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摘 要:计量检测过程中,分析不确定度具有十分重要的意义,其能够为测量结构的确定性提供参考。本文从计量检测不确定度的概念、基本内容、特征、研究意义等进行分析,并从计量测量中不确定度及其影响因素之间的数学模型入手,分析计量检测不确定度的具体应用问题,以更好的为计量工作提供借鉴。
关键词:计量检测;不确定度;测量误差
随着科技的不断发展,人们对计量工作的精确性提出了更高的要求。计量工作是保证质量的基础,也是确保工作准确性的关键。在开展计量工作的过程中,相关工作人员要在遵循重视质量、严谨计量等工作原则的基础上,尽量保证检测的准确性,并力求将计量中产生的误差降到最低,减少计量检测中的不准确性,合理分析不确定度,强化对不确定度的具体运用,从而提升计量检测的准确性。
一、计量检测不确定度的概念及内容分析
(一)计量检测不确定度的概念
计量检测不确定度作为对计量检测结果的预测,其体现了被检测值所呈现出的分散性特征。一般情况下,计量检测不确定度主要包含三个方面的内容,第一层是利用不确定度的方式进行计量;第二层是指通过计量不确定度的方法获得定置信度区间的半宽度或者是作为结果参考的参数,这种情况下是指:获得不确定度表达式中所使用的不同的检测方法;第三层主要是说分量组成了不确定度,在所有这些分量中,有的能够利用试验标准偏差来表示,其是对计量检测结果的对应系列值进行统计估量而获得的,而另外一些分量则是要根据经验判断或者是依据其他信息产生的概率来判断,因此这些分量可以用标准差来表示。在分析不确定度值时,要首先对不确定值的相关影响因素进行考量,注意可能对不确定度值产生的影响,特别是要慎重处理基于统计分析方法得出的不确定度值。另外,要对同一个计量不确定度进行反复测量,以获得的分散性结果数据再次进行贝塞尔公式计算。计量检测不确定度是衡量结果准确性的一个参数,因此要在报告检测结果时同时报告不确定度。计量检测不确定度不仅反映了测量结果的误差性,也体现了测量结果的可靠性,其利用参数表示了测量结果不肯定的程度,同时也体现了测量结果的质量。一般而言,测量结果必然要体现出分散性的特征,每次测量结果都会受到不同外部情况的影响,也会受到测量技术本身的影响,因此,每次测量结果都会不同,但是这种不同是有规律可循的,其在一定的区间内反映了相同的趋势,即:测量结果按照一定的概率分散性的分布在同一个区间内,这种分散分布的概率也同样具有分散性的特征。为了进一步分析测量结果与真正数据之间的差距,我们使用不确定度来放映被测量数值的分散参数。通过对这种分散性的分析与评估,衡量测量结果是否准确,是否已经足够接近真值。而对不确定度的表示则一般使用标准差或者标准偏差。不确定度可以用来计算测量结构的置信区间,因此测量不确定度也可以用置信区间的半宽度来表示。
(二)计量检测不确定度的研究意义
在进行科学研究或者生产的过程中,对一项技术或者利用该技术开展生产活动的时候,往往需要确定所生产产品的质量,并且在对产品质量确定过程,就需要看其是否满足了技术条件中所要求的各种指标。人们通过对该产品进行计量检测,并分析其检测结果,如果该结果在技术条件所允许的误差范围之内,则该产品达到了质量合格标准,否则,则未达到合格标准,属于不合格产品,这就是技术生产过程中所使用的极限判定原则。但是由于受到测量技术、外界因素、人们的认识等多方面因素的限制,测量结果一般情况下,是不会完全相同,而是较为分散的分布在某个区间内,这个区间所指的就是测量不确定度。因此,我们是否要将获得的测量结果,作为评定铲平合格与否的依据,还需要充分考虑不确定度值,并且根据不确定度值来分析测量结果是否有效。这也正是计量检测不确定度的实际应用价值之所在。
