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什么是标准不确定度、合成标准不确定度和扩展不确定度?

发布时间：2025-07-01 06:45:40

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答案：标准不确定度(standard uncertainty)是指“以标准偏差表示的测量不确定度”。它不是由测量标准引起的不确定度，而是指不确定度由标准偏差的估计值表示，表征测得值的分散性。标准不确定度用符号μ表示。标准不确定度分量：测量结果的不确定度往往由许多来源引起，对每个不确定度来源评定的标准偏差，称为标准不确定度分量，用ui表示。合成标准不确定度(***bined standard uncertainty)是指“由在一个测量模型中各输入量的标准测量不确定度获得的输出量的标准测量不确定度”。通俗地说，合成标准不确定度是由各标准不确定度分量合成得到的标准不确定度。合成的方法称为测量不确定度传播律。合成标准不确定度用符号uc表示。合成标准不确定度仍然是标准偏差，它是测量结果标准偏差的估计值，它表征了测量结果的分散性。合成标准不确定度的自由度称为有效自由度，用νeff，表示，它表明所评定的uc的可靠程度。合成标准不确定度也可用uc(y)/y相对形式表示，必要时可以用符号ur或urel表示。扩展不确定度(expanded uncertainty)是指“合成标准不确定度与一个大于1的数字因子的乘积”。扩展不确定度是由合成标准不确定度的倍数得到，即将合成标准不确定度uc扩展了k倍得到，用符号U表示，U=kuc。扩展不确定度确定了测量结果可能值所在的区间。测量结果可以表示为：Y=y±U。式中，y是被测量的最佳估计值。被测量的值Y以一定的概率落在(y—U，y U)区间内，该区间称为包含区间。所以扩展不确定度是测量结果的包含区间的半宽度。测量结果的取值区间在被测量值概率分布总面积中所包含的百分数称为该区间的包含概率(coverage probability)，用p表示。扩展不确定度也可以用相对形式表示，例如：用U(y)/y表示相对扩展不确定度，也可用符号Ur(y)、Ur或Urel表示。说明具有规定的包含概率为p的扩展不确定度时，可以用Up表示。例如：U95表明由扩展不确定度决定的测量结果取值区间具有包含概率为0.95，或U95是包含概率为95%的统计包含区间的半宽度。由于U是表示包含区间的半宽度，而uc是用标准偏差表示的，所以它们均是非负参数，即U和uc单独定量表示时，数值前都不必加正负号，如U=0.05V，不应写成U=±0.05V。“为获得扩展不确定度，对合成标准不确定度所乘的大于1的数”称包含因子(coverage factor)。包含因子用符号k表示时，U=kuc，一般k取2或3。当用于表示包含概率为p的包含因子时，包含因子用符号kp表示，Up=kpuc。k的取值决定了扩展不确定度的包含概率，若uc近似正态分布，且其有效自由度较大，则：U=2uc时，测量结果Y在(y-2uc，y 2uc)区间内包含概率p约为95%；U=3uc时，测量结果Y在(y-3uc，y 3uc)区间内包含概率p约为99%。包含概率是与包含区间有关的概率值。包含概率表明测量结果的取值区间包含了概率分布下总面积的百分数，表明了测量结果的可信程度。包含概率可以用0～1之间的数表示，也可以用百分数表示。例如包含概率为0.99或99%。