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测量和测量不确定度（一）不确定度定义：测量不确定度：表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数。
注：（1）此参数可以是诸如标准差或其倍数，或说明了置信水准的区间的半宽度。
（2） 测量不确定度由多个分量组成。
其中一些分量可用测量列结果的统计分布估算，并用实验标准差表征。
另一些分量则可用基于经验或其它信息的假定概率分布估算，也可用标准差表征。
（3） 测量结果应理解为被测量之值的最佳估计，而所有的不确定度分量均贡献给了分散性，包括那些由系统效应引起的（如，与修正值和参考测量标准有关的）分量。
（二）测量与测量不确定度测量给出关于某物的属性，它可以告诉我们某物体有多重、或多长、或多热，即告诉我们量值有多大。
测量总是通过某种仪器或设备来实现的，尺子、秒表、衡器、温度计等都是测量仪器。
被测量的测量结果通常由两部分组成（一个数和一个测量单位），他们构成了量值。
例如：人体温度37.2℃是量值，人体温度是被测量，37.2是数，℃是单位。
对于比较复杂的测量，通过实际测量获得被测量的测量数据后，通常需要对这些数据进行计算、分析、整理，有时还要将数据归纳成相应的表示式或绘制成表格、曲线等等，亦即要进行数据处理，然后给出测量结果。
检测/校准工作的核心是测量。
测量不确定度是对测量结果存有怀疑的程度。
测量不确定度亦需要用两个数来表示：一个是测量不确定度的大小，即置信区间的半宽；另一个是对其相信的程度，即置信概率（或称置信水准、置信水平、包含概率），表明测量结果落在该区间有多大把握。
例如：上述测量人体温度为37.2℃，或加或减0.1℃，置信水准为95％。
则该结果可以表示为37.2℃±0.1℃，置信概率为95％这个表述是说，我们测量的人体温度处在37.1℃到37.3℃之间，有95％的把握。
当然，还有一些其他不确定度的方式。
这里表述的是最终的扩展不确定度，它是确定测量结果区间的量，合理赋予被测量之值分布的大部分可望包含于此区间。
测量不确定度二、测量不确定度(一)基本概念测量的目的是为了确定被测量的量值。
测量结果的质量(品质)是量度测量结果可信程度的最重要的依据。
测量不确定度就是对测量结果质量的定量表征，测量结果的可用性很大程度上取决于其不确定度的大小。
所以，测量结果表述必须同时包含赋予被测量的值及与该值相关的测量不确定度，才是完整并有意义的。
表征合理地赋予被测量之值的分散性、与测量结果相联系的参数，称为测量不确定度。
从词义上理解，"不确定度"即怀疑或不肯定，因此，广义上说，测量不确定度意味着对测量结果可信性、有效性的怀疑程度或不肯定程度。
实际上，由于测量不完善和人们认识的不足，所得的被测量值具有分散性，即每次测得的结果不是同一值，而是以一定的概率分散在某个区域内的多个值。
虽然客观存在的系统误差是一个相对确定的值，但由于我们无法完全认知或掌握它，而只能认为它是以某种概率分布于某区域内的，且这种概率分布本身也具有分散性。
测量不确定度正是一个说明被测量之值分散性的参数，测量结果的不确定度反映了人们在对被测量值准确认识方面的不足。
即使经过对已确定的系统误差的修正后，测量结果仍只是被测量值的一个估计值，这是因为，不仅测量中存在的随机因素将产生不确定度，而且，不完全的系统因素修正也同样存在不确定度。
不要把误差与不确定度混为一谈。
测量不确定度表明赋予被测量之值的分散性，是通过对测量过程的分析和评定得出的一个区间。
测量误差则是表明测量结果偏离真值的差值。
经过修正的测量结果可能非常接近于真值(即误差很小)，但由于认识不足，人们赋予它的值却落在一个较大区间内(即测量不确定度较大)。
为了表征赋予被测量之值的分散性，测量不确定度往往用标准差表示。
在实际使用中，由于人们往往希望知道测量结果的置信区间，因此测量不确定度也可用标准差的倍数或说明了置信水平的区间的半宽表示。
