測(cè)量不確定度原理及在食品理化檢驗(yàn)中的運(yùn)用方法研究

朱小萌

（遼寧省阜新市檢驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)證中心，遼寧阜新 123000）

雖然我國(guó)相關(guān)研究人員對(duì)測(cè)量不確定度原理進(jìn)行了深入研究，但這種原理與理化實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)往往存在一定漏洞，大部分研究人員在研究過(guò)程中并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)兩者之間的緊密聯(lián)系[1]。理化檢驗(yàn)會(huì)受到許多外在因素的影響，導(dǎo)致測(cè)量的結(jié)果存在一定的誤差性。因此，需對(duì)測(cè)量不確定度原理在食品理化檢驗(yàn)中的運(yùn)用方法進(jìn)行深入研究，實(shí)現(xiàn)我國(guó)檢驗(yàn)水平的提升。

1 測(cè)量不確定度原理及食品理化檢驗(yàn)的概念

1.1 測(cè)量不確定度原理的概念

無(wú)論是食用品檢驗(yàn)工作還是非食用品檢驗(yàn)工作都需要專業(yè)理論作為支撐，從一定程度上講，專業(yè)理論會(huì)在極大程度上影響檢驗(yàn)結(jié)果。測(cè)量不確定度原理的出現(xiàn)和發(fā)展，使傳統(tǒng)食品檢驗(yàn)工作煥然一新。理化檢驗(yàn)工作要達(dá)到一定的有效性及科學(xué)性需大量的檢驗(yàn)理論支撐。測(cè)量不確定度原理的核心在于其優(yōu)于傳統(tǒng)的檢驗(yàn)理論方法，在進(jìn)行檢驗(yàn)測(cè)量過(guò)程中，可對(duì)其造成的誤差及失誤進(jìn)行精準(zhǔn)分析[2]。測(cè)量不確定度原理主要是對(duì)理化檢驗(yàn)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行定量分析，并以一種參數(shù)的形式體現(xiàn)在理化檢驗(yàn)報(bào)告中，參數(shù)是與其他的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較產(chǎn)生的，即檢驗(yàn)報(bào)告中呈現(xiàn)的檢驗(yàn)結(jié)果及與之有關(guān)的詳細(xì)數(shù)據(jù)，都會(huì)在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，只要檢驗(yàn)結(jié)果處于波動(dòng)范圍內(nèi)，便可被認(rèn)定為檢驗(yàn)合格[3]。測(cè)量不確定度原理與理化檢驗(yàn)的結(jié)合，可輔助相關(guān)工作人員對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果中不能確定的參數(shù)作進(jìn)一步的解釋說(shuō)明，即可為其他人員提供有力的參考數(shù)據(jù)，輔助其進(jìn)行理化檢驗(yàn)。在多年的工作實(shí)踐過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)受檢驗(yàn)水平和檢驗(yàn)手段的客觀限制，現(xiàn)階段食品檢驗(yàn)工作的水平還具有非常廣闊的提升空間，也正因如此，在實(shí)際食品檢驗(yàn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)被測(cè)量值分散的情況。在大量的調(diào)查研究中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前每次食品檢驗(yàn)工作，都無(wú)法得到統(tǒng)一的數(shù)值和結(jié)果，多數(shù)情況下，檢驗(yàn)的結(jié)果會(huì)在某一特定區(qū)間范圍內(nèi)分散。在食品檢驗(yàn)工作當(dāng)中運(yùn)用測(cè)量不確定度原理，則是為了更深層次地說(shuō)明被測(cè)量數(shù)值的分散性參數(shù)，從而使其更好地為食品檢驗(yàn)人員的工作提供指導(dǎo)。事實(shí)上，在實(shí)際應(yīng)用測(cè)量不確定度原理開展食品理化檢驗(yàn)的過(guò)程中，無(wú)法根據(jù)測(cè)量結(jié)果直接說(shuō)明其是否與標(biāo)準(zhǔn)值相符。測(cè)量不確定度原理的應(yīng)用主要是為了更便利的進(jìn)行分散性的表示。

