量值溯源和檢測數據的處理Value Traceability and Processing of Detection Data

胡飛月

摘要：此文介紹了檢測數據處理對檢測結果的影響，結合在檢測中的事例，對如何在檢測中提高檢驗結果的準確性進行了探討。

關鍵詞：檢測數據的處理；誤差；量值溯源；不確定度

0? ? 引言

隨著自行車和電動自行車產業的發展，越來越多的質量檢驗機構涉足該領域。無論是作為能否進入市場的依據，還是在保護消費者權益方面作為執法的依據，檢測結果的準確性和可靠性均是至關重要的因素，對受檢企業尤為如此。影響檢驗結果正確性和可靠性的因素很多，包括人員、設施和環境條件、檢測方法、設備、測量的溯源性、抽樣、檢測物品的處置等。本文僅就檢測數據的處理和檢測設備的量值溯源及檢測方法等方面的不完善，有可能對檢測結果造成的差異，由此產生的納偽或拒真的風險，以及如何保證正確的量值溯源和科學的數據處理進行探討。

1? ? 問題的提出

在檢測工作中，我們常常會遇到以下問題。

a.在鏈條破壞拉力試驗中，同批的鏈條亦存在拉斷力的差異。GB 3565—2005《自行車安全要求》規定鏈條最低破壞拉力為8 010 N[1]，GB/T 12742—1991《自行車檢測設備和器具技術條件》規定拉力試驗機的負荷精度為+1%（實則為誤差+1%）[2]。即在8 000 N時，試驗機的示值誤差為+80 N。假設檢測時鏈條的破壞拉力在7 920 N～8 080 N的范圍內，具體某鏈條檢測結果是7 960 N，是否可將該鏈條判斷為不合格，而如果是8 040 N就將該鏈條判定為合格呢？

b.電動自行車的最高車速在國家標準中規定應不大于25 km/h，假定檢測結果為25.4 km/h，我們判定其為超速是否正確呢？我們是否可以“四舍五入”將其判為合格呢？

這些所謂臨界值的檢測結果數據的處理，涉及合格與否的判定，幾乎在所有限定值檢測中都存在。

2? ? 檢測數據的處理

在檢測中，測得的結果與被測量的實際數值（或稱真值）總會存在一定的差別，這種差別被稱為測量誤差。測量誤差的來源有多個方面，按其性質分為隨機誤差和系統誤差兩類。隨機誤差可通過多次測量取平均值的方法來趨近于真值，而系統誤差的一部分可以由校準提供的修正值進行修正。

檢測數據的處理經常涉及的有3個方面，數字修約、檢測結果修正和測量不確定度報告。

2.1? ? 保留位數和數字修約

在數據處理時，我們應遵從檢測最終結果保留位數和數字修約的有關規定。眾所周知，檢測最終結果的位數應符合技術標準的要求，即標準中所規定的位數。

目前，部分檢驗機構對在實驗測試和計算中得出的各種數值，仍使用傳統“四舍五入”數值修約法進行數值修約，甚至存在連續“四舍五入”的錯誤。國家標準GB/T 8170—2008《數值修約規則與極限數值的表示和判定》規定，按“四舍六入五”考慮進行數值修約。即若舍去部分大于保留末位的0.5則末位加1；若舍去部分小于保留末位的0.5則末位不變；若舍去部分等于保留末位的0.5，當末位為奇數時則末位加1，當末位為偶數時則末位不變[3]。

我們采用上述規則可解決諸如“最高車速25.4 km/h”“整車質量（重量）55.4 kg”帶來的問題。

但有時一些數據處理的結果容易令人產生困惑。如GB 3565規定車輪的圓跳動量為2 mm，如果用百分表測試結果為0.44 mm，則修約后為0 mm。這個“0”的出現有些讓人難以接受，好像是不可能的。如標準將2 mm規定為? ? ? ? ? 2.0 mm即可解決此類問題。

2.2? ? 檢測結果修正

用百分比表示的測量儀器的誤差一般指“測量儀器的示值對應輸入量的約定值之差”，即示值誤差。這個誤差是儀器在量程范圍內均能滿足的準確度。而對應于每一個測量值的誤差則應通過檢定或校準才能獲得。正因為如此，測量用儀器必須經過檢定或校準。

