論測量不確定度在計(jì)量檢定中的簡化應(yīng)用

徐若煙 李春華

摘 要：在計(jì)量檢定中，測量不確定度起著相當(dāng)重要的作用。但在實(shí)際應(yīng)用中，我們必須將其與測量誤差進(jìn)行區(qū)別，簡化應(yīng)用測量不確定度，并注意規(guī)避常規(guī)問題的再次發(fā)生。本文筆者就以測量不確定度在計(jì)量檢定中的簡化應(yīng)用為題進(jìn)行了簡單論述。

關(guān)鍵詞：測量不確定度；計(jì)量檢定；簡化；測量誤差；評(píng)定報(bào)告

在計(jì)量檢定中簡化應(yīng)用測量不確定度前，必須明確區(qū)分其與測量誤差兩者之間的區(qū)別。自《測量不確定度評(píng)定與表示》頒布實(shí)施以來，在計(jì)量檢定中測量不確定度得到了廣泛運(yùn)用，但也出現(xiàn)了問題，經(jīng)常出現(xiàn)將測量不確定度與測量誤差相提并論的問題，致使測量結(jié)果缺乏準(zhǔn)確性。

1 測量不確定度與測量誤差的區(qū)別

測量不確定度主要用于表征合理賦予被測量值的分散性，測量不確定度是與測量結(jié)果相關(guān)聯(lián)的一個(gè)參數(shù)。其可以是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差，也可以用于“不確定度”方式。測量不確定度概念里的“合理”，指的是應(yīng)該考慮對(duì)各種各樣綜合性影響因素對(duì)測量結(jié)果的影響所作出的合理的修正。測量不確定度根據(jù)一定的概率給出測量真值可能落入的區(qū)間，表明了置信水準(zhǔn)區(qū)間的半寬，并通過參數(shù)形式給出測量中難以修正的部分誤差范圍，直接影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確可靠性以及量值傳遞的一致準(zhǔn)確性。

而測量誤差指的是測量結(jié)果與實(shí)際值之間的差值。實(shí)際值是在一定的空間以及時(shí)間條件下體現(xiàn)事物真實(shí)數(shù)值的一個(gè)客觀存在的真實(shí)值，但難以準(zhǔn)確表達(dá)，測量值是通過測量手段所獲取的結(jié)果。此二者之間難免會(huì)存在一定的差異，這個(gè)客觀存在的差異便是測量誤差。

從上文所述測量不確定度與測量誤差的概念來講，兩者之間在修正測量結(jié)果、性質(zhì)區(qū)分、影響因素、評(píng)定目的以及評(píng)定結(jié)果方面均有很大的區(qū)別，在計(jì)量檢定中不可將二者混為一談。測量誤差無法準(zhǔn)確獲取，它不受外界各種因素的影響，是一個(gè)帶有符號(hào)的客觀存在的量值。測量誤差可以根據(jù)性質(zhì)分類，且其有時(shí)可以修正測量；而測量不確定度表示的是測量值的分散性，在評(píng)定時(shí)易受認(rèn)知程度的影響，按照經(jīng)驗(yàn)、資料以及實(shí)驗(yàn)等，用兩類評(píng)定方式展開定量確定工作。測量不確定度是一個(gè)估計(jì)值，并不是一個(gè)客觀存在的真實(shí)值，不能用來修正量值，且在不確定度分量評(píng)定中無需區(qū)分其性質(zhì)。

