水利工程質(zhì)量檢測中測量不確定度的影響

李秋華

測量不確定度從詞義上理解，是指測量結(jié)果可信性、有效性的懷疑程度或不肯定程度，是定量說明測量結(jié)果的質(zhì)量的一個參數(shù)。實際上由于測量不完善和人們的認(rèn)識不足，所得的被測量值具有分散性，即每次測得的結(jié)果不是同一值，而是以一定的概率分散在某個區(qū)域內(nèi)的許多個值。雖然客觀存在的系統(tǒng)誤差是一個不變值，但由于我們不能完全認(rèn)知或掌握，只能認(rèn)為它是以某種概率分布存在于某個區(qū)域內(nèi)，而這種概率分布本身也具有分散性。測量不確定度就是說明被測量之值分散性的參數(shù)，它不說明測量結(jié)果是否接近真值。隨著水利工程檢測市場準(zhǔn)入限制的逐漸放寬及“放管服”改革工作的不斷深入，水利工程檢測機構(gòu)的數(shù)量在不斷的增加，而在檢測中是否具備測量不確定度的評定能力，是檢測機構(gòu)體現(xiàn)整體水平和實力的依據(jù)，同時也是檢測機構(gòu)用來提升自身在市場中競爭力的重要手段之一。此外，企業(yè)資質(zhì)認(rèn)定能力評價的相關(guān)要求中指出，檢測機構(gòu)要結(jié)合實際需要建立和保持不確定度評定的相應(yīng)流程，這就要求檢測機構(gòu)要掌握相關(guān)的評定方法。但在當(dāng)前很多的水利質(zhì)量檢測測量工作中，對水利工程質(zhì)量測量的不確定度都認(rèn)為可以不考慮，均使用量值來直接表示測量結(jié)果，使得測量不確定度未能在水利檢測中得到廣泛的應(yīng)用。然而，若水利檢測機構(gòu)能夠在內(nèi)部質(zhì)量的控制、客戶的要求以及存在臨界值等的條件下，有能力提供出測量不確定度的評定報告，這不僅有助于提升水利工程的質(zhì)量和解決工程的實際問題，同時對于整個水利行業(yè)服務(wù)水平的提升也是十分重要的。

一、測量不確定度概述以及對水利工程的影響簡析

1. 測量不確定度的概述

在水利工程檢測測量工作中，其測量結(jié)果通常根據(jù)相關(guān)要求以兩部分進行表示，一部分是指測量不確定度，另一部分則是指測量得出的單個量值。測量不確定度主要是對測量值分散特征給予準(zhǔn)確的反應(yīng)，對測量量值進入半寬度范圍的概率進行體現(xiàn)。測量不準(zhǔn)確度不同于誤差，若誤差被視為是數(shù)軸上的一個點的話，那么不確定度則可視為成數(shù)軸上的某一個區(qū)間。因此而言，不確定度的應(yīng)用其適用性、傳遞性、統(tǒng)一性都比較高，同時也可使得測量工作更加的嚴(yán)謹(jǐn)。所以，在水利工程質(zhì)量檢測工作中，做好測量不確定度的使用程序建設(shè)，不僅能夠提升測量單位的技術(shù)水平，還能保障水利工程檢測工作的質(zhì)量，提升水利工程測量體系的完善性。

2. 測量不確定度對水利工程的影響

水利工程建設(shè)所處的環(huán)境都相對較差，在工程檢測測量工作開展中，測量條件也有限，這些環(huán)境因素都會給測量工作帶來一定的影響，造成測量數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)之間存在一些差異。而若在工程質(zhì)量檢測工作開展中，僅根據(jù)測量結(jié)果和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對工程測量數(shù)據(jù)進行是否合格的判斷，則會直接影響工程檢測工作的科學(xué)性，這對于行業(yè)的發(fā)展是十分不利的。因此，測量單位在測量工作中不僅要重視實際測量結(jié)果，還要充分考慮測量不確定度，只有這樣才能提升測量結(jié)果的質(zhì)量，還能更加準(zhǔn)確地對測量實際結(jié)果進行判斷，從某種程度來說，測量不確定度與實際測量數(shù)據(jù)都是影響工程測量結(jié)果的擴展不確定度，只要對兩者之間的關(guān)聯(lián)度數(shù)據(jù)進行有效的應(yīng)用，在一定程度上是對實際測量數(shù)據(jù)質(zhì)量控制作用的體現(xiàn)。

