有關(guān)計量檢測不確定度的分析

摘 要：隨著社會的發(fā)展，科技的進(jìn)步，質(zhì)量要求越來越重要。計量作為質(zhì)量的基本保證，逐漸提高了人們對該措施的認(rèn)識。“科學(xué)技術(shù)要發(fā)展，計量需先行”這表明計量在研究和生產(chǎn)中起著重要作用。還必須有堅(jiān)實(shí)的計量基礎(chǔ)、先進(jìn)的計量理念和嚴(yán)格的計量態(tài)度。在計量檢測過程中，應(yīng)盡最大努力減少誤差，認(rèn)真分析不確定度，加強(qiáng)對不確定度的理解，從而提高計量檢測精度。

關(guān)鍵詞：計量檢測;不確定度;分析

1 計量不確定度分析研究

計量不確定度是對計量的直接反應(yīng)，作為計量參數(shù)，計量不確定度明顯分散，但可以集中在計量的定量結(jié)果上。不確定度有許多表現(xiàn)形式，標(biāo)準(zhǔn)差是表示計量值的常用指標(biāo)，允許操作員計算置信水平的區(qū)間寬度。由于計量不確定度有許多因素，所以有許多方法可以確定不確定度。因此，當(dāng)計量一個指標(biāo)時，計量專家必須使用貝塞爾公式多次計量，而不是像計量整個指標(biāo)一樣，而是像計量幾個分散的指標(biāo)一樣。總之，計量的不確定度是為了提供計量的完整表示。

2 不確定度計量檢測的誤差分析

2.1 計量檢測誤差形成的原因

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

（2）計量傳感裝置（MeasurementandSensingDevice）計量傳感裝置重復(fù)使用后，會出現(xiàn)老化和磨損的情況，影響計量傳感裝置的精度，計量傳感裝置可以進(jìn)行計量檢測。

（3）計量和檢測方法：不同的計量和檢測工具在技術(shù)參數(shù)和數(shù)據(jù)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，不同技術(shù)技能的人員在使用計量工具時會產(chǎn)生一些誤差。

2.2 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，計量人員必須不斷學(xué)習(xí)，更好地理解計量檢測，不斷提高其計量檢測水平，并且還必須提高其對相關(guān)計量法律法規(guī)的了解，認(rèn)真學(xué)習(xí)檢定規(guī)程，以確保盡可能多的科學(xué)和操作計量規(guī)程來提高計量檢定的準(zhǔn)確性，同時，計量人員還必須學(xué)習(xí)先進(jìn)的檢定技術(shù)、法律法規(guī);其次，在驗(yàn)證之前，需要對試驗(yàn)進(jìn)行校準(zhǔn)，以確保計量儀器的準(zhǔn)確性和有效性，并注意計量儀器的日常維護(hù)，以減少計量工具的磨損;恢復(fù)計量控制時，需要小心計量和驗(yàn)證周圍環(huán)境，以確保溫度和濕度在允許的范圍內(nèi)，并將對周圍環(huán)境的負(fù)面影響降至最低，請檢查計量結(jié)果。

3 不確定度的計量檢測分析

3.1 建立被計量與影響量間的數(shù)學(xué)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(shù)學(xué)模型是x和y之間的函數(shù)關(guān)系，數(shù)學(xué)模型以數(shù)學(xué)表達(dá)式的形式計量：y=f（x1，x2，…xn）。在數(shù)學(xué)模型中，有計量輸出的結(jié)果，x是直接計量的物理量。f是一種函數(shù)關(guān)系，其中數(shù)學(xué)模型表達(dá)式中沒有符號元素，例如yx1x2從實(shí)驗(yàn)計量中獲得的輸入x，u（x）的量可以基于A類標(biāo)準(zhǔn)的不確定度來確定。

