測量不確定度在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究.pdf

1、測量是在科學(xué)技術(shù)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國內(nèi)外貿(mào)、工程項(xiàng)目以及日常生活的各個領(lǐng)域中不可缺少的一項(xiàng)工作。測量的目的是確定被測量的量值，測量結(jié)果的質(zhì)量如何，測量結(jié)果是否有用，在很大程度上取決于其不確定度的大小。測量不確定度理論是20世紀(jì)60年代提出并逐漸發(fā)展的，測量不確定度是測量質(zhì)量的定量評定，是測量系統(tǒng)最基本也是最重要的特征指標(biāo)，在質(zhì)量、計量諸領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用，特別是國際貿(mào)易的發(fā)展，檢測數(shù)據(jù)的質(zhì)量高低要在國際間得到驗(yàn)證比對和承認(rèn)，對數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和

2、可靠性提出了更高的要求。測量不確定度的概念以及不確定度的評定和表示方法的采用，是計量科學(xué)的一個新發(fā)展，是在現(xiàn)代誤差理論基礎(chǔ)上建立和完善的，是測量結(jié)果評定標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的重要體現(xiàn)。
　　 實(shí)驗(yàn)室是生產(chǎn)試驗(yàn)、科學(xué)研究必不可少的重要基地，實(shí)驗(yàn)室的工作要得到認(rèn)可，須遵守《檢測和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求》（ISO/IEC17025），對實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行全面評定，其中測量不確定度和統(tǒng)計分析是非常重要的，是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的基石。實(shí)驗(yàn)記錄中記載著大量的

3、測量數(shù)據(jù)，怎樣處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，要有一個共同約定最佳處理方案，這一方案是隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不斷修改和完善的。在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要貫徹執(zhí)行這一方案，并通過教學(xué)實(shí)踐使學(xué)生學(xué)會實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法。近年來，一些高校的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中逐漸引入測量不確定度的概念，并在教學(xué)和科研中加以應(yīng)用。我校已經(jīng)將測量不確定度寫入《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》教材，并逐漸運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，在實(shí)驗(yàn)儀器系統(tǒng)的組建當(dāng)中發(fā)揮作用。
　　 本文介紹了測量不確定度研究的目的意義、應(yīng)用現(xiàn)狀及

4、不確定度的評定方法等，詳細(xì)分析了測量不確定度與誤差概念的區(qū)別，對標(biāo)準(zhǔn)不確定度的定義，不確定度的基本公式，不確定度的評定的全過程，以及概率分布、置信因子等不確定度分析計算過程中的諸要素都作了詳細(xì)的論述。并從實(shí)際測量過程中，選取牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)和用拉伸法測金屬絲的靜態(tài)楊氏模量作為實(shí)例，進(jìn)行了具體的測量不確定度應(yīng)用分析，針對通常不確定度的運(yùn)用過程中運(yùn)算繁雜、掌握困難、不易理解等問題，做出適當(dāng)?shù)暮喕幚?，根?jù)測量不確定度的要求，通過評定實(shí)驗(yàn)，建立數(shù)學(xué)

5、模型，分析不確定度來源，分別對不確定度分量進(jìn)行評定，給出規(guī)范的評定結(jié)果。通過實(shí)驗(yàn)和理論分析，澄清了常被混淆的有關(guān)概念，結(jié)合實(shí)例的應(yīng)用研究，提供了選擇合理實(shí)驗(yàn)方案的有效途徑。
　　 隨著高等學(xué)校素質(zhì)教育的全面推進(jìn)，測量不確定度的理論應(yīng)充實(shí)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中。掌握不確定度的概念，加強(qiáng)測量不確定度理論應(yīng)用方面的研究，應(yīng)作為大學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革的一個重要環(huán)節(jié)。本文對不確定度的論述和實(shí)例介紹，有助于測量不確定度的正確運(yùn)用和提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可