2 測量不確定度在計(jì)量檢定中的簡化應(yīng)用

2.1 測量不確定度在測量儀器檢定中符合性判定中的簡化應(yīng)用

在測量儀器符合性判定時(shí)，針對(duì)根據(jù)計(jì)量檢定規(guī)程檢定的測量儀器則不需要評(píng)定測量不確定度，在此類測量中完全可以簡化應(yīng)用測量不確定度。JJF1094-2002《測量儀器特性評(píng)定》第5.3.1.5條中對(duì)此進(jìn)行了較為明確的規(guī)定。此外，還有一種情況可以簡化應(yīng)用測量不確定度，那便是當(dāng)評(píng)定示值誤差的不確定度U95和評(píng)定測量儀器的最大允許誤差的絕對(duì)值MPEV之間的比值等于或者小于1：3時(shí)，也即U95≤（1/3）·MPEV，那么此種情況下則完全不需要考慮示值誤差評(píng)定的測量不確定度的影響。但若是對(duì)計(jì)量檢定規(guī)程規(guī)定以外的測量儀器進(jìn)行檢定，那么，就需要考慮測量不確定度對(duì)符合性判定的影響。

2.2 測量不確定度在強(qiáng)制檢定器具檢定中的簡化應(yīng)用

在器具檢定中測量不確定度相當(dāng)重要，但在檢定一些強(qiáng)制檢定器具時(shí)，可以進(jìn)行簡化應(yīng)用，不需要給出測量不確定度。比如在檢定安全防護(hù)器具、環(huán)境檢測器具、醫(yī)療器具等強(qiáng)制檢定器具時(shí)，因這些器具的結(jié)構(gòu)較為簡單，對(duì)環(huán)境條件的要求不是很高，且準(zhǔn)確度等級(jí)較低，故此完全可以對(duì)測量不確定度的評(píng)定進(jìn)行簡化應(yīng)用，甚至完全可以不評(píng)定測量不確定度，只需要在檢定報(bào)告中給出合格的結(jié)論就可以。

2.3 測量不確定度在準(zhǔn)確性要求較高的使用器具測量中的簡化應(yīng)用

測量不確定度在準(zhǔn)確性要求高的使用器具測量中可以進(jìn)行簡化應(yīng)用，比如電能表的測量。評(píng)定電能表的測量不確定度相當(dāng)重要，這是因?yàn)殡娔苁敲裆?，電能表與我們的日常生活息息相關(guān)，它是家家戶戶都會(huì)用到的計(jì)量器。在檢定電能表工作中，必須對(duì)所有不確定度的來源加以綜合考慮，并需要對(duì)電能表的標(biāo)準(zhǔn)裝置各測量不確定度分量進(jìn)行精確計(jì)算，以此合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，然后據(jù)此計(jì)算出擴(kuò)展不確定度。最后運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定電能表，同樣需要在檢定過程中綜合考慮所有影響測量不確定度的因素，擴(kuò)展不確定度和修正值需要在所出具的證書中明確給出。

2.4 測量不確定度在測量裝置或者測量系統(tǒng)中的簡化應(yīng)用

在測量裝置或者測量系統(tǒng)的計(jì)量檢定工作中，不僅需要明確出示測量結(jié)果，且還需要給出擴(kuò)展不確定度或者合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。比如在檢定出租車計(jì)價(jià)器工作中，在評(píng)定測量不確定度時(shí)，就需要從計(jì)價(jià)器的不同收費(fèi)階段著手進(jìn)行。這就需要計(jì)算所有因素影響之下的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，并合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，再評(píng)定擴(kuò)展不確定度。在結(jié)果報(bào)告中，對(duì)車速為每小時(shí)40千米出租車計(jì)價(jià)器2千米起程的使用誤差進(jìn)行檢定，引入人為誤差和擴(kuò)展不確定度值，獲取實(shí)測使用誤差，得出相應(yīng)的誤差表達(dá)式。由此可見，在校準(zhǔn)或者檢定裝置或者系統(tǒng)的多個(gè)參量時(shí)，各參量的測量不確定度需要分別給出。

3 結(jié)語

評(píng)定測量不確定度在計(jì)量檢定中顯示了被測量值具有一定的分散性，而測量誤差則是測量結(jié)果與實(shí)際情況的偏離情況。上文筆者從測量不確定度的概念著手分析了測量誤差與測量不確定度的區(qū)別，并詳細(xì)論述了在計(jì)量檢定中測量不確定度的簡化應(yīng)用，以供同行參閱。

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