检验误差的产生及预防

刘昌耀，陆 琴，吴 静

(1.陕西延长中煤榆林能源化工有限公司，陕西 榆林 718500；2.上海卓然工程技术有限公司，上海 长宁 200335；3.卓然(靖江)设备制造有限公司，江苏 靖江 214500)



检验误差的产生及预防

刘昌耀1，陆 琴2，吴 静3

(1.陕西延长中煤榆林能源化工有限公司，陕西 榆林 718500；2.上海卓然工程技术有限公司，上海 长宁 200335；3.卓然(靖江)设备制造有限公司，江苏 靖江 214500)

产品质量检验是以向产品制造企业提供准确的质量检测数据或结果为宗旨，根据质量标准判断产品质量是否合格，从而为消费者的使用提供保障，也为生产企业降低损失。然而，在产品的质量检测过程中，会存在一定的误差，对检验结果的准确性产生影响。本文介绍了检验误差的产生原因及预防建议。

偶然误差；系统误差；误差控制

1 引 言

产品检测过程产生的检验误差分为系统误差和偶然误差两类，因此，对检验误差的控制就必须从系统误差和偶然误差两个方面进行。在实际产品检测的过程中，诸多因素导致了检验误差的产生，这其中就包括检测器具、检测环境、检验人员操作等因素。控制检测误差就要重视、分析引起误差产生的因素，客观地减少导致检测误差产生的因素[1]。因此，系统误差的降低必须从检测器具、检测环境、测量方法等因素着手，根据具体影响因素采取相应的控制措施。而偶然误差的控制就必须从偶然误差产生的原因分析。

注重检测人员检测素质的提升，科学、完善的检测程序的制定，先进测量仪器与测量方法的选用都是降低偶然误差值得考虑的方面。对于企业，避免或减少产品质量事故以降低企业损失，获得更加准确的检测数据便尤为重要，而准确的检测结果离不开对检测误差的有效控制。

2 检验误差的产生

事实上，因检测误差的不可避免性，在检测过程中，追求的是检测结果与真值的尽量接近。检验误差中的系统误差在某一具体的测量过程中是因检测器具、环境、检测及计算方法等具体因素导致，因此系统误差对于具体的一项检测是相对固定的，并且通过计算或试验的方法可以预测系统误差与真值的偏离程度。

导致系统误差产生的因素，主要有以下几种：

(1)检测器具导致的测量误差。因在质量检测过程中选用的检测器具磨损、材料老化、准确度灵敏度欠佳等因素导致的系统误差。

(2)检测环境因素影响产生的误差。检测环境中诸如温度、湿度、大气压力、表面光洁度、光照、机械振动、噪声、电磁干扰及其他客观存在的环境因素是造成系统误差的又一主因。对于环境因素依赖程度越高的检测过程，环境对检测结果造成的影响也就越大。

(3)检测方法引起的误差。因所选用的测量原理及方法的不够科学合理所产生的误差、检测试样的选取、放置位置、检测位置及检测系统算法等因素造成的误差。

偶然误差产生因素比较复杂，检测器具零件的摩擦、振动，环境空气的扰动，检测者的生理、心理状态等因素都可能导致偶然误差的产生，如观测者在进行同样一项测量时对颜色、液位、刻度等反映测量结果的事物所不同的生理及心理感知。因此，检测人员的操作误差是偶然误差产生的不可忽略的因素之一。

3 检验误差的控制

3.1 系统误差控制

由于系统误差相对固定和可预测的性质，只有了解系统误差产生因素的特点，掌握其对系统误差的影响规律，才可通过制定有效的检测方法、选取恰当的检测器具、选择稳定的测量环境对系统误差进行修正和调整，使其降到最低，对检测结果的影响降至最低。

(1)测量仪器误差

检测器具在经过长时间的检测使用后，必然会对其灵敏度、准确度造成一定影响。检测器具的科学维护、校准，检测器件的更换等措施是降低因测量器具因素导致系统误差的有效方法。同时，根据测量试样的实际属性，科学选取恰当的检测器具，适时升级或更换检测器具也是降低测量仪器误差的方法。

(2)环境因素误差

产品检测环境对检测结果的影响具有不可避免性。通常，一个相对稳定的检测环境以及检测仪器与被测样品在其中充分的稳定对于降低因环境因素导致的误差效果明显。检测时，要避免检测环境的剧烈波动。

(3)测量方法误差

产品质量检测过程中，通常会由企业或客户选取某一检测方法，这便不可避免地造成因检测方法选择而导致的误差。在实际检测过程中，可以根据被检测试样科学地选取测量方法以及通过几种合理的不同检测方法得到检测结果求取平均测量结果来降低测量误差。同时，测量数据处理方法的合理选取，有效数字的合理取舍等措施也是降低检测值与真值偏差的有效途径。

