計量不確定度評估要點分析

胡 方

開封市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗測試中心 河南 開封 475000

引言

計量是利用技術(shù)和法治手段實現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準確性、可靠性的測量。計量過程中使用的量具和測量儀器是標準的,用它們來校準、檢定受檢量具和儀器設(shè)備,確保受檢儀器在測量的時候所測量的結(jié)果準確、可靠。但是計量過程中,受到一些客觀與主觀因素,計量結(jié)果會出現(xiàn)一定的不確定性,計量不確定度是與測量結(jié)果關(guān)聯(lián)的一個參數(shù),測量結(jié)果的好壞用誤差來衡量,但是測量誤差只是表示測量的短期治療,測量過程是否受控,測量結(jié)果是否穩(wěn)定,測量能力是否符合生產(chǎn)盈利的要求,這就需要測量不確定度來衡量,不確定值越大,則表示測量能力越差。計量不確定度評估目前尚且沒有定論,是無法確定的問題。因此,探討計量不確定度評估要點,對控制計量不確定因素具有重要意義。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,測量手段和測量技術(shù)不斷進步,關(guān)于測量不確定度評估方法也在不斷完善.

1 影響計量不確定度的因素

1.1 計量設(shè)備質(zhì)量缺陷

如果計量設(shè)備存在質(zhì)量缺陷,那么就會增加計量的不確定度。計量設(shè)備在生產(chǎn)過程中,由于生產(chǎn)廠家沒有嚴格控制產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。生產(chǎn)廠家的質(zhì)量檢測人員在出廠的時候,將有質(zhì)量問題的產(chǎn)品出廠。比如計量設(shè)備的讀數(shù)存在一定的偏差,無法做到讀數(shù)精準的要求,計量設(shè)備在校準、計量過程中,由于設(shè)備本身存在一定的缺陷。隨著計量設(shè)備使用時間越長,則計量設(shè)備的計量偏差越大,最終影響到計量結(jié)果。

1.2 計量人員操作不當(dāng)

計量人員作為計量工作的具體實施者,計量人員的理論水平和操作技能直接關(guān)系到計量工作的準確性。然而在實際操作過程中,由于計量人員缺乏計量工作經(jīng)驗,沒有按照計量工作標準和要求進行操作,操作人員的技術(shù)水平達不到計量工作要求,導(dǎo)致操作失誤,最后導(dǎo)致計量結(jié)果不準確,從而導(dǎo)致計量結(jié)果出現(xiàn)很大的偏差。當(dāng)前,現(xiàn)有的計量工作人員綜合素質(zhì)不高計量設(shè)備的種類十分豐富,包括儀器儀表、量具、測量裝置等,每一種計量設(shè)備的操作要點不同,在實際操作中,如果計量人員沒有認真按照操作要求進行操作,就可能導(dǎo)致計量結(jié)果不確定。

1.3 環(huán)境因素

隨著科學(xué)技術(shù)的進步,計算機信息技術(shù)、傳感技術(shù)、電力電子技術(shù)等現(xiàn)代先進技術(shù)廣泛應(yīng)用在計量設(shè)備中,極大地提高計量工作的效率和準確度。與此同時,這些現(xiàn)代化計量設(shè)備對工作環(huán)境比較敏感,計量的溫度、濕度、壓力、電磁場、電磁波都可能影響到計量儀器儀表的工作,并最終影響到計量結(jié)果,從而導(dǎo)致計量結(jié)果出現(xiàn)不確定度。一些設(shè)備受到溫度影響,可能出現(xiàn)熱脹冷縮的現(xiàn)象。比如夏季高溫天氣,流量計的導(dǎo)熱性能比較好,周圍的溫度比較高,則流量表上升速度比較快,導(dǎo)致測量值和實際數(shù)值有很大的關(guān)系。

2 計量不確定度概念和計算公式

根據(jù)JJF1001-1998-《通用計量術(shù)語及定義》中對測量不確定度的定義,測量不確定度是獨立存在,并與測量結(jié)果相互聯(lián)系。在測量過程中,應(yīng)該包括測量不確定度,測量不確定度用標準偏差表示時稱為標準不確定度。根據(jù)上述內(nèi)容可以得知,測量結(jié)果的不確定度是由多種因素造成的,對每一個不確定度來源評定為標準偏差,稱之為標準不確定度分量,用ui表示。

2.1 不確定度的A 類評定

極差法指在重復(fù)條件下,用獨立測量n次,得到最大測量值和最小測量值,然后用最大測量值減去最小測量值得到的差值。在實際測量過程中,為了提高測量效率,得到測量標準不確定度,往往采用極差法。只需要對檢測量進行2到3次的測量,就可以得到測量的極差值,從而計算出單次測量的標準不確定度,其計算公式如下：

其中公式中的dn指的是極差的系數(shù),極差的系數(shù)與測量的次數(shù)n相關(guān)。

2.2 不確定度B類評定

用不同觀測列統(tǒng)計分析評定計量標準不確定度的方法稱之為不確定B類評定方法,使用不確定B 類評定方法獲得標準不確定度值稱之為B類不確定度分量,用符號uB表示。這是試驗或者其他信息進行分析判斷,具有主觀鑒定成分,對于某項不確定度分量評定方法,需要結(jié)合實際情況選擇不確定A 類評定方法或者不確定B 類評定方法。目前,不確定B 類評定方法應(yīng)用比較廣泛。B類不確定度評定方法是根據(jù)計量工作經(jīng)驗或者相關(guān)信息,判斷測量結(jié)果可能出現(xiàn)的區(qū)間-),然后根據(jù)被測量數(shù)值的概率分布確定K 值,B 類評定標準不確定度計算公式如下：

2.3 合成標準不確定度

如果測量結(jié)果是由若干個其他量的求得值,并按照其他量的方差和協(xié)方差求得的標準不確定度值稱之為合成標準不確定度。合成標準不確定度是測量結(jié)果標準偏差的估算值,一般用符號uc表示。其中方差指的是標準偏差的平方,協(xié)方差指的是相關(guān)性導(dǎo)致的方差。合成標準不確定度的自由度指的是有效自由度,一般用符號uc表示,它的數(shù)值反應(yīng)了計量不確定評定結(jié)果的可靠性和準確度。

結(jié)束語

綜上所述,計量工作中,受到計量工具質(zhì)量缺陷、計量工作人員業(yè)務(wù)能力、計量工作周圍環(huán)境等因素的影響,導(dǎo)致計量結(jié)果出現(xiàn)不確定度。因此,在確定計量不確定度時候,要根據(jù)測量的實際情況,選擇合適的評定方法,降低計量工作的不確定性。