(三)被测量物理量与影响量之间的关系模型
需要被计量检测不确定度的物理量如果用Y来表示,而相关的影响量用X来表示,则X与Y 之间可以用函数关系式表示,其数学模型为Y=f(x1,x2,x3……xn)。在该共识中,Y作为输出测量值的结果,而X则是直接测的物理量。按照统计方法得出的不确定度值,需要确定所需要的数据列,同时要计算结果需要先用方差计算,然后在经过开方获得标准差。例如,在分析游标卡尺的不确定度时,我们可以对卡尺读数对线、标准用五等量块、量块膨胀系数、量块温度差等因素进行考虑,最后根据不同影响因素下的不确定度值合成标准不确定度值。举例说明,我们使用量程为0~300mm,分度值为0.02mm的游标卡尺进行分析,这里仅对卡尺读数对线的测量不确定度,展开一定程度的分析与研究。
二、计量检测不确定度的具体应用分析
(一)检测装置中的不确定度应用分析
在对检测装置进行计量检测时,需要根据测量结果、测量影响因素合成标准的不确定度和扩展的不确定度,并最后获得测量结果。例如,在使用出租车的计价计时器时,如果要对其进行计量检测,就需要从不同的时间段内,选取相应的数值展开计算,同时按照阶段性的数据进行综合分析,最后合成标准不确定度值,同时得出扩展的不确定度值。在反映检测结果的过程中,要将标准、扩展不确定度值都如实报告出来,基于此,才能根据计时器所反映的时间段,总结出计价器的实际测量结果,从而给出误差表达式。
(二)测量器具中不确定度的应用分析
测量器具如家用电能表的计量检测工作也需要参考不确定度。在对电能表进行计量检测的时候,由于电能表的使用要受到大型家用电器的影响,因此在检测时要充分考虑多种影响因素,在根据不同情况下的分散化熟知,合成标准不确定度,并计算出扩展不确定度,最后要根据标准装置再进行检测。在报告检测结果时,必须要将不同情况下的不确定度以及测量结果反映出来,以保证测量结果的准确性。
(三)强制检定器中不确定度的应用分析
强制检定器包含医疗器械、环境探测仪等,这些器械在使用过程中也需要计算不确定度,但是由于这些器械的结构相对简单,其测量的影响因素较少,因此相对而言测量结果的准确度较高,因此,在测量时只需要在检测报告中说明测量的结果和相应的数据分析即可。
结束语:
在计算不确定度时要充分考虑多种影响因素,在有必要计算的情况下要尽量保证测量结果的准确性。随着科技的发展,计量检测不确定度的运用范围将越来越广泛,强化对计量检测不确定值的分析具有重要的意义。
参考文献
[1] 王勤波,郑刚.有关计量检测不确定度的分析[J].科技创新导报.2012(24)
[2] 翟英俊.论测量不确定度在计量检定中的简化应用[J].现代经济信息. 2012(07)
[3] 沈渭奎,余建平,杨华.测量不确定度在计量检定中的简化应用[J].中国计量.2012(03)
作者简介:加措(1980-),拉萨人,研究方向:计量检定。
关键词:计量检测;不确定度;测量误差
随着科技的不断发展,人们对计量工作的精确性提出了更高的要求。计量工作是保证质量的基础,也是确保工作准确性的关键。在开展计量工作的过程中,相关工作人员要在遵循重视质量、严谨计量等工作原则的基础上,尽量保证检测的准确性,并力求将计量中产生的误差降到最低,减少计量检测中的不准确性,合理分析不确定度,强化对不确定度的具体运用,从而提升计量检测的准确性。
一、计量检测不确定度的概念及内容分析
(一)计量检测不确定度的概念
