关键词:不确定度,计量检定,应用,误差
测量不确定度是一个非常重要的参数,在平时生活中的各种计量检定中也经常被利用,可是由于对不确定度的使用不精确恰当,要求也越来越高,会经常出现许多麻烦和误差。测量不确定度是合理表达分散性的参数,也与结果密切相关。测量不确定度大致可分为两类(A类与B类):A 类测量不确定度是利用试验标准偏差进行表达,可以估计一系列的结果的分布;B类测量不确定度是利用可能出现的概率值和经验进行估算。现如今,由于文件的更改,导致不确定度和误差的概念公众认知的误会,在实际应用中也造成了很多的麻烦和误会,所以需要人们在不确定度和误差这两个不同概念上得到区分,从而使结果更加可靠和准确。
1.不确定度的概念
不确定度是与测量的结果息息相关的一个指标参数,能够表征合理地表示被测量之值的分散性,同时不确定度也可以有效的测量结果含有。测量不确定度利用不确定度的方法,构成一个定倍数的标准偏差值。同时不确定度和测量结果量值的传递一致性和结果的可信度有着紧密的关系。不确定度反映了结果落入测量真值区间的概率,也同样可以表达置信水准区间的半宽,并且可以清楚的用数字表现出无法修正的误差范围。由此可见,测量不确定度与误差是两种完全不同的概念,并非同一种概念。
2.在计量检定中测量不确定度的应用
在计量检定中,测定不确定度是很重要的一个指标,计量检定是否合格,在出具的校准报告和检定证书中需要有测量不确定度的出示。
在测量系统或者装置进行计量检定时,需要同时计算出合成标准不确定度和扩展不确定度,而不能仅仅只计算出测量结果。在生活中有很多测量不确定度在计量检定中的应用,比如电表。电表和家庭还有百姓的利益关联非常紧密,而测量不确定度在电表中的应用同样非常重要。在电表的检定中,不确定度是需要被反复考虑的,通过计算电表标准装置中的各自小的测量不确定度的分量,再合成标准的不确定度,最后通过扩展,计算出扩展的不确定度。最后再通过标准设备对电表进行检定。而在检定的过程中,也要考虑所有测量不确定度的来源和可能会影响测量不确定度的因素。而在证书出具时,修正值和扩展不确定度同样应该被公布。
除此之外,在出租车计价器的检定中测量不确定度也占据着很重要的角色。首先,根据分段计价,计量者应该从不同距离的收费阶段入手,进行测量不确定度的评定。和上个应用相同的是,出租车计价表也需要将所有的可能影响标准不确定度的因素进行计算,通过综合实际应用中的影响因素合成标准不确定度,最后在计算出扩展不确定度。在检定报告中可以看出,对车速40km/h的出租车计价器2km起程的使用误差实施检定,引入了扩展不确定度值,同时通过引入人为误差,得到的实测使用误差,并测定出了相应应用的误差表达式。由此可见,若给出各参考量的测量不确定度,也同样可以对系统或者装置进行校准和检定。
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虽然测量不确定度在计量检定中有着举足轻重的作用,但是在一些强制性的装置使用中,可以不需要用到测量不确定度,例如安全防护的器具的检定,环境检测的用具的检定,医疗器具的检定等。原因是上述的器具准确度要求不高,环境要求较低,同时结果较为简单。同时也可以简化测量不确定度的评定,在某些情况也可以考虑不用检定测量不确定度。例如,对于弹簧管式压力表的检定来说,测量不确定度的来源完全一致,例如标准表的读数误差,在相同的精度和测定范围内的读数误差。对于这种相似性很强的重复评定,可以按照较为简化和统一的规则进行计量检定,并制作标准格式的测量不确定度评定通用规程,这样可以提高计量检定的效率。
符合性判定的测量不确定度的应用方面,若是按照计量检定规程(JJF1094-2002《测量仪器特性评定》第5.3.1.5条)进行检定的器具,可以跳过不确定度检定的步骤。除此之外,有些情况也可以不用考虑示值误差评定的测量不确定度的影响,但是若想要进行复合型判定,而工具属于计量检定规程之外,则应该要考虑到测量不确定度对判定的影响。
3.测量不确定度在应用中出现的问题
在日常应用中,测量不确定度也会出现一些问题:首先,在不确定度的溯源方面的问题。人们在不确定度的分析过程中,经常会不重视不确定度的来源出处,若不清楚不确定度的来源出处,测量不确定度的数值就是较少或较多,同时还会将测量不确定度重复引入计算,由此会给器具的计量检定造成很大的负面影响,同时也会失去测量不确定度评定的意义。
其次在评定不确定度建立模型方面的问题,如果基本的评定模型建立的不准确,可想而知,测量不确定度就会偏差更大。由此可见,模型的准确建立是计量检定前期必不可少的工作。
同时在计量检定评定报告中也存在问题,主要是内容不完全,比如对不确定度的分量未说明分量的分布;对于测定方法和步骤的说明缺如;表达格式较为混乱等。
最后,包含因子取值应该根据输入量与输出量进行合理分配,取值应该适当。
4.误差与测量不确定度之间的差异
误差与测量不确定度两者之间无论是理论概念还是实际应用中的用途都有着很大的区别。前者表达的概念反映了测量的结果偏离真值的程度,是一个有符号的,可以量化的量值,误差是客观存在,不可避免的。误差也可以修正量值。而测量不确定度反映的是分散程度和分散性。根据经验,资料和实验等,利用两种甚至更多的方法进行统计计量,较为容易因为主观认知影响。测量不确定度知识一个估计的值,而不是一个真实的值。同时,测量不确定度也不能修正量值。因此,测量不确定度与测量误差在概念上有着很大的区别,其两者在评定的目的,影响的因素,评定的结果,性质及修正测量结果等方面都不同。
总结:
测量不确定度在计量检定领域有着非常重要的作用,所以规范测量不确定度在计量检定中显得尤为重要,同时对于测量不确定度和误差的概念上也要注意区分,从而更加准确的进行计量检定。
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论文作者:周慧芬 詹勇
论文发表刊物:《科技新时代》2017年12期
论文发表时间:2018/1/29
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