为了区分这两种不同的表示方法，分别称它们为标准不确定度和扩展不确定度。
测不准原理的应用及意义1、测不准原理的定义及理论背景1.1 测不准原理的定义测不准原理由量子力学创始人德国物理学家海森堡于1927年提出,又名“不确定关系”,英文"Uncertainty principle",是量子力学的一个基本原理,本身为傅立叶变换导出的基本关系:若复函数与构成傅立叶变换对,且已由其幅度的平方归一化(即相当于的概率密度相当于的概率密度,‘’表示复共轭),则无论的形式如何,与标准差的乘积不会小于某个常数(该常数的具体形式与的形式有关)。
1.2 测不准原理的理论背景测不准原理是物质世界的一个基本的不可回避的性质,人们习惯于对物体运动轨迹的准确描述,大到天体如何运行,小到微尘如何飞扬。
这种认识必须基于对物体能够准确定位。
为了预测一个物体的运动状态,必须准确测量它的位置和速度。
测定必须施加一个物理量作用于作为被测对象的物体之上,这在任何一种测量中都无法幸免。
显然,对在微观粒子尺度空间的测量方法用光照最合适。
然而,光照是无法把粒子的位置确定到比光的波长更小的程度的。
为了测定的准确,必须用更短波长的光,这意味着光子的能量更高,这样测定对粒子速度的扰动将很厉害。
因此,不能同时准确的测定粒子的位置和速度。
事实上,宏观世界和微观世界都受到测不准原理的制约,只不过对宏观物体的测量,一定波长的光已经足够精确,且扰动对其速度的影响小到远远无法计较。
测不准原理揭示了微观粒子运动的基本规律:粒子在客观上不能同时具有确定的坐标位置及相应的动量。
如果微观粒子的位置的不确定范围是,同时测得的微粒的动量的不确定范围是。
与的乘积总是大于。
这里,为普朗克Plank常数。
测不准原理来源于微观粒子的波粒二象性,是微观粒子的基本属性,所谓的测不准与测量仪器的精度无关。
1.2.1 海森伯海森伯在创立矩阵力学时,对形象化的图象采取否定态度。
但他在表述中仍然需要使用“坐标”、“速度”之类的词汇,当然这些词汇已经不再等同于经典理论中的那些词汇。
不确定度原理和应用一、基本概念测量不确定度是对测量结果可信性、不效性的怀疑程度或不肯定程度，是定量说明测量结果的质量的一个参数。
通俗来讲，测量不确定度即是对任何测量的结果存有怀疑。
你也许认为制作良好的尺子、钟表和温度计应该是可靠的，并应给出正确答案。
但对每一次测量，即使是最仔细的，总是会有怀疑的余量。
日常中这可以表述为“出入”，例如一根绳子可能2m长，有1cm“出入”。
由于对任何测量总是存在怀疑的余量，所以我们需要回答“余量有多大？”和“怀疑有多差？”，这样为了给不确定度定量实际上需要有两个数。
一个是该余量（或称区间）的宽度；另一个是置信概率，说明我们对“真值”在该余量范围内有多大把握。
例如：我们可以说绳子的长度测定为20cm加或减1cm，有95%置信概率。
这结果可以写成：20cm±1cm，置信概率为95%。
这个表述是说我们对绳子长度在19cm到21cm之间有95%的把握。
二、测量不确定度评定代替误差评定的原因在用传统方法对测量结果进行误差评定时，大体上遇到两方面的问题：逻辑概念上的问题和评定方法问题。
测量误差的定义是测量结果减去被测量之真值。
原来我们把被测量在观测时所具有的真实大小称为真值，因而这样的真值只是一个理想概念。
根据定义，若要得到误差就应该知道真值。
但真值是无法得到的，因此严格意义上的误差也是无法得到的，能得到的只是误差的估计值。
虽然误差定义中同时还指出：由于真值不能确定，实际上用的是约定真值，但此时还需考虑约定真值本身误差。
对一个被测量进行测量的目的就是想要知道该被测量的值。
如果知道了被测量的真值或约定真值，也就没有必要再进行测量了。
由于真值无法知道，因此实际上误差的概念只能用于已知约定真值的情况。
从另一个角度来说，误差等于测量结果减真值，即真值等于测量结果减误差，因此一旦知道测量结果的误差，就可以对测量结果进行修正而得到真值。
这是经典的误差评定遇到的第一个问题。
误差评定遇到的第二个问题是评定方法的问题。
