ISO IEC GUIDE 98-3-2008 Uncertainty of measurement - Part 3 Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM 1995)《测量的不确定性 第3部分 测量不确定性的表达指南(GUM-1995)》.pdf

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1、 Premire dition 2008 ISO/CEI 2008 GUIDE 98-3 Incertitude de mesure Partie 3: Guide pour lexpression de lincertitude de mesure (GUM:1995) Uncertainty of measurement Part 3: Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM:1995) GUIDE ISO/CEI 98-3:2008(F) PDF Exonration de responsabilit Le p

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7、749 01 11 Fax + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.org Web www.iso.org Version franaise parue en 2010 Publi en Suisse ii ISO/CEI 2008 Tous droits rservsGUIDE ISO/CEI 98-3:2008(F) ISO/CEI 2008 Tous droits rservs iiiSommaire Page Prliminaires .v Avant-propos .vi Introduction.vii 1 Domaine dapplicatio

8、n 1 2 Dfinitions 2 2.1 Termes mtrologiques gnraux.2 2.2 Le terme incertitude 2 2.3 Termes spcifiques ce Guide3 3 Concepts fondamentaux.4 3.1 Mesurage4 3.2 Erreurs, effets et corrections .5 3.3 Incertitude 6 3.4 Considrations pratiques .7 4 valuation de lincertitude-type .8 4.1 Modlisation du mesurag

9、e .8 4.2 valuation de Type A de lincertitude-type.10 4.3 valuation de Type B de lincertitude-type.12 4.4 Illustration graphique de lvaluation de lincertitude-type 15 5 Dtermination de lincertitude-type compose 19 5.1 Grandeurs dentre non corrles.19 5.2 Grandeurs dentre corrles 21 6 Dtermination de l

10、incertitude largie .24 6.1 Introduction24 6.2 Incertitude largie24 6.3 Choix dun facteur dlargissement.25 7 Expression de lincertitude.25 7.1 Conseils gnraux.25 7.2 Conseils spcifiques.26 8 Rcapitulation de la procdure dvaluation et dexpression de lincertitude28 Annexe A Recommandations du Groupe de

11、 travail et du CIPM29 A.1 Recommandation INC-1 (1980) 29 A.2 Recommandation 1 (CI-1981) .30 A.3 Recommandation 1 (CI-1986) .30 Annexe B Termes mtrologiques gnraux 32 B.1 Origine des dfinitions32 B.2 Dfinitions 32 Annexe C Termes et concepts statistiques fondamentaux .40 C.1 Origine des dfinitions40

12、C.2 Dfinitions 40 C.3 laboration de termes et de concepts 46 Annexe D Valeur vraie, erreur et incertitude .50 D.1 Le mesurande 50 D.2 La grandeur ralise .50 D.3 La valeur vraie et la valeur corrige 50 D.4 Erreur51 GUIDE ISO/CEI 98-3:2008(F) iv ISO/CEI 2008 Tous droits rservsD.5 Incertitude 52 D.6 Re

13、prsentation graphique . 52 Annexe E Motivation et fondements de la Recommandation INC-1 (1980) . 55 E.1 Sr, alatoire et systmatique. 55 E.2 Justification pour des valuations ralistes de lincertitude . 55 E.3 Justification pour le traitement identique de toutes les composantes de lincertitude 56 E.4

14、cart-type comme mesure de lincertitude 59 E.5 Une comparaison entre les deux points de vue sur lincertitude 61 Annexe F Conseils pratiques pour lvaluation des composantes de lincertitude . 62 F.1 Composantes values partir dobservations rptes: valuation de Type A de lincertitude-type . 62 F.2 Composa

15、ntes values par dautres moyens: valuation de Type B de lincertitude-type 65 Annexe G Degrs de libert et niveaux de confiance 72 G.1 Introduction. 72 G.2 Thorme central limite . 73 G.3 La loi de t et les degrs de libert . 74 G.4 Nombre effectif de degrs de libert 75 G.5 Autres considrations 77 G.6 Rs

16、um et conclusions 78 Annexe H Exemples. 81 H.1 talonnage de calibres bouts. 81 H.2 Mesurage simultan dune rsistance et dune ractance . 87 H.3 talonnage dun thermomtre. 91 H.4 Mesurage dactivit. 95 H.5 Analyse de variance . 100 H.6 Mesurages par rapport une chelle de reprage: duret 106 Annexe J Liste

17、 des principaux symboles . 111 Bibliographie 115 Index alphabtique 117 GUIDE ISO/CEI 98-3:2008(F) ISO/CEI 2008 Tous droits rservs vLe prsent Guide tablit les rgles gnrales pour lvaluation et lexpression de lincertitude de mesure, rgles prvues pour sappliquer un large ventail de mesurages. Ce Guide e

