電學(xué)計量中測量不確定度評定研究

摘 要：隨著市場經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的快速發(fā)展，校準(zhǔn)以其靈活多樣的技術(shù)依據(jù)和分包方式等特點已經(jīng)逐漸被接受，計量設(shè)備在計量檢測前需要在實驗室進(jìn)行不確定度評定。在市場逐漸國際化、開放化的今天，如果不具備不確定度評定的能力，那么在市場競爭中將處于劣勢地位。所以如何實現(xiàn)測量不確定度在具體電學(xué)計量中應(yīng)用，仍然是一個較新的話題。

關(guān)鍵詞：電學(xué)計量 誤差 評定 不確定度

中圖分類號：TB971 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（b）-0127-02

1 電學(xué)計量

通常來說，計量是為了實現(xiàn)某一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一某一單位的準(zhǔn)確可靠的科學(xué)測量活動，它屬于測量而又嚴(yán)于測量，從狹義角度出發(fā)，可以認(rèn)為計量是與測量結(jié)果置信度有關(guān)的，與不確定度聯(lián)系在一起的規(guī)范化測量。電學(xué)計量就是按照國家法定的計量檢定系統(tǒng)，應(yīng)用電測量器具，采用相應(yīng)的測量方法對被測電參量進(jìn)行定量分析的一門科學(xué)?，F(xiàn)代電學(xué)計量技術(shù)具有諸多優(yōu)點，比如其測量靈敏度和準(zhǔn)確度明顯高于傳統(tǒng)技術(shù)方式，另外電學(xué)計量過程對信號的傳輸主要采用電信號的形式，非常易于傳播、轉(zhuǎn)換、分配、和控制。現(xiàn)代電學(xué)計量技術(shù)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代社會生產(chǎn)的任何部門，因此，統(tǒng)一的計量單位和量值準(zhǔn)確一致是電學(xué)計量技術(shù)應(yīng)用于社會生產(chǎn)活動的重要指標(biāo)。

2 測量不確定度必要性和優(yōu)越性

校準(zhǔn)實驗室在計量檢定中，不確定對于測試報告具有十分重要的意義，不確定度是一個合理表征測量結(jié)果的分散性參數(shù)，其具有定量容易、操作簡便的優(yōu)點，并且CNAL/AC01-2003《檢測和校準(zhǔn)實驗室認(rèn)可準(zhǔn)則》明確規(guī)定，校準(zhǔn)實驗室必須具有測量不確定度評估的能力。

（1）測量不確定度不同于誤差，簡單來說，誤差是一個模糊值，它代表了測量結(jié)果最接近真實值的一個區(qū)間，是一個理想的概念。測量不確定度與其存在本質(zhì)的區(qū)別，測量不確定度是以被測量的估計值為中心，其反應(yīng)的是對測量認(rèn)識不足的程度，是一個可以定量評定的值，具有明確性和標(biāo)準(zhǔn)性。

（2）測量不確定度相對于誤差的另外一個優(yōu)越之處在于其具有準(zhǔn)確實用性，其不根據(jù)類型分類，只是將評定方法分為A類評定和B類評定，這兩種評定方法根據(jù)不同的實際情況進(jìn)行針對性的選用。

（3）由于不確定度的評定不論影響不確定度因素的來源和性質(zhì)，只考慮其影響結(jié)果和評定方法，從而簡化了分類，便于評定和計算。

4.3 接地電阻測試儀電流示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定

對電流示值誤差的測量不確定度的評過程和方法與電阻示值誤差測量不確定度評定方法相似，同樣需要建立數(shù)學(xué)模型：，其中r為示值誤差，為電流示值，為實際值，為數(shù)字多用電表的電壓示值。在《檢測和校準(zhǔn)實驗室認(rèn)可準(zhǔn)則》規(guī)定的環(huán)境條件下，連續(xù)獨立測試至少5此，得到數(shù)值后，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定和合成不確定度的評定，最終可以得出接地電阻測試儀電流的示值誤差測量結(jié)果不確定度。

5 測量不確定度在工程應(yīng)用中相關(guān)問題的探討

5.1 不確定度有效位數(shù)修約

不確定度的修約是指在通過測定和計算后得到的數(shù)值按照一定的規(guī)定和規(guī)則進(jìn)行多余位數(shù)數(shù)字的取舍過程。對于測量結(jié)果y的不確定度不大于某一位上的半個單位，則將改為確定為有效數(shù)字的末位。但是不確定度的測量結(jié)果數(shù)字具有一定的特點，比如當(dāng)上一位的數(shù)字太小，后一位仍然采用四舍五入的方法，則會造成較大的人為數(shù)據(jù)誤差，所以當(dāng)兩位修約的前一位為1、2或3時，仍按四舍五入就會造成偏差過大，這是應(yīng)該適當(dāng)保留末位。

5.2 測量不確定度評定中忽略相關(guān)項所帶來的風(fēng)險

雖然測量不確定度的評定在實際的應(yīng)用過程中起到非常大作用，但是仍然存在一些問題需要解決。在實際的測量評定過程中，一些相關(guān)性問題經(jīng)常被認(rèn)為的確定，也有一些問題被忽略甚至排除在影響因素之外，如果這種事件發(fā)生在實際的測量評定中，則會使測量結(jié)果不準(zhǔn)確，在實際生產(chǎn)活動中會給用戶和實驗室測量不確定度的評定中帶來一定的風(fēng)險。所以為了對這種評定風(fēng)險進(jìn)行評估和控制，在忽略相關(guān)性問題進(jìn)行測量不確定度評定時，需注意到以下幾點：

（1）如果相關(guān)性問題在測量評定時被忽略，則采用公式是最合理的。

（2）r的數(shù)值不在用戶可承受的風(fēng)險心理之內(nèi)時，相關(guān)性問題不能忽略。

（3）在測量不確定度的評定時，如果采用公式，那沒在不確定度的結(jié)果中應(yīng)該將相應(yīng)的風(fēng)險參數(shù)包括入內(nèi)，這樣無論是在實驗室的不確定度評定還是在用戶的實際使用中，都能有助于評估可靠性。

6 結(jié)語

本文通過對測量不確定度的相關(guān)研究和試驗分析，總結(jié)了測量不確定度評估的重要性和優(yōu)越性，通過具體實驗闡述了測量不確定度平的方法和過程，以及實際操作和計算，并對最終結(jié)果的處理給出了相關(guān)建議。另外對于在實際操作過程中容易出現(xiàn)的問題以及相關(guān)性問題被認(rèn)為確定或者故意忽略的現(xiàn)象和給用戶和實驗室?guī)淼娘L(fēng)險進(jìn)行分析，并給出相應(yīng)的注意事項和相關(guān)計算公式。電學(xué)計量中不確定度的評定能夠解決一些問題，給企業(yè)和社會帶來效益，不確定度評定同樣也適用于其他行業(yè)，比如力學(xué)計量、溫度計量、幾何計量以及無線電計量等，為了能更好、更有效的為相關(guān)企業(yè)服務(wù)，很多工作還需進(jìn)一步研究。

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