3.2 偶然误差控制

在检验过程中，即使将系统误差降至最低，但仍然会存在由于不确定的因素所造成的偶然误差，亦或称为随机误差。导致偶然误差产生的众多因素之中，检测人员的误差是其中的一个重要来源。

降低测试人员的操作误差对误差控制意义重大。因此，在产品检验中，对于因产品检验人员的操作误差引起的产品检测误差应予以重视[2]。通过对其合理分析、总结，提升检测人员的检测技能与专业素质，形成规范的检测制度对于控制因检测人员的操作误差引起的检测误差将大有裨益。

因偶然误差固有的特点，检测结果围绕真值具有波动性，但也存在一定的规律。在众多的检测实践中，总结出以下规律：

(1)与真值偏离绝对值相等的正与负的误差出现具有均等的频率；

(2)与真值偏离绝对值小的误差出现的频次更高；

(3)误差不会超出一定的范围。

由于测量值相对于实际值会产生正负误差，通过将这些测量值相加可以将这些误差影响降至最低，而且随着测量次数的增加，理论上测量值误差相抵消的机会也会增多。因此可推断出以下结论：

(1)在测量条件确定的情况下，通过增加测量次数获得更多的测量值可以有效减小偶然误差。

(2)在消除系统误差的情况下，随着测量次数的不断增加，依据测量值计算得到的算术平均值的误差也将进一步减小，理论上得到的算术平均值越趋近于真值。因此，在实际操作过程中，可直接取测量值的算术平均值作为测量结果[3]。

由于偶然误差大多来源于检验人员的主观操作，经过长时间的操作观察发现，可以通过以下几种方法将人员操作误差的影响降低：

(1)复核检验：由检验水平较高的检验员进行产品最后审查，对已经通过一次检验的产品来进行复检。

(2)循环检验：先后由多个检验员对同一产品进行检验，将结果进行对比，选择合适的检验结果。

(3)重复检验：检验人员对同一产品进行重复检验，保证检验结果可重复性。

(4)建立标准样品：由标准样品确定产品标准值，通过对比检验测量结果。

根据上述方法综合分析，提出以下有效措施：

(1)对检验人员进行专业基础知识以及操作技能培训，并建立合理、完善的培训制度，由知识驱动检验员在操作技术上的提升。同时，对检验过程中产生的各种问题进行记录，思考并及时分析产生问题的原因，通过自我总结归纳以及同事经验分享，简化操作流程，进一步提高检验质量。

(2)采用自动化检测设备，尽可能避免个体限制的影响。对于需要长时间、高集中度检测的产品，要求检验人员合理安排各自时间，保证检测过程集中度以及检测质量。

(3)建立标样检测数据库，以标样检测数据作为结果检验标准，判断检测结果的可靠性，大幅提高项目产品检测质量。

(4)建立标准质量检验控制流程，检测过程中的每个环节都应建立相应的标准文件，从操作上尽可能避免误差产生，对于偶然误差的处理应尽可能进行重复测量，用测量值的算术平均值代替直接测量结果，从而尽可能避免产品质量检验事故。

4 结 语

综上所述，检验误差中的系统误差相对较少且易调整；检验过程中的大部分误差均来源于检验人员的操作，此部分容易反复出现。因此，要将检验误差减少到最小，需要检验部门高度重视检验设备、器具的完整性，校验时效，环境因素。同时，培养检验人员的能力和实际操作，重视造成误差的原因并分析，重视统计分析并根据分析结果改进方法。

[1]梁国明.机械工业质量检验员手册[M].机械工业出版社,1993:7-9.

[2]田晓.机械产品质量检验[M].中国计量出版社,2007:11-15.

[3]王中宇,刘智敏,夏新涛,等.测量误差与不确定度评定[M].科学出版社,2008:7-9.

Cause and Prevention of Checking Error

Liu Changyao1, Lu Qin2, Wu Jing3

(1.Shaanxi Yanchang Zhongmei Yulin Energy and Chemical Co., Ltd. Yulin 718500, Shaanxi, China;2.Shanghai SupeZET Engineering Technology Co., Ltd. Changning 200335, Shanghai, China；3.SupeZET(Jingjiang)Equipment Manufacturing Co., Ltd. Jingjiang 214500, Jiangsu, China)

Product quality inspection is aiming at providing accurate test data for manufacturers who provide qualified products for customers according to quality standards, and reducing loss for manufacturing enterprises. However, there are certain errors in the process of product quality test, which leads to bad effects on the accuracy of the test results. The causes and prevention suggestions of testing error are introduced in the paper.

accidental error; system error; error control

2016-07-28

刘昌耀(1958-)，男，陕西合阳人，高级工程师，主要从事企业管理与技术开发工作。

国家高技术研究发展计划(863计划)资助(项目编号：2015AA034402)。

TB114.2

B

10.3969/j.issn.1674-3407.2016.03.015