計量檢定中測量不確定度的應(yīng)用探析

金顯來

摘要 測量不確定度是一個參數(shù)，它表征測量結(jié)果的分散性，表述了一個范圍或區(qū)間，說明被測量值以特定的概率落于其中。不確定度的大小在很大程度上決定了測量結(jié)果是否可用，下面主要對測量不確定度在計量檢定中的應(yīng)用進(jìn)行分析和探討，希望能為開展相關(guān)實踐工作提供借鑒。

關(guān)鍵詞 測量不確定度；計量檢定；應(yīng)用分析；注意事項

中圖分類號 TB9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2095—6363（2016）12—0075—02

缺少質(zhì)量檢驗的工程或產(chǎn)品是無法放心使用的，同樣，缺少測量不確定度評定報告的測量結(jié)果也無法放心使用，測量結(jié)果只有給出了不確定度報告才具備完整意義。為進(jìn)一步規(guī)范計量檢定的結(jié)果，提高計量檢測的準(zhǔn)確度，合理應(yīng)用測量不確定度是良好選擇。

1計量檢定中的測量不確定度分析

測量不確定度與誤差存在本質(zhì)區(qū)別，不確定度是合理表征測量所得值，是一種聯(lián)系測量結(jié)果的參數(shù)，而誤差是被測量實際值與測量結(jié)果之間的差距。在計量檢定中出具報告、證書時往往可通過幾種途徑分析測量不確定度。

一是在測量系統(tǒng)及裝置的報告登記中往往給出較為準(zhǔn)確的結(jié)果，同時也應(yīng)當(dāng)給出測量儀器的測量不確定度，若選擇測量系統(tǒng)亦或是相關(guān)設(shè)備可以校對與檢定多個參量，則應(yīng)當(dāng)給出各個參量的不確定度，如果進(jìn)行校對或者檢定的測量范圍有所增加，則需要把測量范圍進(jìn)行分段，同時給出不同參量的測量不確定度，或者選擇其中最小以及最大的不確定度當(dāng)成是重要參考依據(jù)，表明不確定度的測量條件和形成的典型值。其次應(yīng)當(dāng)在給依據(jù)準(zhǔn)確度級別選擇計量標(biāo)準(zhǔn)的器具時給出報告或相關(guān)證書，不僅應(yīng)當(dāng)給出具體的測量值與修正值，同時應(yīng)當(dāng)給出擴展不確定度，從而讓計量工作人員能夠更加準(zhǔn)確的選擇該類儀器進(jìn)行計量檢定。選擇該類測量設(shè)備的過程中應(yīng)當(dāng)加入修正值，即是對計量標(biāo)準(zhǔn)器評定過程中的不確定度時需要用到，因此報告或證書內(nèi)的測量不確定度非常關(guān)鍵，必須給出。三是在出具依據(jù)準(zhǔn)確度級別使用計量標(biāo)準(zhǔn)器的報告或證書時通常不出具客戶要求以外的數(shù)據(jù)，只需要給出滿足準(zhǔn)確度級別的技術(shù)指標(biāo)結(jié)論便可，并非必須給出不確定度，所以在準(zhǔn)確度級別中仍然應(yīng)當(dāng)選擇最大允許誤差或者導(dǎo)致誤差等系列數(shù)值的辦法進(jìn)行定量或表述，一般來說這類設(shè)備在認(rèn)定不確定度的過程中能夠按照檢定系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)定直接實施，同時此類設(shè)備在評定測量不確定度的過程中能夠按照檢定系統(tǒng)或者規(guī)定的最大允許誤差等信息進(jìn)行計量檢定，所以能夠不出具測量不確定度。

2計量檢定中測量不確定度的具體應(yīng)用

2.1應(yīng)用于測量器具

測量器具有很多種類型，如家用電能表，它與人們的生活息息相關(guān)，電能表測量不確定度的應(yīng)用工作至關(guān)重要。當(dāng)針對家用電能表開展計量檢定工作時，由于它的適用和各種各樣的電器有密切關(guān)聯(lián)，因而需充分考慮影響測量不確定度的各種因素，然后再通過計算電能表的測量不確定度的分散化分量數(shù)值的方式合成標(biāo)準(zhǔn)的策略不確定度，將擴展不確定度計算出來。最后要通過標(biāo)準(zhǔn)裝置測量、檢定家用電能表，選擇的檢定方法類似于不確定度的測量方法，并充分考慮所有影響不確定度的因素。在編寫并出示書面的報告證書時應(yīng)通過列表的形式顯示各種修正值、不確定度等數(shù)據(jù)，力求報告結(jié)果準(zhǔn)確、清晰。

2.2應(yīng)用于測量裝置

在針對測量系統(tǒng)、測量裝置開展計量檢定工作時不但要得到測量結(jié)果，還需按照測量過程及結(jié)果得出標(biāo)準(zhǔn)與擴展的不確定度。如車輛計時計價器，在開展計量檢定工作時要依據(jù)計價器收費時段的差異科學(xué)計算不確定度，并整合分散化的數(shù)據(jù)值，合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，并以此為依據(jù)將擴展不確定度計算出來。在測量報告里應(yīng)把合成標(biāo)準(zhǔn)與擴展的不確定度涵蓋進(jìn)去，按照使用計時器的誤差值得到實際使用誤差，給出誤差表達(dá)式。因此，測量不確定度的應(yīng)用能為計量檢定復(fù)雜的、系統(tǒng)的測量裝置提供多個參量，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性。

