測(cè)量不確定度在焦度計(jì)計(jì)量檢定中的應(yīng)用

張樂(lè)章

摘要：隨著社會(huì)發(fā)展，測(cè)量不確定度在計(jì)量檢定工作中發(fā)揮著重要作用，在各行各業(yè)的測(cè)量檢定工作中得到推廣應(yīng)用。因此，如何準(zhǔn)確運(yùn)用測(cè)量不確定度來(lái)促進(jìn)計(jì)量檢定工作的分析與評(píng)定，避免了由原誤差表示易引起的混淆，是當(dāng)前相關(guān)機(jī)構(gòu)及工作人員需要認(rèn)真探索的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：計(jì)量檢定；測(cè)量不確定度；應(yīng)用

一、測(cè)量不確定度的概述

通常，計(jì)量檢定中測(cè)量不確定度具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（一） 嚴(yán)密性

在測(cè)量系統(tǒng)和裝置的登記表中給出準(zhǔn)確結(jié)果的同時(shí)，還要給出儀器的測(cè)量不確定度。如果測(cè)量系統(tǒng)或相關(guān)設(shè)備可以校對(duì)和驗(yàn)證多個(gè)參量，就要給出所有參數(shù)應(yīng)考慮不確定性如果檢定范圍擴(kuò)大，就要將測(cè)量范圍分段處理，再給出不同參量的測(cè)量不確定度。

（二） 針對(duì)性

選擇計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器時(shí)要根據(jù)準(zhǔn)確度的不同級(jí)別來(lái)選，同時(shí)給出相應(yīng)報(bào)告，且在報(bào)告中不僅包括具體測(cè)量值與修正值，也給出擴(kuò)展不確定度，從而使得計(jì)量工作人員能夠更準(zhǔn)確選擇計(jì)量檢定儀器。

（三） 選擇性

通常，在出示計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告時(shí)，只要給出滿(mǎn)足準(zhǔn)確度級(jí)別的技術(shù)指標(biāo)，無(wú)需出示客戶(hù)要求之外的數(shù)據(jù)。因此，在準(zhǔn)確度級(jí)別中仍應(yīng)選擇最大允許誤差或列出導(dǎo)致誤差的參數(shù)，進(jìn)行定量表述。而且，這類(lèi)設(shè)備在認(rèn)定不確定度時(shí)能按照檢定系統(tǒng)的規(guī)定直接實(shí)施，并非必須出具測(cè)量不確定度。

二、測(cè)量不確定度與測(cè)量誤差的關(guān)聯(lián)

測(cè)量不確定度的概述.上文已概述，而測(cè)量誤差是測(cè)量結(jié)果減去真值之差，是一個(gè)差值。測(cè)量誤差以真值為中心，表明測(cè)量結(jié)果偏離真值的程度，是針對(duì)一次測(cè)量的一個(gè)確定值。測(cè)量誤差表明的是測(cè)量結(jié)果與真值間的差異，而真值一般是未知的量，因此測(cè)量誤差作為測(cè)量結(jié)果其本身也不確定。一直以來(lái)，大家都直接把不確定度認(rèn)為是誤差，其實(shí)兩者間既有區(qū)別也有聯(lián)系。本質(zhì)上，不確定度主要是從誤差基礎(chǔ)上發(fā)展來(lái)的，在評(píng)價(jià)方式及計(jì)算中難免有很大相似度。兩者不同處主要在于定義，測(cè)量誤差主要體現(xiàn)測(cè)量結(jié)果及真實(shí)值之間的差距，而測(cè)量不確定度主要體現(xiàn)測(cè)量結(jié)果在數(shù)據(jù)上的分散性，同時(shí)對(duì)分散性有效分析及評(píng)定，最終得出數(shù)值區(qū)間。而且，在實(shí)際操作中測(cè)量不確定度反映測(cè)量值的分散性數(shù)據(jù)，在分析與評(píng)定過(guò)程中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果、經(jīng)驗(yàn)分析等來(lái)進(jìn)行定值的大致確認(rèn)，這種分析評(píng)定的方法很容易受到測(cè)量人員的認(rèn)識(shí)程度、專(zhuān)業(yè)水平的影響。測(cè)量不確定度跟誤差一樣，也是一個(gè)估計(jì)值，并不能代表真實(shí)值，不能用來(lái)對(duì)量值進(jìn)行修正。

三、 測(cè)量不確定度在計(jì)量檢定中的應(yīng)用

（一） 測(cè)量器具中不確定度的應(yīng)用

測(cè)量器種類(lèi)多種多樣，以電能表為例，在測(cè)量檢定時(shí)，由于電能表使用與各種家用、工用電器有很大關(guān)系，所以要充分考慮各種影響不確定度的因素，再利用對(duì)電能表裝置計(jì)算測(cè)量不確定度的各種分散化分量數(shù)值，然后合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，計(jì)算出擴(kuò)展不確定度。最后，利用標(biāo)準(zhǔn)裝置對(duì)電能表進(jìn)行測(cè)量檢定，所采用的檢定方法與不確定度的測(cè)量相似，要充分考慮測(cè)量不確定度的所有影響因素。

（二）強(qiáng)制檢定器中不確定度的應(yīng)用

在強(qiáng)制檢定器的使用過(guò)程中，測(cè)量不確定度的應(yīng)用十分重；要，但是也要根據(jù)具體強(qiáng)制檢定器的種類(lèi)和使用情況來(lái)進(jìn)行具體分析。比如醫(yī)療器械、安全防護(hù)器等強(qiáng)制檢定器，在使用和測(cè)量中就不需要不確定度的測(cè)量。由于這些檢定器的構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確度失真級(jí)別較低，對(duì)于環(huán)境的要求也不太高，只需在檢定報(bào)告中給出合格的檢驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)即可，可以簡(jiǎn)化測(cè)量不確定度的分析與評(píng)定工作。

