淺析計(jì)量檢定中測(cè)量不確定度的分析與評(píng)定

高　萌河北省計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)院

淺析計(jì)量檢定中測(cè)量不確定度的分析與評(píng)定

高萌
河北省計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)院

對(duì)于計(jì)量檢測(cè)來(lái)說(shuō)，測(cè)量不確定度的分析與評(píng)定是一項(xiàng)十分重要的工作，它不僅可以將測(cè)量值分散性誤差體現(xiàn)出來(lái)，還是測(cè)量不確定度與測(cè)量結(jié)果之間的重要參考依據(jù)。因此，有必要對(duì)此進(jìn)行深入研究。本文將從測(cè)量不確定度入手，結(jié)合其與測(cè)量誤差之間的關(guān)系，提出在計(jì)量檢定中正確應(yīng)用測(cè)量不確定度的方法，以便為發(fā)揮測(cè)量不確定度作用奠定基礎(chǔ)。

計(jì)量檢定；測(cè)量不確定度；測(cè)量值

前言

隨著企業(yè)要求的提高，計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核也逐漸呈現(xiàn)規(guī)范化與制度化特征，在一定程度上提高了計(jì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，而測(cè)量不確定度就是眾多考核標(biāo)準(zhǔn)之一，但很多人并不了解測(cè)量不確定度與測(cè)量誤差之間的關(guān)系，總是將兩者混淆在一起，因此，有必要深入研究測(cè)量不確定度的分析與評(píng)定，為精準(zhǔn)計(jì)量檢測(cè)奠定基礎(chǔ)。

一、測(cè)量不確定度概述

對(duì)于測(cè)量不確定度來(lái)說(shuō)，實(shí)際上就是測(cè)量結(jié)果的有效參數(shù)，讓測(cè)量值的表征帶有分散特點(diǎn)。將測(cè)量不確定度納入到不確定度中，可以使給定倍數(shù)構(gòu)成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)偏差值，這也是提升定值信度區(qū)半寬度值的有效措施[1]。測(cè)量不確定度所使用的參數(shù)主要來(lái)自于各種分量，這也就決定了取得不確定度值的方法有很多。所以，在取得不確定度值的過(guò)程中，應(yīng)實(shí)現(xiàn)綜合考慮，保證各種變化因素能夠與測(cè)量結(jié)果相對(duì)應(yīng)，特別是當(dāng)測(cè)量工作在統(tǒng)計(jì)控制以下時(shí)，需要對(duì)同一計(jì)量檢定進(jìn)行多次測(cè)量，在獲得相應(yīng)的分散結(jié)果以后，再利用貝塞爾公式完成計(jì)算[2]。此外，由于測(cè)量不確定度與測(cè)量結(jié)果是相互聯(lián)系的，它所顯示的也是一個(gè)十分重要的內(nèi)容，因此，應(yīng)做到測(cè)量結(jié)果與測(cè)量報(bào)告相一致。

二、測(cè)量不確定度與測(cè)量誤差之間的關(guān)系

很多人都錯(cuò)誤的認(rèn)為測(cè)量不確定度和測(cè)量誤差是同一回事，主要是由于他們并沒(méi)有認(rèn)識(shí)到兩者之間的區(qū)別，只看到了兩者的聯(lián)系。對(duì)于測(cè)量誤差來(lái)說(shuō)，它是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的理論體系，其基礎(chǔ)是線性代數(shù)、微積分等，實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差是其常用鑒定手法，同時(shí)，這些也是測(cè)量不確定度的基礎(chǔ)，也就意味著兩者之間存在一定聯(lián)系，不僅如此，兩者所使用的研究方法也基本一致[3]?？偟膩?lái)說(shuō)，不確定度是在誤差理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，在分析過(guò)程中所使用的評(píng)價(jià)手段和計(jì)算方法也十分相似，但在這一過(guò)程中，還要認(rèn)識(shí)到存在于兩者間的差別，如它們的定義并不相同，測(cè)量誤差所展示的是測(cè)量結(jié)果與真實(shí)值之間的差距，而測(cè)量不確定度顯示的則是存在于數(shù)據(jù)值分散性中的測(cè)量結(jié)果，以便完成對(duì)測(cè)量過(guò)程的分析與評(píng)定，它所獲得的也只是數(shù)值區(qū)間。此外，測(cè)量誤差受人為因素影響較小，它所反映的都是客觀存在的事物，只要根據(jù)測(cè)量性質(zhì)就能確定分類，而測(cè)量不確定度卻存在相反的情況，因此，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中一定要認(rèn)識(shí)到兩者之間的差別。

三、測(cè)量不確定度在計(jì)量檢定中的應(yīng)用

（一）測(cè)量不確定度在測(cè)量裝置中的應(yīng)用

在計(jì)量檢定測(cè)量裝置與系統(tǒng)的過(guò)程中，不僅要取得一定的測(cè)量結(jié)果，還要做好聯(lián)系測(cè)量過(guò)程與結(jié)果以獲得合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度與擴(kuò)展不確定度。如在計(jì)量檢定出租車計(jì)價(jià)器的過(guò)程中，就需要聯(lián)系不同的收費(fèi)時(shí)段進(jìn)行計(jì)算，并做好階段分散化數(shù)值整合，并確定合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，根據(jù)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度確定相應(yīng)的擴(kuò)展不確定度，再利用計(jì)時(shí)器使用所產(chǎn)生的誤差值獲得實(shí)際使用誤差，進(jìn)而給出合適的誤差表達(dá)方式[4]。可見(jiàn)，測(cè)量不確定度的應(yīng)用，不僅可以為系統(tǒng)裝置計(jì)量檢定提供多個(gè)參量，還可以提高測(cè)量穩(wěn)定性與精準(zhǔn)性。

