测量不确定度的提出和发展

2023年6月1日08:28:13测量不确定度的提出和发展已关闭评论

术语“不确定度”源于英语“Uncertainty”,原意是指可疑或不确定的程度,是一个定性名词。1927年,德国物理学家海森堡指出,在一个量子力学系统中,一个粒子的位置和它的动量不可被同时准确确定,为此提出了著名的“Heisenberg uncertainty principle”,即海森堡不确定性原理,在该科学原理的描述中出现了术语“不确定度”(Uncertainty)。

1963年,原美国国家标准局(NBS)的数理统计专家埃森哈特(Eisenhart)在《仪器校准系统精度和准确度估计》中提出了定量表示不确定度的建议。随后,“不确定度”这个术语在测量领域逐渐被广泛接受和应用。当时,不同国家和地区以及不同行业对不确定度的理解和表示方法各不相同。

到了 20世纪 70年代,为了促进不确定度的评定和表示方法在全世界统一,国际计量委员会(CIPM)要求国际计量局(BIPM)讨论并提出规范测量不确定度评定的建议。为此,BIPM成立了不确定度表示工作组。

1980年,BIPM 在征求世界上 32个国家的国家计量院、5个国际组织的意见基础上起草了1份建议书,即INC-1(1980),向各国推荐了不确定度的表示原则。

1981年,CIPM讨论通过了INC-1(1980),并批准发布为CI-1981。

1986年,CIPM 再次对该建议书予以确认,发布了 CI-1986。在此基础上,CIPM成立了由BIPM、ISO (国际标准化组织)、IEC (国际电工委员会)、OIML (国际法制计量组织)、IUPAP (国际理论和应用物理联合会)、IUPAC (国际理论和应用化学联合会)和IFCC (国际临床化学联合会)等7个国际组织组成的专门工作组,起草测量不确定度评定指导性文件。

1993年,上述 7个国际组织联名发布《测量不确定度表示指南》(Guide to Expression of Uncertainty in Measurement,1993,简称GUM)。为了使不确定度表示的术语和概念一致,专门工作组于同年发布了改版的《国际通用计量学基本术语》(Internation Vocabulay of Basic and General Terms in Metrology,1993,简称VIM-2)。1995年,专门工作组又对GUM 和VIM进行修订并发布。GUM和VIM-2为世界范围内统一评定和表示测量不确定度奠定了基础。

1997年,上述 7个国际组织组成了计量导则联合委员会(JCGM),着手推广应用和补充完善GUM和VIM-2。国际实验室认可合作组织(ILAC)于2005年起作为成员参与JCGM的工作。

2007年,8个国际组织联名发布了 VIM-3,并将《国际通用计量学基本术语》更名为 ISO/IEC GUIDE99:2007《国际计量学词汇—基本和通用概念及相关术语》(Internation Vocabulay of Metrology-Basic and General Concepts And Associated Terms in Metrology)。

2008年,GUM(1995版)被命名为ISO/IEC GUIDE 98-3:2008《测量不确定度 第3部分:测量不确定度表示指南》(Uncertainty of measurement Part 3:Guide to the expression of Uncertainty in Measurement(GUM:1995)),8个国际组织同时发布补充材料《用蒙特卡洛法传播概率分布》(ISO/IEC GUIDE98-3 Supplement 1-2008:Propagation of distributions using a Monte Carlo method)。

此外,在GUM发布之后,一些国际组织和国家先后制定并发布了相应的测量不确定度评定规范性指南,如欧洲分析化学中心(EURACHEM)与分析化学国际溯源性合作组织(CITAC)联合发布了指南文件《分析测量中不确定度的量化》(Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement);IEC 下属的国际无线电干扰特别委员会(CISPR)发布了CISPR 16-4《电磁干扰(EMC)测量中不确定度评定指南》(Guidance on Evaluating the Uncertainty in Electromagnetic Interference Measurement);欧洲认可组织(EA)先后发布了 EA-4/02《校准中测量不确定度评定》(Expression of the Uncertainty of Measurement in Calibration)、EA-4/16《定量检测中测量不确定度表示指南》(EA Guidelines on the Expression of Uncertainty in Quantitative Testing)。

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