二、測量不確定度在水利工程質(zhì)量檢測中的應(yīng)用分析

1. 在測量設(shè)備校準(zhǔn)評定中的應(yīng)用

在水利工程質(zhì)量檢測中，測量設(shè)備的校準(zhǔn)與檢定工作都需要進行結(jié)果認(rèn)定的落實，在校準(zhǔn)證書中會對該設(shè)備的測量不確定度及存在的誤差進行明確，在設(shè)備檢定證書中會對該設(shè)備的評定結(jié)論進行明確。在設(shè)備進行校準(zhǔn)之后，還要針對檢測機構(gòu)結(jié)合校準(zhǔn)證書中的不確定度進行科學(xué)的判斷，才能確定設(shè)備是否滿足相應(yīng)工作的要求。針對設(shè)備的校準(zhǔn)評定主要有以下幾個方面：

第一，設(shè)備中丨MPE丨代表允許范圍內(nèi)的最大誤差參數(shù)，主要是根據(jù)設(shè)備生產(chǎn)廠家標(biāo)記的技術(shù)參數(shù)、最小分度值、測量標(biāo)準(zhǔn)要求為參數(shù)來源，在標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果評定開展中，要結(jié)合校準(zhǔn)示值誤差丨△丨和最大允許誤差之間比對進行。

第二，在實際評定中有兩個條件，其一是對應(yīng)示值誤差的測量不確定度U，在評定中若和設(shè)備允許范圍內(nèi)的最大誤差值比小于或等于三分之一時，則表示合格，也就是U≤丨MPE丨，而若當(dāng)丨△丨＞丨MPE丨，表示不合格。例如，水利工程中樁基檢測中使用的靜載荷測試儀，校準(zhǔn)結(jié)果如表1：

表1 RS-JCY靜載荷測試儀校準(zhǔn)結(jié)果表

結(jié)合以上表格中的參數(shù)我們可以看出，此設(shè)備壓力傳感器測量范圍是0～70MPa，而測量精準(zhǔn)度的相對誤差是±0.5%，那么它的最大允許誤差值為|MPE|＝0.5%，結(jié)合以上評定條件，則可以看到設(shè)備判定的過程及結(jié)果了，如下表：

|MP E|不確定度U標(biāo)準(zhǔn)壓力值/MPa判定0 0.00 0 0.01 0.01＞0 0＜0.01 合格15 0.01 0.075 0.02 0.02＜0.025 0.01＜0.075 合格30 0.10 0.15 0.02 0.02＜0.05 0.10＜0.15 合格45 0.22 0.225 0.02 0.02＜0.075 0.22＜0.225 合格60 0.38 0.30 0.02 0.02＜0.10 0.38＞0.30 不合格示值誤差Δ/M Pa U和1/3|M P E|比較|Δ|和|MP E|或|MPE|－U比較

結(jié)合以上判定表格顯示我們可以判定標(biāo)準(zhǔn)壓力值在0～45MPa之間的屬于正常范圍，可以使用，而標(biāo)準(zhǔn)壓力值在60MPa的為不合格，需要再次核查，在實際應(yīng)用中應(yīng)多加注意。

