测量不确定度
如果测量结果不能完全精确,我们需要知道这种不精确的程度;这就是测量不确定度。
为了更好地解释什么是测量不确定度,让我们考虑一个简单的任务。想象一下测量一段绳子的长度。如果我们把这段绳子交给 10 个人,让他们测量,我们很可能会得到 10 个不同的答案。造成这种情况的原因是不确定性来源。这可能包括:
- 绳子的平直度
- 绳子末端的平整度(末端纤维的粗糙度)
- 绳子的张力
- 湿度对绳子的影响
- 温度对绳子的影响
- 尺子的分辨率(尺子上最小的刻度)
- 尺子的正确性(校准时尺子的完美程度)
- 用于校准尺子的主设备的测量正确性
- 为确定测量长度而进行的读数次数
- 测量的重复性
正如您现在所看到的,环境、方法和设备都为变化和怀疑提供了机会。因此我们必须得出结论:
- 测量中没有什么是确定的
- 唯一可以确定的是,任何测量都不会完全精确
量化测量的不确定度可能是一项复杂但有条不紊的任务。国际标准化组织 (ISO) 发布了一份名为《测量不确定度指南 (GUM)》的文件,其中提供了国际公认的确定不确定度预算和相关计算的方法。最近,许多 ISO 和 ASTM 标准也包括详细说明如何计算测量不确定度的附录。由于测量变化是任何不确定度预算中的一个主要贡献,因此在表达测量不确定度时,必须定义概率以及变化的大小。