不確定度的評(píng)定在紡織計(jì)量中的應(yīng)用

余昂 李升

（河南省紡織產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院，河南 鄭州 450042）

1 測(cè)量不確定度

1.1 誤差的基本術(shù)語(yǔ)概念

（1）按誤差來(lái)源分類(lèi)：a.人員誤差：操作者對(duì)質(zhì)量的認(rèn)識(shí)、技術(shù)熟練程度、身體狀況等；b.設(shè)備誤差：檢測(cè)器具的精度和維護(hù)保養(yǎng)狀況，運(yùn)行穩(wěn)定性的差異；c.測(cè)量對(duì)象：測(cè)量對(duì)象自身變化，測(cè)量方法是否標(biāo)準(zhǔn)、正確；d.方法誤差：方法不完善，操作規(guī)程及習(xí)慣做法；e.環(huán)境誤差：溫度、濕度、清潔等差異性、不穩(wěn)定。

（2）有關(guān)與誤差共生的基本術(shù)語(yǔ)：a.正確度：反映測(cè)量數(shù)據(jù)偏移真值大小的程度；b.準(zhǔn)確度：是定性概念，采用級(jí)、等、準(zhǔn)確度符合某標(biāo)準(zhǔn)。c.精度：與誤差相反角度的描述，誤差小即精度高，誤差大即精度低；d.重復(fù)性：在相同測(cè)量條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行連續(xù)多次測(cè)量所得結(jié)果之間的一致性；e.等精度測(cè)量：權(quán)相等的測(cè)量。

1.2 實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差公式推導(dǎo)

若在等精度測(cè)量條件下對(duì)某被測(cè)量（其真值為 a）做多次獨(dú)立測(cè)量，得：x1，x2，…xn；則誤差：xi-a=(xi-是n次測(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均值）

整理得：

貝塞爾公式中的σ是由標(biāo)準(zhǔn)差公式定義的，但由于標(biāo)準(zhǔn)差公式中δi是真誤差值，在實(shí)際測(cè)量中無(wú)法得到，因此，無(wú)法采用標(biāo)準(zhǔn)差公式求算σ。而貝塞爾公式即實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差很好地解決了這個(gè)問(wèn)題，使得采用σ評(píng)價(jià)隨機(jī)誤差的大小成為可能。

2 測(cè)量不確定度評(píng)定與表示方法

2.1 測(cè)量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)不確定度

參照《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示JJF1059-1999》，測(cè)量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)不確定度分為A類(lèi)和B類(lèi)兩種方法。A類(lèi)評(píng)定方法是計(jì)算出測(cè)量數(shù)據(jù)的平均值標(biāo)準(zhǔn)差s(δx)；B類(lèi)評(píng)定方法需要了解測(cè)量?jī)x器、技術(shù)資料、測(cè)量方法、檢定證書(shū)。因此，A類(lèi)評(píng)定方法是可以容易實(shí)現(xiàn)的。B類(lèi)評(píng)定方法包含了評(píng)定人員的經(jīng)驗(yàn)和不確定度的傳遞。如檢測(cè)儀器檢定的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1，儀器分辨率標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2，測(cè)量時(shí)檢測(cè)人員布點(diǎn)（測(cè)點(diǎn)）的位置偏離引起的不確定度等等。同時(shí)，具有多個(gè)不確定度的分量，需要對(duì)逐個(gè)分量進(jìn)行合成，即

2.2 測(cè)量不確定度的分類(lèi)（如表）

3 八籃烘箱的測(cè)量不確定度評(píng)定

3.1 測(cè)量方法（依據(jù)JJF-10-2010）

校準(zhǔn)時(shí)，把四根水銀溫度計(jì)直接掛入烘箱，待恒溫30分鐘后，讀取箱內(nèi)四個(gè)檢定點(diǎn)的溫度，最大值和最小值與平均值之差，為四角溫度誤差。

3.2 數(shù)字模型

檢定八籃烘箱的溫度檢定誤差：△=B+D

B-水銀溫度計(jì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的誤差

D-溫度計(jì)的讀數(shù)誤差

3.3 合成方差和靈敏度系數(shù)

3.4 不確定度分量計(jì)算

3.4.1 水銀標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)引入的不確定度：

由證書(shū)U=0.3℃ 取k=2

3.4.2 示值引入不確定度uD：

（1）uD包括溫度計(jì)的示值誤差uD1和重復(fù)性誤差uD2

（2）選烘箱常用溫度110℃做重復(fù)性測(cè)試

測(cè)量次數(shù)n： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

測(cè)量值 xi()℃：107.9 107.8 107.5 107.8 107.5 107.8 107.9 107.6 107.8 107.6

3.5 標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表

3.6 合成不確定度

3.7 擴(kuò)展不確定度

uc=0.3℃ 取最佳校準(zhǔn)能力k=2

U=k·uc=2×0.3=0.6℃

3.8 報(bào)告

用水銀溫度計(jì)檢定八籃烘箱四角溫度，其測(cè)量結(jié)果不確定度

U=0.6℃，最佳校準(zhǔn)能力k=2。

結(jié)語(yǔ)

測(cè)量不確定度是保證計(jì)量、檢測(cè)質(zhì)量的重要要素，也是測(cè)量技術(shù)重要概念，被我國(guó)納入法制計(jì)量管理范疇。隨著日益與國(guó)際接軌，在實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證、計(jì)量、檢測(cè)等領(lǐng)域全面貫徹國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范，是向我們從事計(jì)量、檢測(cè)工作的專(zhuān)業(yè)人員提出的一項(xiàng)緊迫的任務(wù)。此外，隨著我國(guó)紡織技術(shù)的和新材料的迅速應(yīng)用發(fā)展，也對(duì)測(cè)量技術(shù)和測(cè)量方法提出了更高的要求。由于生產(chǎn)廠(chǎng)家實(shí)驗(yàn)人員和使用的儀器不同，測(cè)量精度也不同，以及實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地和環(huán)境的不同，檢測(cè)結(jié)果必定存在不同程度的差異。在日常工作中，為避免因人、機(jī)、料、法、環(huán)的不同對(duì)測(cè)量結(jié)果引起爭(zhēng)議，對(duì)重要數(shù)據(jù)的測(cè)量制訂相應(yīng)的檢測(cè)規(guī)程，作為第三方檢測(cè)應(yīng)充分遵循測(cè)量的重復(fù)性和復(fù)現(xiàn)性原則，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行測(cè)量不確定度的評(píng)定，可以有效地提高準(zhǔn)確性并降低風(fēng)險(xiǎn)，積極推廣應(yīng)用國(guó)家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的術(shù)語(yǔ)和測(cè)量不確定度評(píng)定方法，停止使用并逐步淘汰傳統(tǒng)上習(xí)慣采用的但不確切的術(shù)語(yǔ)和做法，有利于提高我國(guó)計(jì)量、檢測(cè)領(lǐng)域的整體水平。

[1]測(cè)量不確定度的評(píng)定與表示方法[M].北京：中國(guó)計(jì)量出版社.

[2]測(cè)量不確定度的評(píng)定[M].北京：中國(guó)科學(xué)出版社.