（三）測(cè)量裝置中的不確定度應(yīng)用

在對(duì)測(cè)量裝置計(jì)量檢定時(shí)，不僅要得出測(cè)量結(jié)架，還要根據(jù)測(cè)量過(guò)程和測(cè)量結(jié)果得出合乎標(biāo)準(zhǔn)的不確定度和擴(kuò)展不確定度。如出租車(chē)計(jì)價(jià)器，對(duì)其進(jìn)行計(jì)量檢定時(shí)，要從計(jì)價(jià)器的不同收費(fèi)時(shí)段來(lái)進(jìn)行不確定度計(jì)算，將階段分散化的數(shù)據(jù)值進(jìn)行整合，然后合成標(biāo)準(zhǔn)的不確定度，根據(jù)合成標(biāo)準(zhǔn)的不確定度進(jìn)一步計(jì)算擴(kuò)展不確定度，在測(cè)量報(bào)告中，將合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度包括在內(nèi)，根據(jù)計(jì)時(shí)器的使用誤差值計(jì)算得出實(shí)測(cè)使用誤差，給出相應(yīng)的誤差表達(dá)式。

四、測(cè)量?jī)x器檢定中不確定度的應(yīng)用

（一）應(yīng)用于測(cè)量器具

測(cè)量器具有很多種類(lèi)型，如家用電能表，它與人們的生活息息相關(guān)，電能表測(cè)量不確定度的應(yīng)用工作至關(guān)重要。當(dāng)針對(duì)家用電能表開(kāi)展計(jì)量檢定工作時(shí)，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(cè)量不確定度的各種因素，然后再通過(guò)計(jì)算電能表的測(cè)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(kuò)展不確定度計(jì)算出來(lái)。最后要通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)裝置測(cè)量、檢定家用電能表，選擇的檢定方法類(lèi)似于不確定度的測(cè)量方法，并充分考慮所有影響不確定度的因素。在編寫(xiě)并出示書(shū)面的報(bào)告證書(shū)時(shí)應(yīng)通過(guò)列表的形式顯示各種修正值、不確定度等數(shù)據(jù)，力求報(bào)告結(jié)果準(zhǔn)確、清晰。

（二）應(yīng)用于測(cè)量裝置

在針對(duì)測(cè)量系統(tǒng)、測(cè)量裝置開(kāi)展計(jì)量檢定工作時(shí)不但要得到測(cè)量結(jié)果，還需按照測(cè)量過(guò)程及結(jié)果得出標(biāo)準(zhǔn)與擴(kuò)展的不確定度。如車(chē)輛計(jì)時(shí)計(jì)價(jià)器，在開(kāi)展計(jì)量檢定工作時(shí)要依據(jù)計(jì)價(jià)器收費(fèi)時(shí)段的差異科學(xué)計(jì)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(kuò)展不確定度計(jì)算出來(lái)。在測(cè)量報(bào)告里應(yīng)把合成標(biāo)準(zhǔn)與擴(kuò)展的不確定度涵蓋進(jìn)去，按照使用計(jì)時(shí)器的誤差值得到實(shí)際使用誤差，給出誤差表達(dá)式。因此，，測(cè)量不確定度的應(yīng)用能為計(jì)量檢定復(fù)雜的、系統(tǒng)的測(cè)量裝置提供多個(gè)參量，確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性。

（三）應(yīng)用于測(cè)量?jī)x器檢定

在分析、評(píng)定測(cè)量?jī)x器時(shí)可應(yīng)用測(cè)量不確定度提高判定儀器結(jié)果的準(zhǔn)確性，但有時(shí)為提高計(jì)量檢定工作效率，可按照實(shí)際情況簡(jiǎn)化應(yīng)用測(cè)量不確定度的流程四。如當(dāng)真實(shí)值與測(cè)量結(jié)果之間的誤差較小時(shí)就可將其忽略，不把誤差評(píng)定的測(cè)量不確定度參數(shù)考慮進(jìn)去，只依據(jù)計(jì)量檢定規(guī)程檢定測(cè)量?jī)x器即可。

（四）應(yīng)用于強(qiáng)制檢定器

在使用強(qiáng)制檢定器時(shí)，應(yīng)用測(cè)量不確定度很關(guān)鍵，但要按照強(qiáng)制檢定器的使用情況及種類(lèi)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(cè)器等強(qiáng)制鑒定器在使用、測(cè)量時(shí)就可不測(cè)量不確定度，因?yàn)樗鼈兊臉?gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確度失真的級(jí)別比較低，對(duì)環(huán)境沒(méi)有太高的要求，只需將合格的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果顯示在檢定報(bào)告中即可，能有效簡(jiǎn)化對(duì)測(cè)量不確定度的應(yīng)用。

五、結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)下的計(jì)量檢定中，工作人員務(wù)必要強(qiáng)調(diào)計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，切忌誤判、錯(cuò)判，不能誤以為測(cè)量不確定度已經(jīng)滿(mǎn)足測(cè)量規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值的要求，從而給下一級(jí)測(cè)量值傳遞產(chǎn)生消極影響，最終影響整個(gè)計(jì)量檢定工作的正常開(kāi)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李冬梅.對(duì)測(cè)量過(guò)程的計(jì)量要求導(dǎo)出及測(cè)量不確定度評(píng)定的探討[J].中國(guó)計(jì)量，2014（4）：83-86.

（作者單位：錦州市檢驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)證中心）