計(jì)量不確定度評(píng)估要點(diǎn)分析

胡 方

開(kāi)封市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心 河南 開(kāi)封 475000

引言

計(jì)量是利用技術(shù)和法治手段實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確性、可靠性的測(cè)量。計(jì)量過(guò)程中使用的量具和測(cè)量?jī)x器是標(biāo)準(zhǔn)的,用它們來(lái)校準(zhǔn)、檢定受檢量具和儀器設(shè)備,確保受檢儀器在測(cè)量的時(shí)候所測(cè)量的結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。但是計(jì)量過(guò)程中,受到一些客觀與主觀因素,計(jì)量結(jié)果會(huì)出現(xiàn)一定的不確定性,計(jì)量不確定度是與測(cè)量結(jié)果關(guān)聯(lián)的一個(gè)參數(shù),測(cè)量結(jié)果的好壞用誤差來(lái)衡量,但是測(cè)量誤差只是表示測(cè)量的短期治療,測(cè)量過(guò)程是否受控,測(cè)量結(jié)果是否穩(wěn)定,測(cè)量能力是否符合生產(chǎn)盈利的要求,這就需要測(cè)量不確定度來(lái)衡量,不確定值越大,則表示測(cè)量能力越差。計(jì)量不確定度評(píng)估目前尚且沒(méi)有定論,是無(wú)法確定的問(wèn)題。因此,探討計(jì)量不確定度評(píng)估要點(diǎn),對(duì)控制計(jì)量不確定因素具有重要意義。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,測(cè)量手段和測(cè)量技術(shù)不斷進(jìn)步,關(guān)于測(cè)量不確定度評(píng)估方法也在不斷完善.

1 影響計(jì)量不確定度的因素

1.1 計(jì)量設(shè)備質(zhì)量缺陷

如果計(jì)量設(shè)備存在質(zhì)量缺陷,那么就會(huì)增加計(jì)量的不確定度。計(jì)量設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中,由于生產(chǎn)廠家沒(méi)有嚴(yán)格控制產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。生產(chǎn)廠家的質(zhì)量檢測(cè)人員在出廠的時(shí)候,將有質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)品出廠。比如計(jì)量設(shè)備的讀數(shù)存在一定的偏差,無(wú)法做到讀數(shù)精準(zhǔn)的要求,計(jì)量設(shè)備在校準(zhǔn)、計(jì)量過(guò)程中,由于設(shè)備本身存在一定的缺陷。隨著計(jì)量設(shè)備使用時(shí)間越長(zhǎng),則計(jì)量設(shè)備的計(jì)量偏差越大,最終影響到計(jì)量結(jié)果。

1.2 計(jì)量人員操作不當(dāng)

計(jì)量人員作為計(jì)量工作的具體實(shí)施者,計(jì)量人員的理論水平和操作技能直接關(guān)系到計(jì)量工作的準(zhǔn)確性。然而在實(shí)際操作過(guò)程中,由于計(jì)量人員缺乏計(jì)量工作經(jīng)驗(yàn),沒(méi)有按照計(jì)量工作標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行操作,操作人員的技術(shù)水平達(dá)不到計(jì)量工作要求,導(dǎo)致操作失誤,最后導(dǎo)致計(jì)量結(jié)果不準(zhǔn)確,從而導(dǎo)致計(jì)量結(jié)果出現(xiàn)很大的偏差。當(dāng)前,現(xiàn)有的計(jì)量工作人員綜合素質(zhì)不高計(jì)量設(shè)備的種類(lèi)十分豐富,包括儀器儀表、量具、測(cè)量裝置等,每一種計(jì)量設(shè)備的操作要點(diǎn)不同,在實(shí)際操作中,如果計(jì)量人員沒(méi)有認(rèn)真按照操作要求進(jìn)行操作,就可能導(dǎo)致計(jì)量結(jié)果不確定。