（二）測(cè)量不確定度在測(cè)量器具中的應(yīng)用

日常生活中，測(cè)量器具的類型較多，如電能表就是典型代表。由于電能表與人們用電有著十分緊密的關(guān)系，電能表測(cè)量不確定度就顯得很重要。在計(jì)量檢定電能表的過(guò)程中，因其與家用電器之間存在較大聯(lián)系，所以一定要考慮多種因素給不確定度所帶來(lái)的影響，然后注意分散性分量數(shù)值的影響，構(gòu)成合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的同時(shí)，計(jì)算出相對(duì)應(yīng)的擴(kuò)展不確定度，最終將標(biāo)準(zhǔn)裝置應(yīng)用到電能表測(cè)量檢定中，由于所采用的檢定方式過(guò)于類似：測(cè)量不確定度的評(píng)定方法，所以也要將各種影響因素納入到檢定中，尤其是在編寫與出示相關(guān)證書報(bào)告的過(guò)程中，一定要做到清晰、精準(zhǔn)，滿足實(shí)際需要。

（三）測(cè)量不確定度在強(qiáng)制檢定器具中的應(yīng)用

測(cè)量不確定度還被廣泛應(yīng)用于強(qiáng)制檢定器具中，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中一定要注意聯(lián)系其類型與使用情況，但值得注意的是，在對(duì)環(huán)境探測(cè)器進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，并不需要應(yīng)用測(cè)量不確定度，之所以會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，主要在于該設(shè)備的檢定器構(gòu)造相對(duì)來(lái)說(shuō)較為簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確度失真現(xiàn)象也很少出現(xiàn)，再加上它對(duì)于環(huán)境的要求也很低，所以，只要給出合適的檢定結(jié)果與檢測(cè)數(shù)據(jù)即可，這樣也可以減少測(cè)量不確定度的分析與評(píng)定所帶來(lái)的負(fù)擔(dān)。

四、測(cè)量不確定度在測(cè)量?jī)x器校準(zhǔn)中的應(yīng)用

對(duì)于測(cè)量?jī)x器的校準(zhǔn)，離不開測(cè)量不確定度的應(yīng)用，利用它主要是為了提升儀器校準(zhǔn)的精準(zhǔn)性。但在利用的過(guò)程中也要注意到，要增強(qiáng)測(cè)量?jī)x器檢測(cè)精準(zhǔn)性，應(yīng)該聯(lián)系實(shí)際情況適當(dāng)?shù)臏p少測(cè)量不確定度一些工作流程。如發(fā)現(xiàn)測(cè)量所獲結(jié)果與真實(shí)值之間的誤差并不大時(shí)，就可以將其忽視，也就是不將這一部分納入到誤差評(píng)定范圍中，只要按照既定流程進(jìn)行測(cè)量即可。這樣也可以減輕相關(guān)工作人員的工作的負(fù)擔(dān)，同時(shí)也節(jié)省了大量時(shí)間。因此，一定要重視測(cè)量不確定度在測(cè)量?jī)x器校準(zhǔn)中的應(yīng)用，并理解需要注重的注意點(diǎn)，以便提高工作效率。

結(jié)論

隨著社會(huì)發(fā)展與進(jìn)步，測(cè)量不確定度在很多設(shè)備的計(jì)量檢定中都發(fā)揮著十分重要的作用，并成為各個(gè)行業(yè)最受歡迎的評(píng)價(jià)方式，但在應(yīng)用測(cè)量不確定度的過(guò)程中，一定要注意區(qū)別它與測(cè)量誤差的不同點(diǎn)，并看到兩者之間的聯(lián)系。在實(shí)際運(yùn)用的過(guò)程中也要聯(lián)系情況，可以省去的部分就省去，需要注意的地方就要重視，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測(cè)量，為計(jì)量檢定與校準(zhǔn)的分析與評(píng)定奠定基礎(chǔ)，從而實(shí)現(xiàn)滿足大眾需求的目標(biāo)。

[1]王魯.測(cè)量不確定度的評(píng)定及其在力值計(jì)量中的應(yīng)用與研究[D].浙江大學(xué),2014.

[2]黃曉磊.淺談測(cè)量不確定度在計(jì)量檢定中的應(yīng)用[J].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)報(bào),2014,01:68-69.

[3]馬俊英.測(cè)量不確定度評(píng)定在計(jì)量檢定中的應(yīng)用[J].中國(guó)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督,2013,12:66-67.

[4]劉瑜,董偉.電學(xué)計(jì)量中測(cè)量不確定度評(píng)定的應(yīng)用[J].電子世界,2014,16:305.