計量檢測中不確定度和誤差的分析

楊志偉

=摘 要：計量檢測在我國生產過程中發揮重要的作用，因此為了提高計量檢測的準確性，需要對計量檢測中不確定度和誤差進行詳細的分析，希望能夠為相關工作者提供借鑒。

關鍵詞：計量檢測；不確定度；誤差

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。

一、計量檢測的不確定度

（一）測量不確定度的定義

測量不確定度指的是一個參數，與測量的結果具有一定的關聯性，通常用測量不確定度來表示測量結果的質量或者置信水平的區間半寬度。在獲取各種不確定度過程中，采用的方法較多，而且較為復雜，同時在此過程中，各種因素應考慮全面，多次測量同一計量，并根據貝塞爾公式，準確計算所測的分散值。

（二）測量不確定度的意義

在產品檢驗過程中，通常通過對產品以及部件進行測量，其測量結果能夠直接反映產品或部件是否合格，而且對于測量結果會有測量標稱值進行衡量，若測量結果處于該范圍之內，則產品或部件合格，否則為不合格。但是在測量過程中，一般會受到測量條件以及人為因素的影響，所以對測量的值產生懷疑或不肯定，因此不能將測量的值被作為判斷產品是否合格的唯一標準，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水平有限，在測量過程中，每次測量的結果都不相同，處在某個區間內，所以不確定度具有分散性，在實際測量過程中，測量不確定度的來源有很多，主要包括以下幾個方面：1）缺乏完整的被測量定義；2）采用不合適的方法來實現被測量定義；3）沒有合理的進行取樣，樣本缺乏代表性；4）在測量過程中，對周圍環境的影響情況了解的不夠全面，或者對周圍的環境未進行嚴格的控制；5）相關計量設備讀數不準確；6）對數據計算不夠準確。

二、計量檢測的誤差

（一）計量檢測誤差形成的原因

在計量檢測過程中，造成計量檢測誤差的原因有很多，主要表現在以下幾個方面：1）檢測環境：計量檢測現場周圍的環境，如檢定現場的濕度或者溫度，會對造成計量檢測產生誤差。2）計量檢測器具：計量檢測器具經過多次的使用，就會出現老化、磨損的情況，這樣就會影響計量檢測器具的準確度，進而造成計量檢測產生誤差。3）計量檢測方法：不同的計量檢測器具，在技術參數、數據要求存在差異，因此所采用的方法也不同。4）計量檢定人員：計量檢定人員對計量檢測水平具有重要的影響，技術能力不同人員，在使用計量標準器過程中，會產生一定的誤差。

（二）減少誤差的方法

為了減少計量檢測過程中產生誤差，應采取一定的措施，主要有以下幾項：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。

三、計量檢測不確定度和誤差的聯系和區別

對于計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量檢定工作，就應充分了解計量檢測不確定度和誤差存在的區別和聯系，其中誤差主要的依據是經典誤差理論，而不確定度主要依據是現代誤差理論，同時誤差理論主要采用微積分變化、概率論以及線性代數進行計算，通過實現標準差，對無誤差進行分析，而不確定度也是將其作為理論基礎，而且研究手段也基本相似。

為計量檢測中的誤差和不確度的區別主要表現在以下幾個方面：

1）測量誤差主要反應的測量結果的偏移值，而測量不確度主要反映測量結果在某個區間的范圍。

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

3）誤差的系統誤差以及隨機都是估計值，不利于進行操作，而不確定度可以定量進行操作。

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，不確定度恒為正。

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

6）系統誤差可以對測量結果進行修正，而確定度則難以對結果進行修正。

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

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

另外不確定度和誤差的存在一定的聯系，如不確定度和誤差都是由于測量結果導出來的，且都是定量描述的數值；兩者主要來源相同，一方面是缺乏完善的測量手段，另一方面為對測量值的認識不足。

四、總結

總之，正確理解計量檢測不確定度和誤差，利于計量檢測水平的不斷提升，所以應加強對計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系，同時計量人員應不斷提高自身的計量水平，正確操作計量標準器，保證計量的準確性，降低計量分析，為此計量人員應不斷學習先進的計量方法，了解相關法律法規，進而促進計量檢測行業的不斷發展。

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