1.3 環(huán)境因素

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、傳感技術(shù)、電力電子技術(shù)等現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)廣泛應(yīng)用在計(jì)量設(shè)備中,極大地提高計(jì)量工作的效率和準(zhǔn)確度。與此同時(shí),這些現(xiàn)代化計(jì)量設(shè)備對(duì)工作環(huán)境比較敏感,計(jì)量的溫度、濕度、壓力、電磁場(chǎng)、電磁波都可能影響到計(jì)量?jī)x器儀表的工作,并最終影響到計(jì)量結(jié)果,從而導(dǎo)致計(jì)量結(jié)果出現(xiàn)不確定度。一些設(shè)備受到溫度影響,可能出現(xiàn)熱脹冷縮的現(xiàn)象。比如夏季高溫天氣,流量計(jì)的導(dǎo)熱性能比較好,周?chē)臏囟缺容^高,則流量表上升速度比較快,導(dǎo)致測(cè)量值和實(shí)際數(shù)值有很大的關(guān)系。

2 計(jì)量不確定度概念和計(jì)算公式

根據(jù)JJF1001-1998-《通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義》中對(duì)測(cè)量不確定度的定義,測(cè)量不確定度是獨(dú)立存在,并與測(cè)量結(jié)果相互聯(lián)系。在測(cè)量過(guò)程中,應(yīng)該包括測(cè)量不確定度,測(cè)量不確定度用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示時(shí)稱為標(biāo)準(zhǔn)不確定度。根據(jù)上述內(nèi)容可以得知,測(cè)量結(jié)果的不確定度是由多種因素造成的,對(duì)每一個(gè)不確定度來(lái)源評(píng)定為標(biāo)準(zhǔn)偏差,稱之為標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量,用ui表示。

2.1 不確定度的A 類(lèi)評(píng)定

極差法指在重復(fù)條件下,用獨(dú)立測(cè)量n次,得到最大測(cè)量值和最小測(cè)量值,然后用最大測(cè)量值減去最小測(cè)量值得到的差值。在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中,為了提高測(cè)量效率,得到測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)不確定度,往往采用極差法。只需要對(duì)檢測(cè)量進(jìn)行2到3次的測(cè)量,就可以得到測(cè)量的極差值,從而計(jì)算出單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度,其計(jì)算公式如下：

其中公式中的dn指的是極差的系數(shù),極差的系數(shù)與測(cè)量的次數(shù)n相關(guān)。

2.2 不確定度B類(lèi)評(píng)定

用不同觀測(cè)列統(tǒng)計(jì)分析評(píng)定計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)不確定度的方法稱之為不確定B類(lèi)評(píng)定方法,使用不確定B 類(lèi)評(píng)定方法獲得標(biāo)準(zhǔn)不確定度值稱之為B類(lèi)不確定度分量,用符號(hào)uB表示。這是試驗(yàn)或者其他信息進(jìn)行分析判斷,具有主觀鑒定成分,對(duì)于某項(xiàng)不確定度分量評(píng)定方法,需要結(jié)合實(shí)際情況選擇不確定A 類(lèi)評(píng)定方法或者不確定B 類(lèi)評(píng)定方法。目前,不確定B 類(lèi)評(píng)定方法應(yīng)用比較廣泛。B類(lèi)不確定度評(píng)定方法是根據(jù)計(jì)量工作經(jīng)驗(yàn)或者相關(guān)信息,判斷測(cè)量結(jié)果可能出現(xiàn)的區(qū)間-),然后根據(jù)被測(cè)量數(shù)值的概率分布確定K 值,B 類(lèi)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算公式如下：

2.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

如果測(cè)量結(jié)果是由若干個(gè)其他量的求得值,并按照其他量的方差和協(xié)方差求得的標(biāo)準(zhǔn)不確定度值稱之為合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度是測(cè)量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)偏差的估算值,一般用符號(hào)uc表示。其中方差指的是標(biāo)準(zhǔn)偏差的平方,協(xié)方差指的是相關(guān)性導(dǎo)致的方差。合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的自由度指的是有效自由度,一般用符號(hào)uc表示,它的數(shù)值反應(yīng)了計(jì)量不確定評(píng)定結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確度。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,計(jì)量工作中,受到計(jì)量工具質(zhì)量缺陷、計(jì)量工作人員業(yè)務(wù)能力、計(jì)量工作周?chē)h(huán)境等因素的影響,導(dǎo)致計(jì)量結(jié)果出現(xiàn)不確定度。因此,在確定計(jì)量不確定度時(shí)候,要根據(jù)測(cè)量的實(shí)際情況,選擇合適的評(píng)定方法,降低計(jì)量工作的不確定性。