計(jì)量檢測中不確定度和誤差的分析

楊志偉

=摘 要：計(jì)量檢測在我國生產(chǎn)過程中發(fā)揮重要的作用，因此為了提高計(jì)量檢測的準(zhǔn)確性，需要對(duì)計(jì)量檢測中不確定度和誤差進(jìn)行詳細(xì)的分析，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作者提供借鑒。

關(guān)鍵詞：計(jì)量檢測；不確定度；誤差

隨著我國社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量提出了更高的要求，所以為了滿足人們的需求，就必須不斷提高計(jì)量檢測的水平，不斷增強(qiáng)計(jì)量檢測的準(zhǔn)確性，這主要是因?yàn)橛?jì)量是質(zhì)量的重要保證，能夠促進(jìn)科研生產(chǎn)的發(fā)展。所以必須強(qiáng)化計(jì)量人員的計(jì)量意識(shí)，樹立先進(jìn)的計(jì)量理念，嚴(yán)格控制計(jì)量誤差，對(duì)計(jì)量檢測中確定度進(jìn)行認(rèn)真的分析，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)量檢測準(zhǔn)確性的不斷提升。

一、計(jì)量檢測的不確定度

（一）測量不確定度的定義

測量不確定度指的是一個(gè)參數(shù)，與測量的結(jié)果具有一定的關(guān)聯(lián)性，通常用測量不確定度來表示測量結(jié)果的質(zhì)量或者置信水平的區(qū)間半寬度。在獲取各種不確定度過程中，采用的方法較多，而且較為復(fù)雜，同時(shí)在此過程中，各種因素應(yīng)考慮全面，多次測量同一計(jì)量，并根據(jù)貝塞爾公式，準(zhǔn)確計(jì)算所測的分散值。

（二）測量不確定度的意義

在產(chǎn)品檢驗(yàn)過程中，通常通過對(duì)產(chǎn)品以及部件進(jìn)行測量，其測量結(jié)果能夠直接反映產(chǎn)品或部件是否合格，而且對(duì)于測量結(jié)果會(huì)有測量標(biāo)稱值進(jìn)行衡量，若測量結(jié)果處于該范圍之內(nèi)，則產(chǎn)品或部件合格，否則為不合格。但是在測量過程中，一般會(huì)受到測量條件以及人為因素的影響，所以對(duì)測量的值產(chǎn)生懷疑或不肯定，因此不能將測量的值被作為判斷產(chǎn)品是否合格的唯一標(biāo)準(zhǔn)，必須考慮不確定度的影響，這就是不確定度的重要意義。

（三）測量不確定度的來源

由于目前我國測量技術(shù)水平有限，在測量過程中，每次測量的結(jié)果都不相同，處在某個(gè)區(qū)間內(nèi)，所以不確定度具有分散性，在實(shí)際測量過程中，測量不確定度的來源有很多，主要包括以下幾個(gè)方面：1）缺乏完整的被測量定義；2）采用不合適的方法來實(shí)現(xiàn)被測量定義；3）沒有合理的進(jìn)行取樣，樣本缺乏代表性；4）在測量過程中，對(duì)周圍環(huán)境的影響情況了解的不夠全面，或者對(duì)周圍的環(huán)境未進(jìn)行嚴(yán)格的控制；5）相關(guān)計(jì)量設(shè)備讀數(shù)不準(zhǔn)確；6）對(duì)數(shù)據(jù)計(jì)算不夠準(zhǔn)確。

二、計(jì)量檢測的誤差

（一）計(jì)量檢測誤差形成的原因

在計(jì)量檢測過程中，造成計(jì)量檢測誤差的原因有很多，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）檢測環(huán)境：計(jì)量檢測現(xiàn)場周圍的環(huán)境，如檢定現(xiàn)場的濕度或者溫度，會(huì)對(duì)造成計(jì)量檢測產(chǎn)生誤差。2）計(jì)量檢測器具：計(jì)量檢測器具經(jīng)過多次的使用，就會(huì)出現(xiàn)老化、磨損的情況，這樣就會(huì)影響計(jì)量檢測器具的準(zhǔn)確度，進(jìn)而造成計(jì)量檢測產(chǎn)生誤差。3）計(jì)量檢測方法：不同的計(jì)量檢測器具，在技術(shù)參數(shù)、數(shù)據(jù)要求存在差異，因此所采用的方法也不同。4）計(jì)量檢定人員：計(jì)量檢定人員對(duì)計(jì)量檢測水平具有重要的影響，技術(shù)能力不同人員，在使用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器過程中，會(huì)產(chǎn)生一定的誤差。