1.2 食品理化檢驗(yàn)的概念

從一定程度上講，食品檢測(cè)工作的工作水平直接影響著食品的質(zhì)量。近年來(lái)，在我國(guó)高新技術(shù)迅速發(fā)展的大環(huán)境下，食品理化檢測(cè)法被廣泛應(yīng)用在了食品檢測(cè)工作當(dāng)中，這有效推動(dòng)了食品檢測(cè)水平的提升。從理論角度上講，食品理化檢驗(yàn)當(dāng)中不僅包含著物理技術(shù)手段同時(shí)也包含著化學(xué)技術(shù)手段?，F(xiàn)階段食品理化檢驗(yàn)會(huì)采用較新的物理及化學(xué)技術(shù)手段進(jìn)行檢驗(yàn)，即通過(guò)更加新穎的專業(yè)設(shè)備來(lái)提高食品理化檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性及科學(xué)性[4]。食品理化檢驗(yàn)的主要檢驗(yàn)內(nèi)容為食品的營(yíng)養(yǎng)成分及其中含有的化學(xué)成分是否會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，檢驗(yàn)的主體為人們?nèi)粘Ｉ钪心芤姷降母鞣N類型的食品及飲品，但在食品理化檢驗(yàn)過(guò)程中，檢驗(yàn)主體自身的特殊性易導(dǎo)致檢驗(yàn)內(nèi)容呈現(xiàn)一定的差異性。食品理化檢驗(yàn)最核心的部分是通過(guò)一定的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)來(lái)檢驗(yàn)其中的指標(biāo)是否符合標(biāo)準(zhǔn)，并以檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)作為判斷食品是否合格的標(biāo)準(zhǔn)[5]。食品理化檢驗(yàn)大多采用化學(xué)技術(shù)手段或物理技術(shù)手段，通過(guò)規(guī)定的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)食品進(jìn)行檢驗(yàn)。總體而言，食品理化檢驗(yàn)主要包含以下幾個(gè)特點(diǎn)。①通過(guò)食品理化檢驗(yàn)方法的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各類指標(biāo)的精準(zhǔn)測(cè)量，保證食品檢驗(yàn)的精準(zhǔn)度，也順應(yīng)了新時(shí)代背景下食品檢驗(yàn)的全新需求。②在食品理化檢驗(yàn)應(yīng)用過(guò)程中，食品檢驗(yàn)會(huì)依據(jù)固定的程序開展檢驗(yàn)工作，因此，在食品理化檢驗(yàn)法的應(yīng)用下，可以有效避免人為誤差的出現(xiàn)，與此同時(shí)，也不會(huì)導(dǎo)致太大問(wèn)題的出現(xiàn)。③被檢測(cè)物需要在特定的環(huán)境下進(jìn)行檢驗(yàn)，則需要采用理化檢驗(yàn)法開展檢驗(yàn)工作。

2 不確定度原理在食品理化檢驗(yàn)中的重要作用

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，許多食品實(shí)驗(yàn)室都會(huì)采用不確定度原理對(duì)食品進(jìn)行檢驗(yàn)，達(dá)到提高理化檢驗(yàn)科學(xué)性及準(zhǔn)確性的目的[6]。但在進(jìn)行理化檢驗(yàn)的過(guò)程中，不同的專業(yè)檢驗(yàn)過(guò)程對(duì)參數(shù)的要求不同，會(huì)產(chǎn)生一定的差異性。在分析不確定度原理在食品理化檢驗(yàn)中的重要作用時(shí)，可對(duì)理化檢驗(yàn)的方法及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行一定的優(yōu)化調(diào)整，滿足食品行業(yè)的發(fā)展需求。

2.1 不確定評(píng)定中標(biāo)準(zhǔn)差的安全因子的重要性

進(jìn)行測(cè)量時(shí)，需對(duì)其中的不確定因素進(jìn)行全面地考量，若忽略了其中的不確定因素，很可能會(huì)增加測(cè)量的評(píng)定難度并影響最終的評(píng)定結(jié)果。因此，對(duì)不確定因素進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，科學(xué)合理的取舍十分關(guān)鍵。在進(jìn)行同一種理化檢驗(yàn)時(shí)，對(duì)其中的不確定因素需進(jìn)行反復(fù)確認(rèn)，減少缺失現(xiàn)象的產(chǎn)生，降低對(duì)整體檢驗(yàn)結(jié)果的影響。在評(píng)定其中的不確定因素時(shí)，可采用標(biāo)準(zhǔn)差的方式進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算，通過(guò)增加標(biāo)準(zhǔn)差中的安全因子彌補(bǔ)其中缺乏的數(shù)據(jù)科學(xué)性。安全因子的設(shè)定主要是來(lái)自對(duì)理化檢驗(yàn)中不確定因素的重復(fù)測(cè)定。在觀測(cè)不確定因素時(shí)進(jìn)行10次以上的重復(fù)實(shí)驗(yàn)可提高標(biāo)準(zhǔn)差的可靠性。

2.2 測(cè)量不確定度評(píng)定在理化檢驗(yàn)中的應(yīng)用

許多實(shí)驗(yàn)室在進(jìn)行食品理化檢驗(yàn)時(shí)并未意識(shí)到不確定度原理對(duì)理化檢驗(yàn)的重要性，但由于理化檢驗(yàn)工作本身具有一定的特殊性，且會(huì)受到專業(yè)限制，導(dǎo)致在進(jìn)行測(cè)量時(shí)運(yùn)用不確定度原理會(huì)面臨許多問(wèn)題。理化檢驗(yàn)工作是在測(cè)量其中含有的不確定度評(píng)定的過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行能力保障，以提高食品理化檢驗(yàn)的水平，促進(jìn)食品行業(yè)的健康發(fā)展。

