有關計量檢測不確定度的分析

摘要：計量檢測涉及到我國生產中的各個方面，其重要性不言而喻，計量檢測是為了盡量準確可靠的計量檢測有確定度，針對計量檢測不確定度的定義簡單介紹后， 對于計量檢測不確定度的原理、特點和分類等進行了系統闡述，得出計量檢測不確定度的可靠性可以通過分析、評定計量檢測不確定度確定，希望本文的詳細論述能夠對廣大從事計量檢測技術工作的人員提供幫助。

關鍵詞：計量檢測 不確定度 不確定度分析

中圖分類號：TB9文獻標識碼：A文章編號：1674-098x（2012）08（c）-0141-01

1 計量檢測不確定度的定義

計量檢測不確定度包括三種意思：（1）用于不確定度的方式；（2）計量檢測不確定度參數是個標準偏差或給定置信度區間的半寬度，計量檢測不確定度的表達中獲取了不確定度的不同的檢測方法；（3）計量檢測不確定度是有很多分量構成，有些分量可由對應系列計量檢測的結果統計的分布實行估計，表示則可用試驗標準偏差。另有一些分量是基于經驗或者其他信息的概率分布加以估計，當然也可以用標準偏差來表述。

2 計量檢測不確定度原理

計量檢測不確定度可以理解為對計量檢測結果的可信性和有效性的懷疑或不肯定度，它是定量說明計量檢測的質量結果的參數。

在實際中，由于不完善的計量檢測和人們認識的不足，計量檢測所得的被計量檢測值多具有分散的特性，就是每次測得的結果數值不同，這些數值以特定的概率分布散落在某個區域之內。雖然計量檢測的系統誤差是一個不變的、客觀存在的值，但因為我們無法完全掌握，所以在現有所學中，只能認為它以某種概率分布于某個區域內，且這種概率分具分散性。計量檢測不確定度說明被計量檢測值分散的參數，它無法表明計量檢測的結果是否接近真正的值。為了這種分散性得以表征，計量檢測不確定度采用標準差表示。

3 計量檢測不確定度的分類

計量檢測是為確定被計量檢測的量值。計量檢測的質量是評價計量檢測的結果可信度的重要依據。計量檢測不確定度是對計量檢測質量的定量性表征，計量檢測結果的可用程度上取決于不確定度的大小。計量檢測的結果須同時包含被計量檢測的值及與此值相關聞的計量檢測的不確定度，這樣計量檢測的結果完整且有意義。

計量檢測不確定度的A類與B類評定主要根據如下：用統計、分析、評定觀測列（多次重復計量檢測得出的結果）得出的標準不確定度是A類標準不確定度，用不同于統計、分析、評定觀測列得出的標準不確定度則是B類標準不確定度。這兩類評定標準間并不存在本質區別，A類不確定度由觀測得到的一組頻率分布計算出的概率密度函數得到：B類不確定度是根于發生的某個事件的信任程度。A類與B類評定均基于概率上的分布，且都是用方差或者標準差來表征。A類與B類評定不存在著哪個評定結果更為可靠的問題。正常說，A類評定比B類評定更加客觀，因為A類評定具有統計的嚴格性。計量檢測的獨立與否、是否處于統計和控制狀態及計量檢測的次數都由A類不確定度的可靠程度決定。

4 計量檢測不確定度的應用分析

在實際情況中，計量檢測不確定度產生的來源于主要有以下幾個方面：不完整或者不完善的被計量檢測過程；實施的被計量檢測的方法不夠理想；計量檢測不確定度抽取樣品的代表性不充分，即被計量檢測的樣本無法代表其定義的被計量檢測整體；認識計量檢測過程受到環境影響的程度不夠，或者不完善的計量檢測與控制的環境條件造成誤差；存在人為地偏移模擬儀器的讀數和指示數；計量檢測相關儀器的分辨能力或鑒別能力不夠；賦予計量標的值和參考物質值不準確；引用的數據計算出來的常量及其它參量不準確；計量檢測的方法和計量檢測的程序的相似導致結果不真實；看起來百分之百相同的檢測條件下，被計量檢測重復觀測值的變化卻可能不同。

5 不確定度的計量檢測

5.1 建立被測量與影響量間的數學模型

若將被計量檢測的不確定度的測物理量用Y表示，影響被測量Y的各影響量、因素用X表達，數學模型既是X與Y間的函數關系。用數學表達式形式測量的數學模型：Y=f（x1，x2，…，xn）。

數學模型中Y是輸出測量值的結果，X是直接測的物理量。f為函數關系，在數學模型表達工中不存在帶有正負號的項目，比如Y=x1±x。2應該由實驗測量所得到的輸入量x，u（x）可根據A類標準的不確定度進行確定。如果是根據其他相關信息的輸入確定輸入量x，則u（x）可根據B類標準的不確定度確定。這兩類標準間的差別是其對應的得出方法間的差異，A類標準的不確定度是依據統計的方法計算得出，B類標準的不確定度是依據非統計的方法計算得出。兩類標準的不同為：

B類標準不確定度評定不用在相同的條件下計量檢測得出的數據列，A類標準不確定度評定需要依據統計的方法需要數據列。

B類標準不確定度評定必須要以標準不確定度評定作為基礎，并在此基礎之上平方后得到對應方差，A類標準不確定度是要先用方差，然后開方去正跟后得到標不確定度。

B類評定所需要的標準不確定度的自由度是可以通過查閱相關資料得到的，是通過可靠程度不高的估算中得出的。而A類的標準不確定度自由度是由項數與對和的限制數相減得到的。

5.2 計算合成標準不確定度

對xi不確定度的分量主要是由輸入量的標準不確定度和數學模型的靈敏系數二者共同決定。其公式是u（yi）=|ci|u（xi）。

在計算合成標準的不確定度時，應充分考慮不同的輸入量是否存有相關性。還需要考慮數學模型中是否為連乘模式、連除模式或線性模式。對于數學模型是非線性式的數字模型需要考慮存在不存在高階項。這些可根據《測量不確定度評定與表示》的具體要求與規定建立相應的數學模型。計算擴展不確定度U的方法是：通過合成標準的不確定度及包含因子k進行乘法計算得出的。不相同的測量儀器的校準規范對k值的規定也有所不同。

經過上述各項計算得出的擴展不確定度U后，就需要對測量不確定度的內容做出具體解釋。用戶可以根據這些信息推導出合成標準的不確定度。

6 結語

計量檢測不確定度是保證計量、檢測質量的要素，是我國法制計量的管理范圍。是從事計量、檢測工作人員必須掌握的技能。在產品的檢測中，為避免因計量檢測的方法和條件的不同對結果產生影響，應該依據計量檢測不確定度原理對其結果進行評定，這樣才能有效地提高計量檢測的效益，推廣國家計量標準規定和評定方法，有利于我國計量、檢測工作水平的提高。

參考文獻

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