有關計量檢測不確定度的分析

杜小偉 陳二軍

摘 要：隨著社會的發展，科技的進步，質量要求越來越重要。計量作為質量的基本保證，逐漸提高了人們對該措施的認識。“科學技術要發展，計量需先行”這表明計量在研究和生產中起著重要作用。還必須有堅實的計量基礎、先進的計量理念和嚴格的計量態度。在計量檢測過程中，應盡最大努力減少誤差，認真分析不確定度，加強對不確定度的理解，從而提高計量檢測精度。

關鍵詞：計量檢測;不確定度;分析

引言

隨著我國社會的不斷進步，人們對產品質量提出了更高的要求，所以為了滿足人們的需求，就必須不斷提高計量檢測的水平，不斷增強計量檢測的準確性，這主要是因為計量是質量的重要保證，能夠促進科研生產的發展。所以必須強化計量人員的計量意識，樹立先進的計量理念，嚴格控制計量誤差，對計量檢測中確定度進行認真的分析，從而實現計量檢測準確性的不斷提升。

1 測量不確定度

1.1測量不確定度定義

測量不確定度是對測量結果的直接反應，作為測量結果的一個參數，具有明顯的分散性，但是又可以集中地體現測量的定量結果。不確定度的表現有很多，標準差就是常用于表現測量結果的一個指標，通過標準差，測量從業者可以計算出置信水平的區間寬度。由于測量不確定度的影響因子很多，確認測量不確定度的方式也多種多樣。所以，在對某一計量進行測量的時候，測量從業者需要多次計量，不能把某一次的結果就當做整個計量的結果，而是要通過對分散的多個測量結果，運用貝塞爾公式進行運算。綜上所述，測量不確定度是為了完整表達測量結果而存在的。

1.2測量不確定度意義

測量不確定度雖然并不能直接指導人對于生產進行某個非常具體的改良，但是可以通過對產品及產品部件的測量結果，體現出對測量結果的置信程度。這是由于測量結果雖然可以直接劃分為合格和不合格兩類，但在測量過程受到的影響很多。一方面測量者無法排除測量工具本身的誤差，另一方面測量者的主觀對測量結果也有影響。所以，測量的值并不是百分之百可信的。

2 測量不確定度來源

測量不確定度從詞義上理解，意味著對測量結果可信性、有效性的懷疑程度或不肯定程度，是定量說明測量結果的質量的一個參數。實際上由于測量的不完善和測量人員的認識不足，所得的被測量值具有分散性，即每次所得的測量結果是不相同的，而是以一定的概率分散在某個區間內的許多個值。

3 計量檢測不確定度分析

3.1建立被計量與影響量間的數學模型

如果計量不確定度的計量物理量用y表示，影響它的影響和因素用x表示，則數學模型是x和y之間的函數關系，數學模型以數學表達式的形式計量：y=f（x1，x2，…xn）。在數學模型中，有計量輸出的結果，x是直接計量的物理量。f是一種函數關系，其中數學模型表達式中沒有符號元素，例如yx1x2從實驗計量中獲得的輸入x，u（x）的量可以基于A類標準的不確定度來確定。如果計量x是根據其他相關信息的輸入來確定的，u（x）可以根據b類標準的不確定度來確定。這兩類規則之間的差異是它們的評估方法之間的差異，其中類別的不確定度、基于統計方法的標準計算以及基于非統計方法的B類不確定度。兩種標準之間的區別是，標準不確定度評估B在相同條件下無法計量的數據列，以及類別標準不確定度評估需要統計方法的數據列。B類標準不確定度評定應以標準不確定度評定為基礎，并在此基礎上求平方后的相應方差。B類的標準不確定度首先要用方差，所以開放部分必須跟隨并達到標準的不確定度。B類評估所需的標準不確定度可通過檢查相關信息并考慮可靠性程度較低來實現。類別自由度不確定性的標準水平是通過減少與限制對數量相關的元素數量來實現。

3.2計算合成標準不確定度

Xi的不確定性權重主要由輸入量的標準不確定性和數學模型的靈敏度系數決定。在計算合成標準的不確定性時，應考慮不同輸入量的相關性。這些數學模型可以根據評估和表示計量不確定性的具體要求來建立。擴展不確定度是通過將合成標準不確定度乘以k因子來計算的。

3.3計量不確定度的評定方法及步驟

根據評估方法，計量不確定度可分為A類不確定度和B類不確定度，其中A類不確定度由觀測欄的統計分析方法計量，并表示不確定度標準偏差。對B類不確定度的評估不同于觀測欄的統計分析，即度類以外的所有不確定性都在B類中評估。對于更容易理解或統計計算的不確定度類別，計量一些觀測分配以計算這些數據在規定條件下的標準偏差就足夠了，而對于類別B的不確定度，其必須由基于假設的經驗、信息和概率分布的估計標準偏差來表示，原始數據不是來自觀測數據的處理，但是，從經驗和其他信息中獲得的密度概率的函數與評價者的經驗、知識范圍和理解水平有關，并且它們本身包含主觀評價的要素，因此評價更加復雜，必須進行合理的評價。

4 減少計量檢測誤差方法

首先計量人員應不斷的進行學習，加強對計量檢測的認識，不斷提高自身的計量檢測水平，同時還應加強對相關計量法律法規的了解，并對檢定規程進行認真的鉆研，盡量保證計量操作科學、規范，以此提高計量檢定的準確性，與此同時計量人員還應對先進的檢定技術以及法律法規進行學習;其次在檢定之前，應對標準器進行檢定校準，保證計量標準器準確、有效，并注意對計量標準器日常維護，減少計量標準器的磨損;再次開展計量檢定工作時，應注意計量檢定周圍環境，保證溫度以及濕度在允許的范圍之內，最大限度減少周圍環境給計量工作帶來的不利影響。

結語

總之，對不確定度和計量誤差的良好理解有助于計量和檢測水平的不斷提高，因此有必要加強計量不確定度和誤差的分析，了解不確定度和誤差之間的相關性。同時，計量員必須不斷提高自己的計量水平，正確使用計量工具，保證計量的準確性，減少計量分析。為此，計量人員必須不斷學習先進的計量方法，了解相關法律法規，從而促進計量和傳感行業的持續發展。

參考文獻

[1]段暉，羅永紅.計量檢測中不確定度和誤差的分析[J].計量與測試技術，2015，（5）：39-41.

[2]李海燕，馬朝旭，劉曉強，等.有關計量檢測不確定度的分析[J].城市建設理論研究（電子版），2015，（15）.

[3]段暉，羅永紅.計量檢測中不確定度和誤差的分析[J].計量與測試技術，2015，05：39-41.