键字：绝缘电阻表检定装置不确定度评定概述绝缘电阻表检定装置由ZX68C型兆欧表标准电阻器、ZX124C型绝缘电阻表多功能试验箱、CY-3型恒速器、FLUKE1508型绝缘电阻测试仪组成，可用于电子式绝缘电阻表和手摇式绝缘电阻表的检定。
其中，ZX68C用于绝缘电阻表基本误差的检定，ZX124C用于检定绝缘电阻表的开路电压、跌落电压和中值电压，CY-3用于为手摇式绝缘电阻表提供恒定转速，FLUKE1508用于测量绝缘电阻表各端子与外壳之间的绝缘。
2绝缘电阻的测量不确定度评定建立数学模型进行绝缘电阻表基本误差检定时采用标准电阻器法，调节ZX-68C型兆欧表标准电阻器的电阻值为Rn，被检表的显示值即为Rx。
因此建立数学模型为式(1)。
①测量重复性引入的不确定度分量；②标准电阻器允许误差引入的不确定度分量；③标准电阻器调节细度引入的不确定度分量。
各不确定度分量评定由于标准器ZX68C在102Ω～102MΩ、102MΩ～103MΩ、103MΩ～104MΩ的准确度等级不同，需分段进行不确定度的评定。
测量重复性引入的不确定度分量 u1测量重复性引入的不确定度，可以通过在重复条件下连续测量得到的一组数据，用不确定度A类评定方法得到。
选取U=500V R=10MΩ、U=500V R=100MΩ、U=500V R=1000MΩ三个点重复测量10次，获取的数据及相应的标准偏差见表1。
根据检定规程要求，在进行绝缘电阻表检定时，取单次读数作为测量结果，因此在各检定点的相对不确定度为：根据ZX68C使用说明书给出的技术指标，标准器不同档位时其最大允许误差不同，因此对其进行分段评定。
允许误差引入的不确定度作均匀分布处理。
测量不确定度评定与表示
实用文档
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关于GUM法适用条件的理解
（1）GUM法适用于可以假设输入量的概率分布呈对 称分布的情况。
在GUM法评定测量不确定度时，首先要评定输入量的标准 不确定度，
• A类评定时，一般对在重复性条件下的多次测量，由各 种随机影响造成测得值的分散性可假设为对称的正态分
布；
• B类评定时，只有输入量的概率分布为对称分布时，才
实际的，GUM中，约定采用k=2的扩展不确定度U， 由它确定的包含区间为y±U，包含概率约为95%左
右，就是在接近正态分布的基础上得出的。
b.若用算术平均值作为被测量（即输出量）的最佳估计值y， 其为以扩自用展由查不度t分确为布定的ef度ft、为临方U界p差，值为当表(y来U服p/确从kp定)正2包的态含t分概分布率布时为。，pG则的UMy包规/u含定c的因，分子可布 kp，得到扩展不确定度Up和包含概率为p的包含区间y±Up。
本次修订主要内容
1、名称术语与JJF1001-2011《通用计量术语及定 义》一致；新增部分术语。（55页）
2、对适用范围做了补充，明确了GUM法适用的主 要条件。（14页）
3、根据计量实际，增加预评估重复性。（75页）
4、增加协方差和相关系数的估计方法。（97页）
5、弱化了给出自由度的要求，一般给出k值。
实用文档
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规范中的“主要”两字是指：
• 从严格意义上来说，在规定的该三个条件 同时满足时，GUM法是完全适用的。
• 当其中某个条件不完全满足时，有些情况 下可能可以作近似、假设或适当处理后使 用。
• 在测量要求不太高的场合，这种近似、假 设或处理是可以接受的。但在要求相当高 的场合，必须在了解GUM适用条件后予以慎 重处理。
JJF10591测量不确定度评定与表示
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JJF10591测量不确定度评定与表示
•统计学的基本知识
几种非正态分布的标准偏差与置信因子的关系
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JJF10591测量不确定度评定与表示
•第二部分 JJF 1059.1 测量不确定评定与表示
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JJF10591测量不确定度评定与表示
•前 言
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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 出合成不确定度的有效自由度veff 。
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JJF10591测量不确定度评定与表示
•前 言
一、主要修订内容
7) 本规范从实际出发规定：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
一、主要修订内容 3) 对适用范围作了补充，明确指出： 当上述适用条件不能完全满足时，可采用一些 近似或假设的方法处理，或考虑采用 蒙特卡洛法（简称MCM）评定测量不确定度。 本规范的方法（GUM法）的评定结果可以用蒙特卡洛法验证
，验证评定结果一致时仍然可以使用GUM法进行不确定度评定 。
因此本规范仍然是最常用和最基本的方法。
输出量”,“包含概率”代替了“置信概率”等；
增加与不确定度有关的术语，如“定义不确定度”,“仪器的
测量不确定度”,“零的测量不确定度”,“目标不确定度”等 。
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JJF10591测量不确定度评定与表示
•前 言
一、主要修订内容
3) 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
附录D“术语的英汉对照”供参考。
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JJF 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
Evaluation and Expression
of Uncertainty in Measurement
2012-12-03 发布 2013-06-03实施
国家质量监督检验检疫总局发布
测量不确定度评定与表示
Evaluation and Expression
Of Uncertainty in Measurement
归口单位：全国法制计量管理计量技术委员会
起草单位：江苏省计量科学研究院
中国计量科学研究院
北京理工大学
国家质检总局计量司
本规范委托全国法制计量管理计量技术委员会解释
本规范起草人：
叶德培
赵峰 (江苏省计量科学研究院)
施昌彦
原遵东 (中国计量科学研究院)
沙定国 (北京理工大学)
周桃庚 (北京理工大学)
陈红 (国家质检总局计量司)
目录
引言
1 范围
2 引用文献
3 术语和定义
4 测量不确定度的评定方法
4.1 测量不确定度来源分析
4.2 测量模型的建立
4.3 标准不确定度的评定
4.4 合成标准不确定度的计算
4.5 扩展不确定度的确定
5 测量不确定度的报告与表示
6.测量不确定度的应用
附录A 测量不确定度评定举例(参考件)
附录B t分布在不同概率p与自由度ν的)(ν
t值(t值)(补充件)
p
附录C 有关量的符号汇总 (补充件 )
附录D 术语的英汉对照(参考件)
1 引言
本规范是对JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》的修订。
本次修订的依据是十多年来我国贯彻JJF1059-1999的经验以及最新的国际标准ISO/IEC Guide98-3-2008《测量不确定度第3部分：测量不确定度表示指南》(Uncertainty of measurement-Part 3：Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement以下简称GUM)，与JJF 1059-1999相比，主要修订内容有：
--编写格式改为符合JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》的要求。
--所用术语采用JJF 1001-2011《通用计量术语及定义》中的术语和定义，例如更新了“测量结果”和“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。
当上述适用条件不能完全满足时，可采用一些近似或假设的方法处理，或考虑采用蒙特卡洛法（简称MCM）评定测量不确定度.本规范的方法（GUM法）的评定结果可以用蒙特卡洛法验证，验证评定结果一致时仍然可以使用GUM法进行不确定度评定。
因此本规范仍然是最常用和最基本的方法。
--在A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。