測量不確定度在計量檢定中的應(yīng)用芻議

陳誼麗

摘 要：測量不確定度是與測量結(jié)果關(guān)聯(lián)的一個參數(shù)，用于表征合理賦予被測量的值的分散性，其分析與評定工作是在計量檢定過程中最為重要的工作之一，其原因在于不確定度的測量既可以將測量值分散性誤差體現(xiàn)出來，還可以為計量設(shè)備在實際運用中提供更準(zhǔn)確的數(shù)值關(guān)系。本文對檢定中的測量不確定度進行了概述，之后分析了其具體的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：測量不確定度 計量檢定 應(yīng)用

中圖分類號：TN915 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）11（c）-0030-02

1 測量不確定度概述

測量不確定度從詞義上理解，意味著對測量結(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)。其在檢測的時候，選取一個待測量的對象，之后設(shè)計并賦予其參數(shù)，最終即可獲得該對象的分散性，以及被測量值處于一定范圍之中的落入概率情況。在檢定中，計量人員首先需要結(jié)合概率數(shù)據(jù)，給該測量值的具體數(shù)值結(jié)果，劃定一個區(qū)間，之后針對測量中出現(xiàn)的誤差問題，可以使用之前給定的參數(shù)，進行一定的修正處理。其檢定結(jié)果是否準(zhǔn)確，與使用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的量值傳遞的效果，有著極大的關(guān)系，對計量設(shè)備的檢定數(shù)據(jù)也有極大的影響。因此在測量的時候，需要讓其結(jié)果處于要求的范圍之內(nèi)。在其應(yīng)用中，常常會被認(rèn)為是測量誤差工作，但這兩項工作之間有著極大的差異性[1]。

在計量檢定工作中，開展測量不確定度工作，可以有效提高計量工作的質(zhì)量。較之于以往的檢定工作，基于測量不確定度的計算，極大地提高了檢定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。不確定度來源的分析主要取決于對測量方法、測量設(shè)備、測量條件及對被測量對象的詳細(xì)了解和認(rèn)識。因此需要檢定人員在檢定工作中，必須熟悉業(yè)務(wù)，把握好該設(shè)備檢定的操作流程，以及分析在檢定過程中有哪些可能的因素可能會影響測量結(jié)果，確定不確定度的來源，認(rèn)真計算，減少誤差，提高檢定的準(zhǔn)確率[2]。但是，在目前的計量檢定工作中，由于工作人員對測量不確定度內(nèi)容不重視，或者是缺乏測量不確定度的能力，或是繁雜的操作流程使得工作人員不愿意對該項內(nèi)容進行計算確定等問題，使得最終獲得的檢定報告缺乏權(quán)威性和準(zhǔn)確性。因此在現(xiàn)階段的社會發(fā)展中，需要計量檢定單位的工作人員不斷對測量不確定度的相關(guān)知識加強認(rèn)識，以此在實際應(yīng)用中達(dá)到更好的效果。

2 計量檢定工作的應(yīng)用分析

測量不確定度是我們從事計量工作的技術(shù)人員必須掌握的理論知識，目前，測量不確定度在各個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，有極高的價值。在本文的研究中，選取電子天平，作為測量不確定檢定的研究對象。該儀器設(shè)備自身所具有的數(shù)據(jù)參數(shù)，對于測量不確定度有著一定的影響，例如天平在稱量中數(shù)據(jù)重復(fù)性、分辨力、環(huán)境因素等，但是各個影響因素所造成的影響，是一致的。因此就需要對這些數(shù)值進行復(fù)核。