例如，當我們通過計量檢定或校準得知某臺拉力試驗機在標準值8 000 N時的示值是8 060 N，誤差是+60 N，那么該示值的修正值即為-60 N。如使用該試驗機進行鏈條拉斷力實驗時的破壞拉力為8 020 N，經修正后為7 960 N，我們就可以對該鏈條做出不合格的判定。

若通過計量檢定或校準得知某臺拉力試驗機在標準值? ? ?8 000 N時的示值是 7 940 N，誤差是-60 N，那么該示值的修正值即為+60 N。如使用該試驗機進行鏈條拉斷力實驗時的破壞拉力為7 960 N，經修正后為8 020 N，似乎我們就可以對該鏈條做出合格的判定了。

上述在檢定或校準中的所謂標準值是指準確度比被測儀表高3～5倍的標準儀表測得的數值。對于拉力試驗機來講，該標準儀表一般為精度0.3%的測力環。所以拉力試驗機的標準值仍存在+3%的誤差，即8 000 N仍有24 N的誤差存在，所以對于修正后的8 020 N的臨界值的判定不能做出合格判定，仍應進一步進行不確定度的分析。

2.3? ? 不確定度報告

國家實驗室認可委員會有關文件規定，當檢測是為了將結果與限定值進行比較而不是測量一個特定值時，必須評定不確定度。而上述不能做出合格與否判定的檢測結果也需要進行不確定度的評定，并形成報告。

測量不確定度被定義為：“與測量結果關聯的一個參數，用于表征合理賦予被測量的值的分散性。”不確定度的實質是將各種誤差——隨機誤差、系統誤差等——綜合而成的一個區間值。如果不確定度過大，則說明檢測水平低下。不確定度應通過努力提高檢測能力來縮小。縮小不確定度的途徑是充分利用修正值進行修正。故此要求在計量檢定或校準時，相關人員給出關鍵點的檢定或校準數值。

當我們通過A類評定、B類評定并做出擴展不確定度評定后，再按照CNAL/AR12：2003《評審和報告符合規范的規則》評價，即可對臨界值做出合理的判定了。

由于不確定度的評定需要較多文字敘述，限于篇幅不再贅述。

3? ? 檢測設備的量值溯源

中國實驗室國家認可委員會在《檢測和校準實驗室認可準則》中規定了對認可實驗室能力的要求，其中規定“當使用外部校準服務時，應使用能夠證明資格、測量能力和溯源性的實驗室的校準服務，以保證測量的溯源性。由這些實驗室發布的校準證書應包括測量不確定度和/或符合確定的計量規范聲明的測量結果”。滿足本準則要求的校準實驗室即被認為是有資格的。由依據本準則認可的校準實驗室發布的帶有認可機構標志的校準證書，是校準服務報告的校準數據溯源性的充分說明。

目前，在檢測設備制造方面，由于資質管理的不完善，一些既無計量器具制造許可，又無國家授權的檢測設備器具的制造商，炮制了各式各樣的檢測或測試報告。這些報告未包括測量不確定度和符合確定的計量規范聲明的測量結果，不能夠充分說明其量值溯源性。中國實驗室國家認可委員會在新編教材中就明確指出了計量校準機構對檢測設備出具的所謂“檢測報告”是不適宜的。檢測設備的使用單位從這樣的報告中得到的，僅是根據使用說明書中的指標或參數所提供的一些單純的測量數據，無法獲知其是否將必要的量值完全覆蓋，也無法獲知測量結果的可信度。

所以計量檢定或校準必須根據國家或部頒計量檢定或校準規程進行。只有經過授權的計量檢定機構出具的計量檢定或校準證書，才能呈現測量儀器對測量結果的影響程度，并保證檢測數據的準確、可靠。

4? ? 小結

本文探討了如何通過滿足規定的檢測數據處理和正確的量值溯源來提高檢測能力的途徑。本文希望通過該途徑，能夠為產品提供一個科學、準確的檢驗結果和正確、可信的判定。提高的有效途徑還有很多，我們將繼續共同探討，以促進產業的進步。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.自行車安全要求：GB 3565—2005/ISO 4210：1996[S].北京：中國國家標準化管理委員會，2005：5.

[2] 中華人民共和國國家技術監督局.自行車檢測設備和器具技術條件：GB/T 12742—1991[S].上海：全國自行車標準化中心，1991：3.

[3] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.數值修約規則與極限數值的表示和判定： GB/T 8170 —2008 [S].北京：中國國家標準化管理委員會，2008：7.