赵 娜，孙 轶，王奇锋，卜 莹

（中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所，西安 710065）

1 引言

通常情况下，测量结果是用误差来表示的，但是误差不能完整有效的表征整个测量过程的稳定性，要想完整有效的表征测量过程的控制效果，这就要借助另外一个度量参数，即测量不确定度，这个参数可以形象的表征测量结果的可靠性。因此，在表示一个测量结果的时候，就应该标注出该测量值的不确定度，这样才是一个完整的表示方式。此外，CNAS中也对检测实验室的不确定度评定提出了要求，而不确定度的评定与表示是众多检测实验室的一个薄弱环节，而我们的环境与可靠性实验室也属于检测实验室的范畴，因此，为了持续提高环境与可靠性实验室的检测水平，提高测量不确定度评定与表示水平就显得尤为重要，故而本文通过分析给出了环境与可靠性实验室的测量不确定度评定方法。

2 测量不确定度

2.1 含义

测量过程中，由于各类因素对测量结果都会有影响，诸如，设备、人员的操作、环境等，这就导致测量结果与真值之间存在偏差，那么如何形象的表征测量结果的精准性，也就是分散性，这就要用到我们说的测量不确定度，其值越大，说明测量能力越差，反之，则越强。

2.2 测量不确定度的分类

测量不确定度的分类如图1所示。

图1 测量不确定度分类

3 评定过程

3.1 识别影响试验结果的不确定因素

根据各类试验设备的机理、样品的测量方法、环境条件、被测件的性能和状态、所用试剂和消耗材料以及操作人员等，分析影响试验结果的不确定因素为：不同试验检测人员重复开展试验检测工作带来的不确定度；试验设备所允许的最大误差带来的影响；数字温度计的分辨力对测量结果带来影响；校准结果引入的标准不确定度。

3.2 评定流程

在分析完产生不确定的来源后，接下来的问题便是如何评定不确定度，即就是：不确定度的评定流程，其中，图2、图3分别给出了A类标准不确定度和B类标准不确定度的评定流程，根据这个流程我们便可以计算出试验过程中的标准不确定度。

3.3 评定步骤

3.3.1 建立模型

在评定环境试验过程中的不确定度时，首先得将测量过程准确有效地表示出来，要想准确的将被测量和输入量的关系清楚的表征出来，这就要求我们在被测量Y与输入量X1…XN之间以公式的形式形象的保证出他们之间的关系，这个建立关系的过程即为建立数学模型，假设被测量Y的测量结果为y，输入量Xi的估计值为xi，则被测量Y与输入量X1…XN之间的模型可建立为：

图2 A类评定流程

图3 B类评定流程

3.3.2 逐项评定测量不确定度

y=f（x1，x2，…，xN）

3.3.2.1 不确定度的A类评定

在计算A类不确定度前，我们首先要做的就是测量，那么，对输入量Xi进行n（一般取n≥5）次独立的等精度测量，我们将得到测量结果记为xi，k，其中k=1，2，3…ni，其估计值也就是其算术平均值为：xi=，k=1，2，3…ni。那么Xi的A类标准不确定度的计算方法为：

3.3.2.2 不确定度的B类评定

B类标准不确定度不同于A类标准不确定度，它是不能通过重复测量而得到，而是通过分析哪些因素都会影响环境试验的测量结果，从这些因素着手，去得到的测量不确定度就属于B类。那么，Xi的B类标准不确定度可按照下式进行计算：u(xi)=a/k

式中，a为允许误差限的绝对值；k与xi在此区间内的概率分布有关，可通过查询JJF-1059.1概率分布情况的估计表而得到。

3.3.2.3 合成标准不确定度的评定

合成标准不确定度，是由所建模型中所有标准不确定度进行合成而来，如果不考虑输入量的相关性，可通过下式进行计算：

3.3.2.4 扩展不确定度的评定

3.4 评定测量不确定度过程的监督

在环境与可靠性实验中心中，监督工作是必不可少的，故而，监督员应对测量不确定度评定的整个实施过程进行监督。

4 评定报告

当完成上述一系列工作后，就该编制不确定度报告了。报告测量不确定度首先必须报告测得的量值，由于测量结果通常表示为单个被测量量值ys和测量不确定度，即。测得的值ys可以是单次测量值或数据测量列的算术平均值。测量不确定度实际上是测量过程中来自测量试验设备、试验操作人员、测量方法、测试环境及被测件所有的不确定度因素的集合。因此，在测量不确定报告中一般以合成标准不确定度、扩展不确定度U(y)或他们的相对形式给出。同时，应注意：一是最后结论给出的不确定度，有效数字一般不超过2位。二是带低位数的扩展不确定度通常不按数据修约规则取舍，而是直接进位。

5 结束语

测量不确定度从很大程度上给出了测量结果的可信程度，反映了整个测量过程中所有误差对测量结果的影响。随着科技的发展，在试验过程中对检测结果的精准度要求也越来越高，因此，我们应深入研究如何在环境与可靠性实验室中应用好不确定度的评估方法，从而提高试验过程检测的精准度，进而更进一步提高产品的试验检测质量。为了加强测量不确定度在试验领域的应用，还需做以下工作：一是完整准确定义被测量，如，试验箱内传感器测量温度的误差；二是合成不确定度时需要考虑不确定度分量的相关性，在去除相关性方面的分析还有待进一步提高。