18、st fond sur la Recommandation 1 (CI-1981) du Comit international des poids et mesures (CIPM) et sur la Recommandation INC-1 (1980) du Groupe de travail sur lexpression des incertitudes. Ce groupe de travail avait t constitu par le Bureau international des poids et mesures (BIPM) pour rpondre une dem

19、ande du CIPM. La Recommandation du CIPM est la seule recommandation concernant lexpression de lincertitude de mesure qui ait t avalise par une organisation intergouvernementale. Le prsent Guide a t prpar par un groupe de travail mixte compos dexperts dsigns par le BIPM, la Commission lectrotechnique

20、 internationale (CEI), lOrganisation internationale de normalisation (ISO) et lOrganisation internationale de mtrologie lgale (OIML). Les sept organisations* suivantes ont apport leur soutien llaboration du prsent Guide et il est publi en leur nom: BIPM: Bureau international des poids et mesures CEI

21、: Commission lectronique internationale FICC: Fdration internationale de chimie clinique* ISO: Organisation internationale de normalisation OlML: Organisation internationale de mtrologie lgale UICPA: Union internationale de chimie pure et applique UIPPA: Union internationale de physique pure et appl

22、ique Les utilisateurs du prsent Guide sont invits adresser leurs commentaires et leurs demandes de clarification lune des sept organisations de tutelle dont les adresses postales sont donnes sur la page 2 de couverture*. _ * Note de bas de page la version 2008: En 2005, la Coopration internationale

23、sur lagrment des laboratoires dessais (ILAC) a rejoint officiellement les sept organisations internationales fondatrices. * Note de bas de page la version 2008: Le nom de cette organisation a chang depuis 1995. Il scrit maintenant: IFCC: Fdration internationale de chimie clinique et de mdecine de la

24、boratoire * Note de bas de page la version 2008: Des liens vers les adresses des huit organisations membres du JCGM (Comit commun pour les guides en mtrologie) peuvent tre trouvs ladresse http:/www.bipm.org/en/committees/jc/jcgm. GUIDE ISO/CEI 98-3:2008(F) vi ISO/CEI 2008 Tous droits rservsAvant-pro

25、pos Le Comit international des poids et mesures (CIPM), la plus haute autorit mondiale en mtrologie, a reconnu en 1977 le manque de consensus international dans lexpression de lincertitude de mesure. Il a demand au Bureau international des poids et mesures (BIPM) de traiter le problme de concert ave

26、c les laboratoires de mtrologie nationaux et dmettre une recommandation. Le BIPM a prpar un questionnaire dtaill couvrant les problmes en cause et la diffus 32 laboratoires de mtrologie nationaux reconnus comme sintressant au sujet (et, pour information, cinq organisations internationales). Au dbut

27、de 1979, 21 laboratoires avaient rpondu 1 1 ) . Presque tous les laboratoires reconnaissaient limportance darriver une procdure accepte internationalement pour exprimer lincertitude de mesure et pour combiner les composantes individuelles de lincertitude en une seule incertitude globale. Toutefois,

28、il ny avait pas de consensus apparent sur la mthode utiliser. En consquence, le BIPM a organis une runion qui avait pour objectif darriver une procdure uniforme et gnralement acceptable pour la spcification de lincertitude. Des experts de 11 laboratoires nationaux de mtrologie ont particip cette run

29、ion. Ce Groupe de travail sur lexpression des incertitudes a prpar la Recommandation INC-1 (1980), Expression des incertitudes exprimentales 2. Le CIPM a approuv la Recommandation en 1981 3 et la reconfirme en 1986 4. Le CIPM sen est remis lOrganisation internationale de normalisation (ISO) pour dve

30、lopper un guide dtaill fond sur la Recommandation du Groupe de travail (qui est un bref canevas plutt quune prescription dtaille), lISO pouvant mieux, en effet, reflter les besoins provenant des larges intrts de lindustrie et du commerce. Cest le groupe technique consultatif (TAG 4) sur la mtrologie

31、 qui a t charg de cette responsabilit, car lune de ses tches consiste coordonner llaboration de lignes directrices relatives aux problmes de mesurage qui sont dintrt commun lISO et aux six organisations qui participent, avec lISO, au travail du TAG 4, savoir: la Commission lectrotechnique internatio

32、nale (CEI), partenaire de lISO pour la normalisation au niveau mondial; le CIPM et lOrganisation internationale de mtrologie lgale (OIML), qui sont les deux organisations mondiales de la mtrologie; lUnion internationale de chimie pure et applique (UICPA) et lUnion internationale de physique pure et