2. 在測量設(shè)備內(nèi)部校準(zhǔn)評定中的應(yīng)用

在水利工程質(zhì)量檢測過程中，會涉及到許許多多的甲級資質(zhì)參數(shù)，同時相關(guān)的檢測設(shè)備數(shù)量及類型都會很多，在這樣的情況下，會有一些設(shè)備經(jīng)常無法送去校準(zhǔn)和檢定，那么，針對這部分設(shè)備，則需要開展內(nèi)部校準(zhǔn)。內(nèi)部校準(zhǔn)是測量設(shè)備校準(zhǔn)工作中重要的組成部分，主要是通過實驗室進行的，主要是在具體校準(zhǔn)工作中由實驗室工作人員對設(shè)備進行校準(zhǔn)，在校準(zhǔn)中結(jié)合參考標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)要求進行實際操作，主要是針對測量設(shè)備的精準(zhǔn)度進行判斷，實驗室校準(zhǔn)之后對設(shè)備出具不確定度及示值誤差。針對測量設(shè)備的不確定度評定，則要結(jié)合相關(guān)規(guī)范及要求進行，在內(nèi)部實際校準(zhǔn)工作中的不確定評定主要有以下應(yīng)用方法：一是，在符合相關(guān)規(guī)定及滿足設(shè)備測量的條件下，可以通過使用統(tǒng)計分析法，針對測量值進行A類不確定度的評定；二是，測定工作人員可以結(jié)合自身的操作經(jīng)驗，或者結(jié)合相應(yīng)的信息數(shù)據(jù)，對測量值進行B類不確定評定。這兩種方法的應(yīng)用可以由檢測人員結(jié)合自身的情況進行選擇檢測，對測量工作進行操作落實，實現(xiàn)對水利工程測量設(shè)備的內(nèi)部校準(zhǔn)工作進行不確定度的評定，從而完善由于設(shè)備數(shù)量及類型較多而無法送校的設(shè)備測量評定工作。

3. 在測量檢測結(jié)果評定中的應(yīng)用

在水利工程質(zhì)量檢測工作中，對測量不確定度工作缺乏相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)及要求，相關(guān)部門也還未能對測量不確定度出示相關(guān)的要求及標(biāo)準(zhǔn)，而工程測量中的不確定度又是至關(guān)重要的。檢測機構(gòu)在實際測量工作中，如何使用科學(xué)合理的方法對測量不確定度進行評定，并提升對測量不確定度的應(yīng)用能力，不僅是判定一個工程檢測機構(gòu)資質(zhì)能力的重要依據(jù)之一，也是工程檢測機構(gòu)提升自身市場競爭力，獲得更好發(fā)展的手段，同時也是促進行業(yè)整體發(fā)展水平的基礎(chǔ)。因此，水利工程檢測機構(gòu)要結(jié)合實際情況加強對測量不確定度的應(yīng)用，并針對測量評定方法進行相應(yīng)的說明。測量不確定度的評定程序步驟如下：

首先要明確數(shù)據(jù)測量的主要目的，要清楚地指導(dǎo)本次測量工作想要獲取的結(jié)果，然后結(jié)合測量主要目的和想要獲得的結(jié)果以及實際測量環(huán)境、條件建立起計算模型，并對測量參數(shù)和測量結(jié)果之間的關(guān)聯(lián)性進行有效的分析，利用相應(yīng)的測量設(shè)備，完善測量準(zhǔn)備各項工作，并結(jié)合實際環(huán)境等因素，考慮到實際測量中的影響因素，并通過相應(yīng)的方法將測量中的影響因素降至最低。

在測量不確定度的工作中，要做好測量中的各個數(shù)據(jù)結(jié)果，并結(jié)合測量數(shù)據(jù)結(jié)果計算出各個測量數(shù)據(jù)相對應(yīng)的不確定度，從而最終得出整體測量數(shù)據(jù)的不確定度。

