建立計量標準過程中的不確定度分析

張天華

【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?！翱茖W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。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。

【關鍵詞】計量檢測;不確定度;分析

前言

JJF 1033-2016《計量標準考核規范》中指出計量標準是“具有確定的量值和相關聯的測量不確定度，實現給定量定義的參照對象?！彼前延嬃炕鶞仕鶑同F的單位量值逐級傳遞到工作計量器具以及將測量結果在允許的范圍內溯源到國家計量基準的重要環節[2]。從定義可知，測量不確定度是其必不可少的一部分。JJF 1059.1-2012《測量不確定度的評定與表示》[3] 中指出測量不確定度是“根據所用到的信息，表征賦予被測量值分散性的非負參數?！彼桥c測量結果相關聯的參數，用于表征合理賦予被測量的值的分散性。測量不確定度越大，表示測量能力越差;反之，表示測量能力越強。計量不確定度是對計量結果的直接反應，作為計量參數，計量不確定度明顯分散，但可以集中在計量的定量結果上。

1不確定度計量檢測的誤差分析

1.1計量檢測誤差形成的原因

（1）檢測環境：計量場地周圍的環境（如控制場地的濕度或溫度等），會影響檢測到結果。

（2）計量傳感裝置（MeasurementandSensingDevice）計量傳感裝置重復使用后，會出現老化和磨損的情況，影響計量傳感裝置的精度。

（3）計量和檢測方法：不同的計量和檢測工具在技術參數和數據要求上有所不同，因此使用的方法也不同。

（4）計量控制人員：計量控制人員對計量控制水平有重大影響，不同技能習慣的人員在使用計量工具時會產生不同結果。

1.2減少誤差的方法

為了減少計量和傳感過程中的誤差，需要采取一些措施，其中主要有：第一，計量人員必須不斷提高其計量檢測水平，并且提高其對相關計量法律法規的了解，認真學習檢定規程，以確保盡可能規范的執行計量規程來提高計量檢定的準確性;其次，在驗證之前，需要對試驗儀器進行校準，以確保計量儀器的準確性和有效性，并注意計量儀器的日常維護，以減少計量工具的磨損;恢復計量控制時，需要小心計量和驗證周圍環境，以確保溫度和濕度在允許的范圍內，將周圍環境的負面影響降至最低。

2電學計量誤差原因分析

2.1人為因素導致電學計量誤差

不同的測量人員對于電學計量的技術掌握程度差異和對于電學測量流程的熟悉程度差異是導致電學計量結果的原因之一。首先因為不同的檢測員有著不同的監測習慣，所以造成因為監測流程不規范統一而導致的數值誤差;其次因為現在測量員對于電學測量的認知不一，這也是電學計量出現不同誤差的原因之一;最后在測量過程中保證每一步測量流程都符合測量標準具有較大難度，因此電學計量中總會出現一些系統誤差。此外，因為測量的人員的計量專業知識水平參差不齊，或者因其他原因看似沒有違規的測量方法進行量值傳遞。因此在電學計量中一定要采用標準的測量程序來減少因為人為操作因素而出現的電學計量誤差。

2.2設備因素導致電學計量誤差

電學計量的理論知識和標準器具一直處于優化發展階段，然而標準器的生產廠家的生產過程導致標準器本身所存在的差異性，是導致電學計量出現差異的根本原因。標準器易受外界環境因素影響，因此除了過了“保質期”的標準器必須通過科學的技術手段重新確立標準器存在的系統誤差，正在投入使用的標準器也要進行定期檢驗更新。

2.3元件差異導致電學計量誤差

通常情況下電子元件產生的磁場影響可以忽略不計。但是在電子計量中因為元件之間的導線、線圈中產生感應電動勢是成為影響電學計量產生誤差的主要不確定因素。電感線圈附近有磁鐵性物質和高導電物質，使得線圈感應值發生變化，從而出現各種偏差。雖然可通過采取屏蔽措施解決以上誤差，但是使用屏蔽措施也會導致導體中電容泄漏電流使得電路中元件數值發生變化。此外，靜電、壓強等因素都會影響測量結果。

3電學計量不確定評定

3.1電學計量不確定評定標準

1986 年，國際標準化組織（ISO）國際電工委員會（IEC）國際計量委員會（CIPM）國際法制計量組織（OIML）組成了國際不確定度工作組制定了用于計量、標準、質量、認證、科研、生產中的不確定度標準指南。根據實踐檢驗進行了不斷的修改后，1933 年制定了《測量不確定度表示指南》（簡稱GUM），通過有關聯合部門的批準后由ISO 出版。

3.2電學計量不確定評定方法

電學計量的不確定度的評定方法有很多，現在廣泛投入使用的有靜態不確定度和動態不確定度評定方法?；趥鹘y統計理論的是靜態不確定度評定方法，基于建立新模型、新理論的是動態不確定度評定方法。為了測量不確定度進行評定進行評定時達到科學、精確的目標，在不確定度評定時不應該采用單一的評定方法，應該以動靜結合的形式來保證數據的精確性。

3.3電學計量不確定評定度

任何數據經常出現誤差都是有規律可循的，所以我們可以通過分析總結規律來減少或者避免誤差的存在。通常，當人們要將測量等級升級時，就需要關于如何獲得測量結果及其不確定度的更詳細的信息。在電學計量中不確定度理論的廣泛應用有其自身的科學性，在通過對實際數據的測量數據進行計算、整理、分析、繪制圖表和撰寫報告的不確定度分析，不同的不確定度決定了不同等級的測量結果，決定了不同的數據使用價值。

結束語

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。為此，計量人員必須不斷學習先進的計量方法，了解相關法律法規促進行業持續穩定發展。

參考文獻：

[1]JJG 1059.1-2012測量不確定度評定與表示 檢定規程[S]

[2]電能表動態誤差測量系統及測量不確定度評定，周麗霞 丁恒春 袁瑞銘 2016 4 25 ?電測與儀表

（作者單位：國網蒙東供電服務監管與支持中心）