33、applique (UIPPA), qui reprsentent la chimie et la physique; et la Fdration internationale de chimie clinique (FICC). Le TAG 4 a constitu son tour le Groupe de travail 3 (ISO/TAG 4/GT 3) compos dexperts dsigns par le BIPM, la CEI, lISO et lOIML et nomms par le Prsident du TAG 4. Son mandat est le sui

34、vant: Dvelopper un guide, fond sur la recommandation du Groupe de travail BIPM sur lexpression des incertitudes, qui fournisse des rgles pour lexpression de lincertitude de mesure, utilisables en normalisation, dans ltalonnage, dans laccrditation des laboratoires et dans les services de mtrologie. L

35、objectif dun tel guide est de contribuer une information complte sur la manire dont on aboutit lexpression de lincertitude; fournir une base pour la comparaison internationale des rsultats de mesure. Cette premire dition du Guide ISO/CEI 98-3 annule et remplace le Guide pour lexpression de lincertit

36、ude de mesure (GUM), BIPM, CEI, FICC, ISO, OIML, UICPA, UIPPA, 1993, corrige et rimprime 1995. La prsente dition franaise du Guide ISO/CEI 98-3 correspond la version anglaise corrige publie en 2010. 1) Voir la Bibliographie. * Note de bas de page la version 2008: Lors de llaboration de la prsente ve

37、rsion 2008 du GUM, seules les corrections juges ncessaires par rapport la version papier de 1995 ont t introduites par le JCGM/WG 1. Elles concernent les paragraphes 4.2.2, 4.2.4, 5.1.2, B.2.17, C.3.2, C.3.4, E.4.3, H.4.3, H.5.2.5 et H.6.2. GUIDE ISO/CEI 98-3:2008(F) ISO/CEI 2008 Tous droits rservs

38、viiIntroduction 0.1 Lorsquon rend compte du rsultat dun mesurage dune grandeur physique, il faut obligatoirement donner une indication quantitative sur la qualit du rsultat pour que ceux qui lutiliseront puissent estimer sa fiabilit. En labsence dune telle indication, les rsultats de mesure ne peuve

39、nt pas tre compars, soit entre eux, soit par rapport ces valeurs de rfrence donnes dans une spcification ou une norme. Aussi est-il ncessaire quil existe une procdure facilement applicable, aisment comprhensible et largement accepte pour caractriser la qualit du rsultat dun mesurage, cest-dire pour

40、valuer et exprimer son incertitude. 0.2 Le concept dincertitude comme attribut quantifiable est relativement nouveau dans lhistoire de la mesure bien que lerreur et lanalyse des erreurs soient des concepts depuis longtemps pratiqus dans la science de la mesure, cest-dire en mtrologie. On reconnat ma

41、intenant largement que, lorsquon a valu la totalit des composantes de lerreur connues ou souponnes et que les corrections appropries ont t appliques, il subsiste encore une incertitude sur la validit du rsultat exprim, cest-dire un doute sur la manire dont le rsultat de mesure reprsente correctement

42、 la valeur de la grandeur mesure. 0.3 De mme que lutilisation quasi universelle du Systme international dunits (SI) a apport la cohrence pour tous les mesurages scientifiques et technologiques, de mme un consensus universel sur lvaluation et lexpression de lincertitude de mesure permettrait la compr

43、hension aise et linterprtation correcte dun vaste spectre de rsultats de mesure en science, ingnierie, commerce, industrie et rglementation. notre poque de dveloppement mondial du commerce, il est impratif que la mthode dvaluation et dexpression des incertitudes soit uniforme dans le monde entier po

44、ur pouvoir comparer facilement des mesurages effectus dans des pays diffrents. 0.4 La mthode idale dvaluation et dexpression de lincertitude du rsultat dun mesurage devrait tre: universelle: la mthode devrait pouvoir sappliquer tous les types de mesurages et tous les types de donnes dentre utilises

45、dans les mesurages. La grandeur effectivement utilise pour exprimer lincertitude devrait tre: logique en elle-mme: elle devrait pouvoir se dduire directement des composantes constitutives tout en tant indpendante du groupement de ces composantes ou de leur dcomposition en sous- composantes; transfra

46、ble: lincertitude value pour un rsultat devrait pouvoir tre utilise directement comme composante dans lvaluation de lincertitude dun autre mesurage o lon utilise le premier rsultat. De plus, dans de nombreuses applications industrielles et commerciales de mme que dans les domaines de la sant et de l

47、a scurit, il est souvent ncessaire de fournir, autour du rsultat dun mesurage, un intervalle dont on puisse sattendre ce quil comprenne une fraction leve de la distribution des valeurs qui pourraient raisonnablement tre attribues au mesurande. Aussi, la mthode idale dvaluation et dexpression de lincertitude de mesure devrait pouvoir fournir aisment un tel intervalle, en particulier avec une probabilit ou un niveau de confiance qui corresponde dune manire ra