2.1 應(yīng)用方法

測量不確定度，其屬于一種被測量對象的分散性表征，是一種參數(shù)。在該參數(shù)中，包含著較多的分量，進行具體的劃分后，可以表示為兩種方法測量不確定度。首先是A類，其在應(yīng)用中表征的分散性，主要是借助于實驗的標(biāo)準(zhǔn)偏差來實現(xiàn)的，其需要對獲得的諸多的結(jié)果，進行分布情況的估算分析[3]。另外一種則為B類，其在分散性、參數(shù)的表征中，需要通過檢測對象的相關(guān)數(shù)據(jù)，或者是計量檢定人員的工作經(jīng)驗來進行，檢定過程中的系統(tǒng)效應(yīng)可以組成分量。這兩項結(jié)果的評定方法存在著較大的差異性，其中的A類在日常的應(yīng)用中，較為簡單，選取一個被測量目標(biāo)，最后進行數(shù)據(jù)的測量、偏差的計算。而B類，則在具體的應(yīng)用中，其獲得的原始數(shù)據(jù)，是在實驗的基礎(chǔ)上，以及對于測量對象相關(guān)信息收集，并進行綜合性分析估算才可以獲得，此外該測量不確定度還需要結(jié)合一些測量工作的認(rèn)識、經(jīng)驗，因此B類測定法在應(yīng)用中，有著較多的主觀因素影響[4]。

2.2 工具

本次研究選取的天平采用直接測量法，選用的測量標(biāo)準(zhǔn)為E2等級砝碼，其擴展不確定度為0.1mg，包含因子k=2。選取已經(jīng)完成標(biāo)定電子天平，最大稱量為220g，分度值0.1mg。本次研究測量不確定度選取200g點。在檢測中，天平容易受到諸多因素的影響，需要綜合各個方面的影響，計算合成不確定度，最終計算擴展不確定度，以此使得天平能夠適應(yīng)自身等級的需要。

2.3 測量評定

首先在測量中，根據(jù)要求，以200g為最大稱量值，用天平測量200g標(biāo)準(zhǔn)砝碼10次，得到數(shù)據(jù)：200.001，200.002，200.000，200.0002，200.0003，200.0002，200.0001，200.0002，200.0002，200.0001，單位為g。

（1）先進行A類不確定度的計算，在計算中使用貝塞爾計算公式為：不確定度的計算公式為，自由度。

（2）電子天平分辨力引入的不確定度分量，采用B類評定方法，計算不確定度：，由于分辨力引入的不確定度100%可信，則自由度為。

（3）環(huán)境因素引起的天平天平漂移的不確定度分量，采用B類評定方法。其影響一般不大于一個字，該天平分度值為0.1mg，計算不確定度：，自由度為。

（4）電子天平的示值合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定，根據(jù)公式計算，根據(jù)B類合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度自由度公式 求得。

（5）由標(biāo)準(zhǔn)砝碼引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度采用B類評定方法，由于其200g砝碼擴展不確定度為0.1mg，包含因子為2，求得標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：，自由度為。

（6）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定，根據(jù)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度公式可以計算得出合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。綜上各不確定度分量及合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度表示如表1所示。

（7）擴展不確定度的評定。在計算擴展不確定度時，取置信概率P=95%，有效自由度為127，查t分布表近似去有效自由度為120，，根據(jù)公式，得擴展不確定度為。最后，根據(jù)上述計算得出的數(shù)據(jù)，即可進行天平在200g點的符合性評定，確定天平是否200g點是否合格。

3 結(jié)語

在計量檢定工作中，使用上述流程、計算公式，可以對測量不確定度、測量不確定度自由度進行計算，依據(jù)計算得出的數(shù)據(jù)，形成檢定報告，進行判斷。所以在實際檢定工作中，需要對測量所涉及的方法、工具等內(nèi)容多進行學(xué)習(xí)和掌握，以此準(zhǔn)確無誤的進行檢定檢測。

參考文獻

[1] 黃詩宇.計量測量不確定度在B超機計量檢定中的應(yīng)用[J].醫(yī)學(xué)信息，2011，24（3）：1231-1232.

[2] 沈渭奎，余建平，楊華.測量不確定度在計量檢定中的簡化應(yīng)用[J].中國計量，2012（3）：84-85.

[3] 于雪松.測量不確定度在機械天平計量檢定中的應(yīng)用研究[J].科技資訊，2015，13（7）：75.

[4] 馬俊英.測量不確定度評定在計量檢定中的應(yīng)用[J].中國質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督，2013（12）：66-67.endprint