测量不确定度在计量检定中的应用刍议

2018-03-06陈谊丽

科技创新导报 2017年33期

陈谊丽

摘要：测量不确定度是与测量结果关联的一个参数，用于表征合理赋予被测量的值的分散性，其分析与评定工作是在计量检定过程中最为重要的工作之一，其原因在于不确定度的测量既可以将测量值分散性误差体现出来，还可以为计量设备在实际运用中提供更准确的数值关系。本文对检定中的测量不确定度进行了概述，之后分析了其具体的应用情况。

关键词：测量不确定度计量检定应用

中图分类号：TN915 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）11（c）-0030-02

1 测量不确定度概述

测量不确定度从词义上理解，意味着对测量结果可信性、有效性的怀疑程度或不肯定程度，是定量说明测量结果的质量的一个参数。其在检测的时候，选取一个待测量的对象，之后设计并赋予其参数，最终即可获得该对象的分散性，以及被测量值处于一定范围之中的落入概率情况。在检定中，计量人员首先需要结合概率数据，给该测量值的具体数值结果，划定一个区间，之后针对测量中出现的误差问题，可以使用之前给定的参数，进行一定的修正处理。其检定结果是否准确，与使用的相关标准设备的量值传递的效果，有着极大的关系，对计量设备的检定数据也有极大的影响。因此在测量的时候，需要让其结果处于要求的范围之内。在其应用中，常常会被认为是测量误差工作，但这两项工作之间有着极大的差异性[1]。

在计量检定工作中，开展测量不确定度工作，可以有效提高计量工作的质量。较之于以往的检定工作，基于测量不确定度的计算，极大地提高了检定数据的准确性。不确定度来源的分析主要取决于对测量方法、测量设备、测量条件及对被测量对象的详细了解和认识。因此需要检定人员在检定工作中，必须熟悉业务，把握好该设备检定的操作流程，以及分析在检定过程中有哪些可能的因素可能会影响测量结果，确定不确定度的来源，认真计算，减少误差，提高检定的准确率[2]。但是，在目前的计量检定工作中，由于工作人员对测量不确定度内容不重视，或者是缺乏测量不确定度的能力，或是繁杂的操作流程使得工作人员不愿意对该项内容进行计算确定等问题，使得最终获得的检定报告缺乏权威性和准确性。因此在现阶段的社会发展中，需要计量检定单位的工作人员不断对测量不确定度的相关知识加强认识，以此在实际应用中达到更好的效果。

2 计量检定工作的应用分析

测量不确定度是我们从事计量工作的技术人员必须掌握的理论知识，目前，测量不确定度在各个领域都有广泛的应用，有极高的价值。在本文的研究中，选取电子天平，作为测量不确定检定的研究对象。该仪器设备自身所具有的数据参数，对于测量不确定度有着一定的影响，例如天平在称量中数据重复性、分辨力、环境因素等，但是各个影响因素所造成的影响，是一致的。因此就需要对这些数值进行复核。

2.1 应用方法

测量不确定度，其属于一种被测量对象的分散性表征，是一种参数。在该参数中，包含着较多的分量，进行具体的划分后，可以表示为两种方法测量不确定度。首先是A类，其在应用中表征的分散性，主要是借助于实验的标准偏差來实现的，其需要对获得的诸多的结果，进行分布情况的估算分析[3]。另外一种则为B类，其在分散性、参数的表征中，需要通过检测对象的相关数据，或者是计量检定人员的工作经验来进行，检定过程中的系统效应可以组成分量。这两项结果的评定方法存在着较大的差异性，其中的A类在日常的应用中，较为简单，选取一个被测量目标，最后进行数据的测量、偏差的计算。而B类，则在具体的应用中，其获得的原始数据，是在实验的基础上，以及对于测量对象相关信息收集，并进行综合性分析估算才可以获得，此外该测量不确定度还需要结合一些测量工作的认识、经验，因此B类测定法在应用中，有着较多的主观因素影响[4]。

2.2 工具

本次研究选取的天平采用直接测量法，选用的测量标准为E2等级砝码，其扩展不确定度为0.1mg，包含因子k=2。选取已经完成标定电子天平，最大称量为220g，分度值0.1mg。本次研究测量不确定度选取200g点。在检测中，天平容易受到诸多因素的影响，需要综合各个方面的影响，计算合成不确定度，最终计算扩展不确定度，以此使得天平能够适应自身等级的需要。

2.3 测量评定

首先在测量中，根据要求，以200g为最大称量值，用天平测量200g标准砝码10次，得到数据：200.001，200.002，200.000，200.0002，200.0003，200.0002，200.0001，200.0002，200.0002，200.0001，单位为g。

（1）先进行A类不确定度的计算，在计算中使用贝塞尔计算公式为：不确定度的计算公式为，自由度。

（2）电子天平分辨力引入的不确定度分量，采用B类评定方法，计算不确定度：，由于分辨力引入的不确定度100%可信，则自由度为。

（3）环境因素引起的天平天平漂移的不确定度分量，采用B类评定方法。其影响一般不大于一个字，该天平分度值为0.1mg，计算不确定度：，自由度为。

（4）电子天平的示值合成标准不确定度评定，根据公式计算，根据B类合成标准不确定度自由度公式求得。

（5）由标准砝码引入的标准不确定度采用B类评定方法，由于其200g砝码扩展不确定度为0.1mg，包含因子为2，求得标准不确定度为：，自由度为。

（6）合成标准不确定度评定，根据合成标准不确定度公式可以计算得出合成标准不确定度。综上各不确定度分量及合成标准不确定度表示如表1所示。

（7）扩展不确定度的评定。在计算扩展不确定度时，取置信概率P=95%，有效自由度为127，查t分布表近似去有效自由度为120，，根据公式，得扩展不确定度为。最后，根据上述计算得出的数据，即可进行天平在200g点的符合性评定，确定天平是否200g点是否合格。

3 结语

在计量检定工作中，使用上述流程、计算公式，可以对测量不确定度、测量不确定度自由度进行计算，依据计算得出的数据，形成检定报告，进行判断。所以在实际检定工作中，需要对测量所涉及的方法、工具等内容多进行学习和掌握，以此准确无误的进行检定检测。

参考文献