附录C (资料性附录)测量数据的不确定度

C.1 概述
    C.1.1 并非所有公布的实验数据都会包含不确定度信息。本附录内容用于帮助实验人员确定实验数据的不确定度,还可帮助模型使用者在验证模型时判断实验数据的有效性。
    C.1.2 一般而言,实验测量结果仅仅是实验条件下特定量的近似值或估计值,因此,结果应包含对于完整的不确定度的定量表述。
    C.1.3 测量结果的不确定度通常由几部分组成。根据国际度量委员会采用的方法,按照数值估计方法,标准不确定度可分为两类:
        ——A类:统计方法估计的不确定度;
        ——B类:其他方法估计的不确定度。 
    C.1.4 一般将不确定度分成两个部分:随机部分和系统部分。每一部分对测量不确定度的贡献用一个标准偏差表示,即标准不确定度,通常以ui表示,等于方差ui2的正平方根。A类标准不确定度中的不确定分量可采用基于统计方法估计的标准偏差si表示,是基于统计方法估计的方差si2和自由度数vi的正平方根。对于这部分不确定度分量,其标准不确定度ui=si。同样,B类标准不确定度的不确定分量以uj表示,是相应标准偏差的近似值,等于uj2的正平方根,可看成相应方差的近似值,根据基于可用信息假设的概率分布可以获得该值。由于将uj2看成方差,uj看成标准偏差,所以对于这类不确定度分量,标准不确定度就是uj。 
C.2 A类标准不确定度的估计
    A类标准不确定度估计可以基于任何一种有效的数据统计方法。例如,在利用最小二乘法将一组独立观察数据拟合成一曲线时,可以计算这组数据均值的标准偏差来估计该曲线参数及标准偏差。本部分不详细介绍统计方法。
C.3 B类标准不确定度的估计
    B类标准不确定度的估计是基于可用信息所做出的科学判断,这些信息可包括:
    a)以前的测量数据;
    b)对有关技术资料和测量仪器特性的了解和经验;
    c)仪器制造商提供的技术说明文件;
    d)手册或相关资料给出的校准数据与参考数据的不确定度。
C.4 合成标准不确定度
    测量结果的合成标准不确定度,以符号uc表示,用于表示测量结果的标准偏差。不论是A类不确定分量还是B类不确定度分量,都采用合成方法将这些独立的标准不确定度ui组合为合成标准不确定度。这一合成方法称作“不确定度传播律”或“和的平方根方法”。目前广泛采用合成标准不确定度uc来度量不确定度。
C.5 扩展不确定度
    尽管可以采用合成标准不确定度uc表示多个测量结果的不确定度,但实际经常需要做的是定义测量结果y的偏差区间,并使测量值Y在一定置信度条件下位于这个区间内。这样的区间就是扩展不确定度,以符号U来表示,通过uc(y)与包含因子k相乘得到,见式(C.1)。

U=kuc(y)       .....................................(C.1)
在一定置信度条件下,可以得到式(C.2):
y-U≤Y≤y+U     .....................................(C.2)
通常写作式(C.3):
Y=y±U            .....................................(C.3)
 一般而言,需要在一定置信度条件下选择包含因子k,k值通常介于2~3之间。如果用正态分布,忽略uc的不确定度,k=2时确定了置信水平近95%的区间,k=3时的置信水平超过99%,当前国际上采用k=2。
C.6 不确定度报告
    不确定度报告应给出U及其包含因子k,或uc。如报告测量结果和不确定度,应包括下列信息或引用发表的文献:
    a)所有标准不确定度分量及其自由度的详细清单,以及uc值,不确定度分量数值的获取方法(统计方法或其他方法);
    b)对每个标准不确定度分量值估计过程的详细报告。

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