卷煙圓周的測(cè)量不確定度評(píng)定

黃幼斌，謝 忱

（廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，廣西南寧 530001）

0 引言

隨著社會(huì)的進(jìn)步，物資生活水平的提高，人們對(duì)高品質(zhì)產(chǎn)品的需求愿望越來(lái)越強(qiáng)烈。產(chǎn)品的質(zhì)量是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)出來(lái)的，產(chǎn)品的品質(zhì)更需要檢測(cè)數(shù)據(jù)或其結(jié)果的有力支持。在卷煙產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)中，卷煙圓周是衡量卷煙品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，與卷煙產(chǎn)品的質(zhì)量特別是卷制質(zhì)量密切相關(guān)。此外，該指標(biāo)還對(duì)卷煙產(chǎn)品主流煙氣、感官質(zhì)量以及原材料消耗等各項(xiàng)指標(biāo)有著直接的影響作用。因此，生產(chǎn)過(guò)程合理地控制卷煙圓周，一定程度上可提高卷煙產(chǎn)品的質(zhì)量，并對(duì)減少一氧化碳等有害物質(zhì)的生成、進(jìn)一步降低吸煙對(duì)煙民身體健康的危害，具有重要意義。因此，卷煙生產(chǎn)企業(yè)的質(zhì)量檢測(cè)部門(mén)，應(yīng)確保質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、有效性，這將對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的判定有直接的影響。

測(cè)量不確定度的定義為：表征合理地賦予被測(cè)量之值的分散性與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)，其中合理是指各種因素對(duì)測(cè)量的影響所作的修正[1]，為此，國(guó)家檢驗(yàn)檢疫總局在2006年曾規(guī)定，各實(shí)驗(yàn)室及各級(jí)檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)應(yīng)根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，建立評(píng)估測(cè)量不確定度的程序并加以實(shí)施，定期開(kāi)展并評(píng)估和報(bào)告測(cè)量、校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度。

以卷煙圓周指標(biāo)為例，對(duì)其測(cè)量的不確定度進(jìn)行分析，探討卷煙產(chǎn)品物理指標(biāo)檢測(cè)過(guò)程中測(cè)量不確定度的評(píng)定方法。

1 建立不確定度評(píng)定數(shù)學(xué)模型

開(kāi)展卷煙圓周指標(biāo)檢測(cè)，并通過(guò)對(duì)測(cè)量過(guò)程的分析，探索對(duì)測(cè)量不確定度有貢獻(xiàn)的因素。用一定數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系將測(cè)量過(guò)程模型化。

式中Ca——儀器設(shè)備測(cè)量值

δCs——儀器設(shè)備示值誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響

δCt——環(huán)境溫度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響

δCRH——相對(duì)濕度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響

δCop—— 操作人員對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響

2 評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

2.1 測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性u(píng)（Ca）

對(duì)卷煙綜合測(cè)試臺(tái)圓周標(biāo)準(zhǔn)棒重復(fù)測(cè)量30次，測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差s（x）=0，經(jīng)分析，得出由測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性引起的不確定度分量為 u（Ca）=s（x）=0 mm。

由儀器說(shuō)明書(shū)可得，儀器設(shè)備讀數(shù)的精度為 0.001 mm，按矩型分布選取包含因子為，儀器分辨力（即儀器設(shè)備讀數(shù)的精度）引人的不確定度分量為

因此，由測(cè)量結(jié)果重復(fù)性引入的不確定度分量取值u（δCd）=0.000 289 mm。

2.2 儀器設(shè)備引入的不確定度分量u（δCs）

經(jīng)查閱卷煙綜合測(cè)試臺(tái)儀器說(shuō)明書(shū)，該儀器卷煙圓周測(cè)定單元的最大允許誤差MPE=±0.01 mm。一般可假定認(rèn)為，這是對(duì)儀器誤差限值的說(shuō)明，所有的誤差值均按同等概率處于該限值范圍內(nèi)，因此可運(yùn)用矩形分布，其引入的不確定度分量為

2.3 環(huán)境相對(duì)濕度與溫度引入的不確定度分量u（δCT）和u（δCRH）

為了簡(jiǎn)化評(píng)定過(guò)程，根據(jù)相關(guān)要求，將樣品處于調(diào)節(jié)狀態(tài)時(shí)的環(huán)境溫濕度以及實(shí)際測(cè)量時(shí)的環(huán)境溫濕對(duì)圓周測(cè)量不確定度引入的分量合并在一起。取“真龍”牌號(hào)卷煙進(jìn)行30組測(cè)試（表1）。

2.4 人員操作引入的不確定度分量u（δCOP）

由于檢測(cè)過(guò)程使用的是綜合測(cè)試臺(tái)，該儀器屬自動(dòng)測(cè)試的設(shè)備，無(wú)需人工調(diào)節(jié)。因此，操作人員引入的影響量可忽略不計(jì)，即 u（δCRH）=0。

3 不確定度評(píng)定結(jié)果

（1）由各分量可得，卷煙圓周C的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u（C）=

（2）通過(guò)查閱文獻(xiàn)[1]，擴(kuò)展不確定度U的取值可以表述為U=ku（CY）（Y表示圓周），通常取包含因子k=2（近似95%置信概率），則擴(kuò)展不確定度 Uk=2u（C）=2×0.049=0.098 mm。

（3）圓周測(cè)量結(jié)果的最佳值C=24.548 mm，測(cè)量擴(kuò)展不確定度U=0.098 mm（k=2），得到圓周測(cè)量結(jié)果的完整表達(dá)式C=（24.548±0.098）mm（k=2 時(shí)）。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)卷煙圓圓測(cè)量結(jié)果影響因素的分析，發(fā)現(xiàn)由檢測(cè)儀器（綜合測(cè)試臺(tái)）引入的不確定度分量是最大的影響因素。因此，為確保已經(jīng)識(shí)別的關(guān)鍵影響因素受控，在日常檢測(cè)工作中，應(yīng)重點(diǎn)做好以下工作：一是要加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)，提高設(shè)備檢測(cè)精度，是降低卷煙圓周測(cè)量不確定度的有效途徑；二是為減小B類(lèi)不確定度，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)測(cè)量?jī)x器設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，定期開(kāi)展校準(zhǔn)和檢定；第三，檢測(cè)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和規(guī)程進(jìn)行操作，便于進(jìn)一步控制A類(lèi)不確定度。

表1 卷煙圓周測(cè)量結(jié)果