试析计量检定不确定度的应用分析策略

试析计量检定不确定度的应用分析策略

陈昌军

盱眙县综合检验检测中心21170

【摘要】：在实际的计量检定工作中，需要对测量不确定度进行评定。从概念界定看，测量不确定度主要是指在测量仪器上示值误差的不确定度，既是一种方法，也具有十分鲜明的技术特点，在实际应用时牵涉到应用范围及其测量结果的评定。

【关键词】：计量检定；测量不确定度；应用

前言

当前正值各行业诸领域高质量发展阶段，需要结合计量检定标准化实践要求，持续扩大对测量技术的要素配置比例，提升计量检定的精度与效果。文章以此为出发点，概述了测量不确定度的特点与方法，剖析了该技术在测量装置、测量器具、检定器、测量仪器中的应用。并以此为基础分别对其应用范围明确、评定测量结果的注意事项，进行了具体讨论。

一、测量不确定度的特点及方法

测量不确定度虽然被界定为测量仪器示值误差的不确定度，但是误差与不确定度之间存在本质区别，前者主要是测量结果与测量实际值之间存在的差异数据，后者则是合理表征测量得到的数据，与测量结果的参数存在密切关联。从当前对测量不确定度的分析路径看，主要包括：①在测量系统及装置报告登记时，提供测量不确定度；②在计量检定中，出具相关报告与证书时，指出不确定度及其扩展范围；③依据准确度级别，在计量标准器的相关报告及证书中，给出不确定度相关参考值。

（一）特点

测量不确定度的应用特点主要集中在严密性、选择性以及测量误差与不确定度之间的差异方面。分述如下：（1）以严密性为例，在测量系统有装置配套的等级报告中，通常会根据仪器类型、规格等，明确给出测量不确定度。当涉及到检验与检定参量功能时，则要求结合参量给出不确定，旨在通过对不确定度的明确，最终确定代表值，为装置后续应用提供客观标准。（2）以选择性为例，当操作人员在书写不同层级准确度计量标准报告过程中，通常只提供准确度层级相关的技术指标，而不会给出具体数据。例如，在表述定量时应用最大允许误差等。（3）以测量误差与不确定度之间的差异为例，由于两者之间存在本质区别，但是，在实际工作中往往不能排除将两者等量齐观的错误。因此，为了保障计量检定工作的顺利开展，要求对两者之间的区别与关联性做出辨析，并对测量误差体系中的标准差，与测量不确定度时的分散性数据，做出细致区分。

（二）方法

测定不确定度应用时以评定方式为主，现用的评定标准要求按照A类、B类评定方式进行操作。以A类不确定度评定方式为例，主要是针对观测列的统计方式开展具体评定，操作时要求工作人员结合测量误差测量体系中的标准差等，给出最终的标准不确定度。以B类不确定度评定方式为例，重点集中在对表达与观测列非统计方法的准确评定方面。一般情况下，也将该评定方式作为A类的补充。比较两类不确定度评定方式可以看出，A类相对容易理解，统计计算时的便利性较大。一旦测量出偏差，则可以结合对应数据开展相应的计算。与之相比，B类在实际应用过程中具有一定的复杂性，要求准确估算标准偏，涉及到操作人员的经验、资料分析、假定分布状况等多种要素。因此，需要区充分认识到B类操作条件下的主观性与复杂性。

二、计量检定中对测量不确定度的应用分析

（一）以测量装置为例

计量检定工作中，使用的测量系统及测量装置精度决定了最终测量结果的有效性。在测量装置中应用测量不确定度，可以根据测量过程、测量结果，对不确定度标准进行确定，并对其进行有效扩展。以车辆计时计价器为例，与民众的日常出行密切相关，当此类仪器不精准时，会出现多收费、少收费的情况，容易给交易双方造成实质性影响。在对此类装置进行计量检定时，可以借助收费时段的差异对其不确定度进行计算，然后通过对分散化数据的整合，最终生成标准不确定度。同时结合计算出其扩展不确定度。这样做，实质上补充了测量报告，涵盖了合成标准与扩展的不确定度，能够精准地给出误差表达式。简单讲，测量不确定度在测量系统及装置中的应用，可以给出多个参量，将测量结果控制在稳定、精准的范围。

（二）以测量器具为例

测量器具类型众多，与日常生活、生产密切关联，小到家用电器，大到工业设备测量器具。例如，常见的家用电能表，作为一种测量器具，测量精度直接与电力大数据、居民或企业用电量及费用相关，而且影响其测量精度的因素既包括客观因素，也有主观因素。因而，为了保障此类测量器具的精度，可以借助测量不确定度，对其中的分散化分量数值进行合成，并得到标准的测量不确定度，再计算出其扩展不确定度等。为了保障计量检定的精准性，还可以配套地应用类似方法，对其进行计量检定，并通过比较两种检定结果，最终得到多个参量。从实践经验看，在此类测量器具计量检定报告编写时，应根据多种检定方法，选择列表方式，对其修正值、不确定值等进行全面记录。

（三）以检定器为例

检定器具有强制性特征，通常也称强制检定器。在此类计量检定工具中，对于测量不确定度的应用既十分关键，也比较普遍。实践经验表明，一方面需要对其种类、使用情况等做出分类与调研，另一方面则需要结合实际的强制检定器构造相对简单的事实，充分意识到失真级别较低的情况。例如，对常用的砝码计量检定中应用测量不确定度时，受到空气浮力、衡量仪器的不确定性影响，容易发生标准偏差。此时可以根据计量检定工作中常用的砝码测量不确定度合成公式进行计算。需要说明的是，在操作时检定人员要对其误差原因进行详尽分析，尽量做到不遗漏、不重复，从而保障测量结果的精准性。分度值为0.1mg且最大称量值为200g的TG328B机械天平2次测量不确定度。从两次测量数据看，在测量环境条件一致的条件下，测量结果基本趋于一致。

（四）以测量仪器为例

测量仪器应用时普遍存在误差控制的问题，在此类仪器计量检定期间，检定人员应该结合误差与不确定度之间的本质区别与关联，合理计算不确定度。一般而言，可以选择简化操作流程的办法。例如，测量不确定度与误差之间的差异通常较大，但是，在测量不确定度得到的参量与误差之间差异小于临界值时或者相对偏小的情况下，则应将实际误差作为一个有效参量。

结束语

总之，计量检定中不能缺少对测量不确定度的应用，在当前高质量发展过程中应根据实际情况进一步加强其应用水平。

参考文献：

[1]王辉亭.衡器计量检定管理分析[J].科学与信息化,2020,14(1):158-159.[2]张朝霞.试析如何做好计量检定测试工作[J].电子测试,2020,10(8):89-90.