（二）減少誤差的方法

為了減少計(jì)量檢測過程中產(chǎn)生誤差，應(yīng)采取一定的措施，主要有以下幾項(xiàng)：首先計(jì)量人員應(yīng)不斷的進(jìn)行學(xué)習(xí)，加強(qiáng)對(duì)計(jì)量檢測的認(rèn)識(shí)，不斷提高自身的計(jì)量檢測水平，同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)相關(guān)計(jì)量法律法規(guī)的了解，并對(duì)檢定規(guī)程進(jìn)行認(rèn)真的鉆研，盡量保證計(jì)量操作科學(xué)、規(guī)范，以此提高計(jì)量檢定的準(zhǔn)確性，與此同時(shí)計(jì)量人員還應(yīng)對(duì)先進(jìn)的檢定技術(shù)以及法律法規(guī)進(jìn)行學(xué)習(xí)；其次在檢定之前，應(yīng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行檢定校準(zhǔn)，保證計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器準(zhǔn)確、有效，并注意對(duì)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器日常維護(hù)，減少計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器的磨損；再次開展計(jì)量檢定工作時(shí)，應(yīng)注意計(jì)量檢定周圍環(huán)境，保證溫度以及濕度在允許的范圍之內(nèi)，最大限度減少周圍環(huán)境給計(jì)量工作帶來的不利影響。

三、計(jì)量檢測不確定度和誤差的聯(lián)系和區(qū)別

對(duì)于計(jì)量檢測不確定度和誤差，人們非常容易混淆，所以想要更好的開展計(jì)量檢定工作，就應(yīng)充分了解計(jì)量檢測不確定度和誤差存在的區(qū)別和聯(lián)系，其中誤差主要的依據(jù)是經(jīng)典誤差理論，而不確定度主要依據(jù)是現(xiàn)代誤差理論，同時(shí)誤差理論主要采用微積分變化、概率論以及線性代數(shù)進(jìn)行計(jì)算，通過實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)差，對(duì)無誤差進(jìn)行分析，而不確定度也是將其作為理論基礎(chǔ)，而且研究手段也基本相似。

為計(jì)量檢測中的誤差和不確度的區(qū)別主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）測量誤差主要反應(yīng)的測量結(jié)果的偏移值，而測量不確度主要反映測量結(jié)果在某個(gè)區(qū)間的范圍。

2）按照性質(zhì)來劃分，可以將誤差分為兩種，一種為隨機(jī)誤差，另一種為系統(tǒng)誤差，不確定度只有判定方法存在差異。

3）誤差的系統(tǒng)誤差以及隨機(jī)都是估計(jì)值，不利于進(jìn)行操作，而不確定度可以定量進(jìn)行操作。

4）誤差是測量值與真值之間的差值，因此差值既可以為正，也可以為負(fù)，不確定度恒為正。

5）誤差的合成方法采用代數(shù)相加方法，合成各項(xiàng)誤差分量，不確定度主要采用方和根法進(jìn)行合成。

6）系統(tǒng)誤差可以對(duì)測量結(jié)果進(jìn)行修正，而確定度則難以對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正。

7）誤差與測量方法無關(guān)，與真值無關(guān)，不確定度與數(shù)值大小無關(guān)，與測量方法有關(guān)。

8）誤差沒有置信概率的概念，不確定度有置信概率的概念，它可以用置信區(qū)間半寬來表示。

另外不確定度和誤差的存在一定的聯(lián)系，如不確定度和誤差都是由于測量結(jié)果導(dǎo)出來的，且都是定量描述的數(shù)值；兩者主要來源相同，一方面是缺乏完善的測量手段，另一方面為對(duì)測量值的認(rèn)識(shí)不足。

四、總結(jié)

總之，正確理解計(jì)量檢測不確定度和誤差，利于計(jì)量檢測水平的不斷提升，所以應(yīng)加強(qiáng)對(duì)計(jì)量檢測中不確定度和誤差的分析，了解不確定度和誤差存在的誤差和聯(lián)系，同時(shí)計(jì)量人員應(yīng)不斷提高自身的計(jì)量水平，正確操作計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器，保證計(jì)量的準(zhǔn)確性，降低計(jì)量分析，為此計(jì)量人員應(yīng)不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的計(jì)量方法，了解相關(guān)法律法規(guī)，進(jìn)而促進(jìn)計(jì)量檢測行業(yè)的不斷發(fā)展。

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