2.3應(yīng)用于測量儀器檢定

在分析、評定測量儀器時可應(yīng)用測量不確定度提高判定儀器結(jié)果的準(zhǔn)確性，但有時為提高計量檢定工作效率，可按照實際情況簡化應(yīng)用測量不確定度的流程。如當(dāng)真實值與測量結(jié)果之間的誤差較小時就可將其忽略，不把誤差評定的測量不確定度參數(shù)考慮進(jìn)去，只依據(jù)計量檢定規(guī)程檢定測量儀器即可。

2.4應(yīng)用于強制檢定器

在使用強制檢定器時，應(yīng)用測量不確定度很關(guān)鍵，但要按照強制檢定器的使用情況及種類進(jìn)行具體的應(yīng)用分析。如安全防護(hù)器、醫(yī)療器械、環(huán)境探測器等強制鑒定器在使用、測量時就可不測量不確定度，因為它們的構(gòu)造相對簡單，準(zhǔn)確度失真的級別比較低，對環(huán)境沒有太高的要求，只需將合格的檢驗數(shù)據(jù)及結(jié)果顯示在檢定報告中即可，能有效簡化對測量不確定度的應(yīng)用。

3測量不確定度應(yīng)用于計量檢定的注意事項

3.1明確測量不確定度應(yīng)用范圍

我國計量技術(shù)規(guī)范《測量不確定度的評定與標(biāo)識》中清楚的要求了應(yīng)用測量不確定度的基本范圍，要求計量工作人員在進(jìn)行計量檢定工作的過程中必須要嚴(yán)格落實。即：國家基準(zhǔn)和計量標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)建，開展好國際對比工作；標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和參考信息；鑒定流程、測量手段、檢定系統(tǒng)和校準(zhǔn)規(guī)范；計量認(rèn)證和確認(rèn)、質(zhì)量認(rèn)證和實驗室認(rèn)可；生產(chǎn)環(huán)節(jié)質(zhì)量認(rèn)證以及產(chǎn)品的檢驗和測試等。

3.2評定常規(guī)測量結(jié)果不確定度

在實際的計量檢定中有很多常規(guī)性測量，包括測量儀器、量具的檢定、校準(zhǔn)及質(zhì)檢部門檢驗大宗產(chǎn)品或材料等，這類測量工作中的測量儀器及方法、程序是固定的；測量對象相似，并達(dá)到一定要求；可以是不同的測量人員，但都要經(jīng)過培訓(xùn)，是合格人員；由檢定規(guī)程、國際或國家或部門的標(biāo)準(zhǔn)、校準(zhǔn)規(guī)范等技術(shù)文件來規(guī)定測量的條件。此時的測量不確定度一般會受到測量條件變化帶來的影響，但測量條件已經(jīng)被限制，只要滿足規(guī)定條件，不確定度就能滿足測量使用需要。針對常規(guī)測量，在評定和應(yīng)用測量不確定度時應(yīng)假設(shè)當(dāng)時的環(huán)境正好滿足規(guī)定條件，使不確定度能在合格條件下達(dá)到最大。換言之，在實際測量工作中只要測量條件合格，其不確定度就不可能比此值大，一般是為用戶提供該不確定度，這樣做的優(yōu)勢在于不必單獨評定每一個測量結(jié)果的不確定度，用戶對不確定度有更高的要求時除外，給出常規(guī)測量中能達(dá)到的最小不確定度。

3.3評定特定測量結(jié)果不確定度

評定并合理應(yīng)用一個已得特定測量結(jié)果的測量不確定度是最基本的情況，因為已經(jīng)完成了測量并得到了測量結(jié)果，所以此種情況下的測量器材、測量對象、測量方法以及測量數(shù)據(jù)等已經(jīng)明確了。若測量對象、測量方法、測量設(shè)備以及測量人員相同，即便是再次測量，那么不僅測量結(jié)果會出現(xiàn)細(xì)微變化，測量不確定度也會因測量影響因素的改變而出現(xiàn)變化。但這一情況下要求給出特殊測量結(jié)果的不確定度，因此評定并應(yīng)用不確定度的過程中需要對特定測量條件來實施，所獲得的不確定度恰恰是此特定測量結(jié)果的不確定度，一般不能把它用在其他同類測量里。

4結(jié)論

在當(dāng)下的計量檢定中，工作人員務(wù)必要強調(diào)計量結(jié)果的準(zhǔn)確性，切忌誤判、錯判，不能誤以為測量不確定度已經(jīng)滿足測量規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值的要求，從而給下一級測量值傳遞產(chǎn)生消極影響，最終影響整個計量檢定工作的正常開展。在日常計量檢定工作中，計量人員要加強對測量不確定度的具體應(yīng)用，不斷提升計量檢定工作水平，實現(xiàn)量值的統(tǒng)一。endprint