測量不確定度誤差解析

在科學實驗、產品生產、商業貿易及日常生活的各個領域，我們都要進行測量工作。測量的目的是確實被測量(measurand)的值，測量不確定度表示測量結果的不確定或不肯定的程度，也就是不可信度.

下面我們舉例說明測量不確定度的含義。對氣體溫度用一儀表進行了多次測量，測量結果為(835.5＋3.6)℃,其中835.5℃是多次測量的算術平均值，正負號後面的數字為擴展不確定度U.

測量不確定度表示測量結果的不可信度，或者說表示測量的質量。測量准確度(accuracy of measurement)表示測量結果輿被測量(真)值之間的一致程度。在相當長的時間裡，測量准確度用測量誤差表示。
測量不確定度是國際上用來描述一測量值品質的術語。這術語傳統上為許多在度量衡或量具實驗室所進行的高准確度測量使用，如QS-9000或ISO/TS16949之類的品質系統標准要求：“要了解測量不確定，並輿其他任何檢驗、測量或試驗設備所需的測量能力.
本質上，不確定度是對一指定的測量結果范圍的描述，在特定的自信度水准內，預期的包括了實際測量結果的范圍。不確定度是測量可靠性的一種量化的表達。這種概念可簡單的表達為：

測量實際值 = 測量的觀測值(結果) +- U

U這個術語即是這被測物和測量結果的“擴展的不確定度(2expanded uncertainty)”。擴展的不確定度是組合的標准誤差(Uc)或這組合誤差(隨機的和系統的)的標准差，在測量過程中乘以一個涵蓋常數(K)這個對一期望自信度水准的常態分布曲線面積的表示;記住，應用了對測量過程呈常態分布的原則性假設。
ISO/IEC<<測量不確定度指南>>定義這涵蓋常數是在常態分布下的95%面積來充分的呈現不確定度。這通常被詮釋為K=2;U=Kuc
這組合標准差(Uc)包括測量過程中所有重大變異的要素。在許多情況下，依據本手冊所實施的測量系統分析方法，可以被視為一種用來對測量不確定度的多種來源的定量工具。通常，可以將這最大誤差要素定量為σ2性能。其他較大的誤差來源可以根據測量的用途來應用。表達一不確定度時必須包括一個適當的范圍，該范圍能夠識別所有的重要誤差並且允許測量被重復進行。有些不確定度建立於長期測量系統誤差，另一些是基於短期測量系統誤差。然而，可以透過以下簡單公式來計算：

UC2=σ2性能+σ2其他
測量不確定度僅僅是用來估計在某測量時間下，測量可能的變化有多大，記住這一點很重要。應該考慮測量過程所有重大的測量變異來源，加上校准、基准標准、方法、環境的重大誤差，以及其他在測量過程中沒有預先考慮到的誤差.
在許多情況下，將使用MSA和GRR方法來計算那些重大的標准誤差來估計不確定度。為了確保不確定度估計值的持續准確性，對一測量過程相關的不確定度要適當周期性地進行再評價。