通過以上步驟獲取到測量數(shù)據(jù)庫以及測量不確定度之后，再進行測量數(shù)據(jù)的分組，通過分組工作對相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行分析，找出數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性，若數(shù)據(jù)之間存在關(guān)聯(lián)，那么還需要通過使用相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息以及計算方法對各組數(shù)據(jù)之間的誤差與不確定度進行系統(tǒng)的分析，同時結(jié)合之前的測量參數(shù)，從而得出相應(yīng)的測量結(jié)果，并對各個分組賦予相應(yīng)的權(quán)重，然后再對測量不確定度進行最終的綜合計算，從而獲得整體的測量不確定度。另外，還要對測量數(shù)據(jù)的相關(guān)影像因素進行分析，明晰各個影像因素之間的聯(lián)系，從而確定其準(zhǔn)確度，在這項工作的開展中，要將每一個過程進行詳細(xì)的記錄，并做好相關(guān)專業(yè)人員之間的交流和討論，結(jié)合實際情況針對存在的問題進行及時的解決和處理，從而確保測量數(shù)據(jù)評定的準(zhǔn)確性。

第四，針對實驗設(shè)備要結(jié)合以往的記錄進行調(diào)整、校正，減少固定誤差的形成，從而降低測量不確定度，有效提升測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，促進工程質(zhì)量檢測工作效率及質(zhì)量的有效提升。

總之，在檢測結(jié)果評定的應(yīng)用過程中，要明確測量的目標(biāo)及結(jié)果，在實際測量工作中結(jié)合設(shè)備的實際情況進行合理的安排，做好各項工作的銜接和記錄，分析出各個環(huán)節(jié)當(dāng)中可能影響測量準(zhǔn)確度的因素，并采用科學(xué)、適當(dāng)?shù)姆椒ㄓ行Ы档瓦@些影響因素，從而提升檢測質(zhì)量和效果。

三、結(jié)束語

綜上所述，在水利工程質(zhì)量檢測工作開展中，測量不確定度可以應(yīng)用到各個方面及領(lǐng)域，同時，測量不確定度也會對水利工程的質(zhì)量檢測水平、精準(zhǔn)度等具有至關(guān)重要的影響，工程檢測機構(gòu)要加強對測量不確定度的重視，并能結(jié)合自身的實際情況及經(jīng)驗建立起更加規(guī)范、細(xì)致、科學(xué)的測量工作流程，同時結(jié)合不同工程的實際情況及具體要求，具有針對性的、有計劃、有目的的對工作進行細(xì)致的安排及有效的落實，從而有效提升水利工程檢測工作的效率和質(zhì)量。

檢測機構(gòu)要在實際測量工作中將不確定度有效地應(yīng)用到各個工作環(huán)節(jié)中去，并在應(yīng)用中結(jié)合各環(huán)節(jié)中的實際情況有效開展工作，在工程質(zhì)量檢測校準(zhǔn)證書提供的校準(zhǔn)誤差、最大允許誤差以及不確定度作為重要的條件和依據(jù)，進行校準(zhǔn)結(jié)果及目標(biāo)的確認(rèn)，在測量中要保持在校準(zhǔn)范圍內(nèi)進行，使得設(shè)備達到使用要求，檢測機構(gòu)要有效利用不確定度值來確保設(shè)備量值溯源的準(zhǔn)確性，從而建立校準(zhǔn)結(jié)果的確認(rèn)程度。在設(shè)備內(nèi)部的校準(zhǔn)工作中，要提升設(shè)備內(nèi)部校準(zhǔn)有效性的判定，針對校準(zhǔn)結(jié)果要進行不確定度的再度確認(rèn)工作。在水利工程質(zhì)量檢測的各個環(huán)節(jié)當(dāng)中要充分結(jié)合相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及要求，還有明確的方法進行有效測量模型的構(gòu)建，充分考慮水利工程檢測的各種因素，并對其進行充分的分析和解決，有效降低各類誤差的產(chǎn)生，降低測量不確定度，從而提高水利工程檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性及可靠性，同時也為檢測機構(gòu)檢測技術(shù)水平、服務(wù)水平的提升提供基礎(chǔ)保障，有效促進行業(yè)更好的發(fā)展。