2.3 測(cè)量不確定度原理在食品理化檢驗(yàn)中的應(yīng)用

在進(jìn)行食品理化檢驗(yàn)的過(guò)程中，充分運(yùn)用測(cè)量不確定度原理，可有效解決食品理化檢驗(yàn)過(guò)程中對(duì)不確定因素的評(píng)定問(wèn)題。通過(guò)利用不確定度原理進(jìn)行測(cè)評(píng)，可將食品的理化檢驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)化，同時(shí)可達(dá)到提高檢驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的目的。也就是說(shuō)，可將食品理化檢驗(yàn)過(guò)程中存在的誤差控制在一定范圍內(nèi)，避免由于誤差所造成的損失。

2.4 測(cè)量不確定度原理在食品理化檢驗(yàn)中的應(yīng)用步驟

測(cè)量不確定度原理在食品理化檢驗(yàn)中的應(yīng)用步驟。①在進(jìn)行食品理化檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)充分考慮到測(cè)量不確定度原理的過(guò)程中涉及到的復(fù)雜性及食品自身的特殊性，選擇最合適的測(cè)量方法，并根據(jù)不同的環(huán)境條件改變對(duì)比參數(shù)，為后續(xù)的理化實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。②以不確定度原理為理論依據(jù)，并參照相關(guān)的參數(shù)指標(biāo)，提高測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。③針對(duì)不同條件下存在的不確定因素進(jìn)行差異化的策略分析。④在進(jìn)行差異化分析后，應(yīng)通過(guò)不確定度的分量提高每一種不確定因素自身的利用價(jià)值，并通過(guò)合理的數(shù)學(xué)計(jì)算，獲得最終的檢驗(yàn)數(shù)值，作為最后的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。⑤在最終評(píng)定的環(huán)節(jié)，應(yīng)利用測(cè)量不確定度原理的策略方法保證最終數(shù)據(jù)報(bào)告中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。⑥在進(jìn)行不同類型的理化檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體的測(cè)量問(wèn)題選擇數(shù)據(jù)的表達(dá)方式，通?？刹捎猛ㄓ蒙蠈幽Ｐ停℅eneralized Upper Model，GUM）的表達(dá)方式確定不確定度原理在具體報(bào)告中的關(guān)鍵作用。

2.5 測(cè)量結(jié)果及其不確定度中的數(shù)據(jù)分析

食品理化檢驗(yàn)最終的測(cè)量結(jié)果及不確定度應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)告中的有效位數(shù)進(jìn)行評(píng)判，即其中涉及的有效倍數(shù)，在一定程度上可保證測(cè)量不確定度的準(zhǔn)確性，具體包括其中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為后續(xù)食品的發(fā)展工作打下基礎(chǔ)，從根本上提高理化檢驗(yàn)的質(zhì)量。在進(jìn)行理化檢驗(yàn)時(shí)，若獲得的測(cè)量結(jié)果及其不確定度的有效倍數(shù)難以確定，應(yīng)結(jié)合工作人員的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)及以往的食品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)定。需注意的是，不同國(guó)家在測(cè)量不確定度的過(guò)程中擁有不同的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，這就需要相關(guān)工作人員，根據(jù)實(shí)際的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行取舍。在進(jìn)行判斷的過(guò)程中，應(yīng)杜絕誤差現(xiàn)象的出現(xiàn)，要做到一絲不茍，確保所產(chǎn)生的檢驗(yàn)結(jié)果無(wú)誤差。

2.6 關(guān)于食品理化檢驗(yàn)中測(cè)量不確定度理論應(yīng)用的研究分析

隨著我國(guó)食品行業(yè)的不斷發(fā)展，測(cè)量不確定度原理在食品理化檢驗(yàn)中的應(yīng)用取得了良好的效果。但相關(guān)部門的工作人員應(yīng)及時(shí)記錄食品理化檢驗(yàn)工作過(guò)程中存在的問(wèn)題和不足及不確定度理論的應(yīng)用所產(chǎn)生的問(wèn)題。在進(jìn)行食品理化檢驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)盡可能地將不確定度原理作為測(cè)量的根本依據(jù)，嚴(yán)格遵循測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)量流程。當(dāng)檢驗(yàn)的食品存在特殊情況或是在不同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，應(yīng)對(duì)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行靈活調(diào)整，適應(yīng)食品理化檢驗(yàn)過(guò)程中的特殊情況。如在食品理化檢驗(yàn)的實(shí)際操作中，若所應(yīng)用的不確定度原理由于系統(tǒng)效應(yīng)產(chǎn)生了一系列的不確定因素，可選擇忽略這些不確定因素，將理化實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)放在標(biāo)準(zhǔn)差上，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)差可符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)再對(duì)產(chǎn)生的不確定因素進(jìn)行處理。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)民生行業(yè)對(duì)食品理化檢驗(yàn)的重視程度不斷加深，測(cè)量不確定度原理在食品理化檢驗(yàn)中的應(yīng)用價(jià)值也越來(lái)越大。測(cè)量不確定度原理的加入可有效提高食品理化檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性，對(duì)推動(dòng)我國(guó)民生行業(yè)及測(cè)量檢驗(yàn)行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。因此，我國(guó)相關(guān)部門的工作人員應(yīng)充分利用測(cè)量不確定度原理進(jìn)行理化檢驗(yàn)，盡可能減少檢驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的測(cè)量誤差。