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一、计量不确定度的起源与发展

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不确定度(uncertainty)一词起源于1927年德国物理学家Heisenberg在量子力学中提出的不确定度关系,又称测不准关系。

1962年，

1980年，国际(BIPM)召集和成立了不确定度表示工作组并起草了INC-1(1980)。其后国际不确定度工作组经多年讨论和酝酿于1993年制定了《计量不确定度表示指南》GUM93，GUM93于1995年修订后二版。其后,Eurachem/CITAC颁布了基于GUM的化学量测领域不确定度评定指南。

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我国于1999年制定了人民国计量技术规范JJF 1059-1999《计量不确定度评定与表示》，于2012年发布JJF 1059.1-2012《计量不确定度评定与表示》和JJF 1059.2-2012《用蒙特卡洛法评定计量不确定度》。后又发布人民国国家标准GB/T 27418-2017《计量不确定度评定和表示》和GB/T 27419-2018《计量不确定度评定和表示补充文件1基于蒙特卡洛方法的分布传播》。

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二、计量不确定度的意义

计量不确定度是经典的误差理论发展的产物，目的是为了澄清一些模糊的概念和便于实际使用。

由于计量的不完善，通过计量不可能得到真值（即被计量的定义值），由计量获得的值仅是被计量的估计值，被计量的估计值是一个统计量，具有概率分布属性，计量不确定度是该分布的表示分散性的参数。被计量的估计值与被计量的真值之差就是计量的系统误差，由于真值无法准确知道，也就得不到计量误差的准确的值，用参考量值代替真值时，可以获得计量误差的估计值，用它可以对计量结果进行修正。

过去很长一段时间内，在给出计量结果的误差时，往往是根据误差分析给出一个测得值不能确定的范围，有时又把这个范围称为准确度，其实这是与定义不一致的。在以往的误差分析时，要区分系统误差和随机误差，并将这两种不同性质的误差进行合成，对于合成的方法一直存在分歧，缺乏严格、合理和公认的处理办法。因此，经过历史的演变，现在国际上一致公认：将描述测得值的分散性或不能确定的范围称为“计量不确定度”，各个不确定度分量的合成一律采用方差合成的方法。因此对计量结果的可信程度不再用计量误差描述。

计量不确定度表示方法的统一是国际贸易和技术交流不可缺少的，它可使各国进行的计量和得到的结果进行相互比对，取得相互的承认或共识。

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三、计量不确定度与计量误差的区别

根据JJF 1001-2011《通用计量术语及定义技术规范》的规定，计量误差和计量不确定度的定义如下：

计量误差：测得的量值减去参考量值。

计量不确定度：根据用到的信息，表征赋予被计量量值分散性的非负参数。

计量误差和计量不确定度存在明显的区别，为防止大家在使用过其混淆，特为大家梳理出二者的主要区别，如表1示。

表1 计量误差与计量不确定度的区别

序号

计量误差

计量不确定度

1

计量误差表明被计量估计值偏离参考量值得偏差的大小

计量不确定度表明测得值的分散性

2

是一个有正号或者负号的量值，其值为测得值减去被计量的参考量值，参考量值可以是真值或标准值、约定值

是被计量估计值概率分布的一个参数，用标准偏差或标准偏差的倍数表示该参数的值，是一个非负的参数。计量不确定度与真值无关

3

误差是客观存在，不以人的认识程度面改变

计量不确定度与人类对被计量和影响量及计量过程的认识有关

4

参考量值为真值时，计量误差是未知的

计量不确定度可以由人们根据计量数据、资料、经验等信息评定，从而可以定量确定不确定度的大小

5

计量误差按其性质可分为随机误差和系统误差。按定义，随机误差和系统误差都是无限多次计量时的理想概念

计量不确定度分量评定时一般不必区分其性质，若需要区分时应表述为：“由随机影响引入的计量不确定度分量”和“由系统影响引入的计量不确定度分量”

6

计量误差的大明计量结果的准确程度

计量不确定度大明计量结果的可信程度

7

当用标准值或约定值作为参考量值时，可以得到系统误差的估计值，已知系统误差的估计值时，可以对测得值进行修正，

不能用计量不确定度对测得值进行修正，已修正的被计量估计值的计量不确定度中应考虑由修正不完善引入的计量不确定度

四、计量不确定度评定的适用范围

随着计量技术发展水平的不断提高，计量不确定度经过多年的普及以得到广泛应用，它适用于从商业到基础研究等很多领域的各种准确度水平的计量，可适用于广阔的计量领域：

a) 生产过程中的质量控制和质量保证；

b) 法律和法规的符合性判断（基于风险水平考虑）；

c) 在科学和工程领域进行的基础研究、应用研究和研发工作，应提出目标不确定度，并做出不确定度预先分析报告，论证目标不确定度的可行性；

d) 为溯源到国家计量标准，通过国家的计量系统对计量标准和仪器的校准需报告计量不确定度；

e) 研制、保存国际和国家物理计量标准（包括标准物质）；

f) 作为仪器设备准确度技术指标的表述方式；

g) 以及开展实验室比对。