如果計量x是根據(jù)其他相關(guān)信息的輸入來確定的，u（x）可以根據(jù)b類標(biāo)準(zhǔn)的不確定度來確定。這兩類規(guī)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(tǒng)計方法的標(biāo)準(zhǔn)計算以及基于非統(tǒng)計方法的B類不確定度。兩種標(biāo)準(zhǔn)之間的區(qū)別是，標(biāo)準(zhǔn)不確定度評估B在相同條件下無法計量的數(shù)據(jù)列，以及類別標(biāo)準(zhǔn)不確定度評估需要統(tǒng)計方法的數(shù)據(jù)列。B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定應(yīng)以標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定為基礎(chǔ)，并在此基礎(chǔ)上求平方后的相應(yīng)方差。B類的標(biāo)準(zhǔn)不確定度首先要用方差，所以開放部分必須跟隨并達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的不確定度。B類評估所需的標(biāo)準(zhǔn)不確定度可通過檢查相關(guān)信息并考慮可靠性程度較低來實(shí)現(xiàn)。類別自由度不確定性的標(biāo)準(zhǔn)水平是通過減少與限制對數(shù)量相關(guān)的元素數(shù)量來實(shí)現(xiàn)。

3.2 計算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

Xi的不確定性權(quán)重主要由輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定性和數(shù)學(xué)模型的靈敏度系數(shù)決定。在計算合成標(biāo)準(zhǔn)的不確定性時，應(yīng)考慮不同輸入量的相關(guān)性。這些數(shù)學(xué)模型可以根據(jù)評估和表示計量不確定性的具體要求來建立。擴(kuò)展不確定度是通過將合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度乘以k因子來計算的。各種計量儀器的校準(zhǔn)規(guī)格也因k值而異。一旦計算出上述計算的擴(kuò)展不確定度，就需要具體的解釋來計量不確定度。從這些信息中，可以從構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)中推斷出擴(kuò)展不確定度。

3.3 計量不確定度的評定方法及步驟

根據(jù)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(tǒng)計分析方法計量，并表示不確定度標(biāo)準(zhǔn)偏差。對B類不確定度的評估不同于觀測欄的統(tǒng)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(tǒng)計計算的不確定度類別，計量一些觀測分配以計算這些數(shù)據(jù)在規(guī)定條件下的標(biāo)準(zhǔn)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(shè)的經(jīng)驗(yàn)、信息和概率分布的估計標(biāo)準(zhǔn)偏差來表示，原始數(shù)據(jù)不是來自觀測數(shù)據(jù)的處理，但是，從經(jīng)驗(yàn)和其他信息中獲得的密度概率的函數(shù)與評價者的經(jīng)驗(yàn)、知識范圍和理解水平有關(guān)，并且它們本身包含主觀評價的要素，因此評價更加復(fù)雜，必須進(jìn)行合理的評價。

4 如何減少計量過程中的誤差

由于計量測試中存在不確定度和誤差，計量人員需要采取一些措施來確保不確定性的主導(dǎo)作用，并減少計量測試中誤差的影響。（1）計量人員必須不斷提高、加強(qiáng)自身素質(zhì)，了解與計量相關(guān)的法律、法規(guī)和操作規(guī)程，這些都可以減少因計量人員缺乏專業(yè)精神而造成的誤差;（2）計量操作員經(jīng)常必須確定計量裝置的可靠性，以確保計量裝置相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)。在日常生活中，計量操作員必須定期維護(hù)計量裝置，以避免磨損造成的誤差。使用該標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)注意操作環(huán)境，并減少因環(huán)境不符合操作要求而導(dǎo)致的誤差。

5 總結(jié)

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(qiáng)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(guān)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(zhǔn)確性，減少計量分析。為此，計量人員必須不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的計量方法，了解相關(guān)法律法規(guī)，從而促進(jìn)計量和傳感行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[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(shù)，2015，05：39-41.

作者簡介：萬武山（1966-），男，漢族，江西南昌人，本科，中級工程師，研究方向：計量檢定（測）。