计量检测不确定度作为对计量检测结果的预测,其体现了被检测值所呈现出的分散性特征。一般情况下,计量检测不确定度主要包含三个方面的内容,第一层是利用不确定度的方式进行计量;第二层是指通过计量不确定度的方法获得定置信度区间的半宽度或者是作为结果参考的参数,这种情况下是指:获得不确定度表达式中所使用的不同的检测方法;第三层主要是说分量组成了不确定度,在所有这些分量中,有的能够利用试验标准偏差来表示,其是对计量检测结果的对应系列值进行统计估量而获得的,而另外一些分量则是要根据经验判断或者是依据其他信息产生的概率来判断,因此这些分量可以用标准差来表示。在分析不确定度值时,要首先对不确定值的相关影响因素进行考量,注意可能对不确定度值产生的影响,特别是要慎重处理基于统计分析方法得出的不确定度值。另外,要对同一个计量不确定度进行反复测量,以获得的分散性结果数据再次进行贝塞尔公式计算。计量检测不确定度是衡量结果准确性的一个参数,因此要在报告检测结果时同时报告不确定度。计量检测不确定度不仅反映了测量结果的误差性,也体现了测量结果的可靠性,其利用参数表示了测量结果不肯定的程度,同时也体现了测量结果的质量。一般而言,测量结果必然要体现出分散性的特征,每次测量结果都会受到不同外部情况的影响,也会受到测量技术本身的影响,因此,每次测量结果都会不同,但是这种不同是有规律可循的,其在一定的区间内反映了相同的趋势,即:测量结果按照一定的概率分散性的分布在同一个区间内,这种分散分布的概率也同样具有分散性的特征。为了进一步分析测量结果与真正数据之间的差距,我们使用不确定度来放映被测量数值的分散参数。通过对这种分散性的分析与评估,衡量测量结果是否准确,是否已经足够接近真值。而对不确定度的表示则一般使用标准差或者标准偏差。不确定度可以用来计算测量结构的置信区间,因此测量不确定度也可以用置信区间的半宽度来表示。
(二)计量检测不确定度的研究意义
在进行科学研究或者生产的过程中,对一项技术或者利用该技术开展生产活动的时候,往往需要确定所生产产品的质量,并且在对产品质量确定过程,就需要看其是否满足了技术条件中所要求的各种指标。人们通过对该产品进行计量检测,并分析其检测结果,如果该结果在技术条件所允许的误差范围之内,则该产品达到了质量合格标准,否则,则未达到合格标准,属于不合格产品,这就是技术生产过程中所使用的极限判定原则。但是由于受到测量技术、外界因素、人们的认识等多方面因素的限制,测量结果一般情况下,是不会完全相同,而是较为分散的分布在某个区间内,这个区间所指的就是测量不确定度。因此,我们是否要将获得的测量结果,作为评定铲平合格与否的依据,还需要充分考虑不确定度值,并且根据不确定度值来分析测量结果是否有效。这也正是计量检测不确定度的实际应用价值之所在。
(三)被测量物理量与影响量之间的关系模型
需要被计量检测不确定度的物理量如果用Y来表示,而相关的影响量用X来表示,则X与Y 之间可以用函数关系式表示,其数学模型为Y=f(x1,x2,x3……xn)。在该共识中,Y作为输出测量值的结果,而X则是直接测的物理量。按照统计方法得出的不确定度值,需要确定所需要的数据列,同时要计算结果需要先用方差计算,然后在经过开方获得标准差。例如,在分析游标卡尺的不确定度时,我们可以对卡尺读数对线、标准用五等量块、量块膨胀系数、量块温度差等因素进行考虑,最后根据不同影响因素下的不确定度值合成标准不确定度值。举例说明,我们使用量程为0~300mm,分度值为0.02mm的游标卡尺进行分析,这里仅对卡尺读数对线的测量不确定度,展开一定程度的分析与研究。
二、计量检测不确定度的具体应用分析
(一)检测装置中的不确定度应用分析
在对检测装置进行计量检测时,需要根据测量结果、测量影响因素合成标准的不确定度和扩展的不确定度,并最后获得测量结果。例如,在使用出租车的计价计时器时,如果要对其进行计量检测,就需要从不同的时间段内,选取相应的数值展开计算,同时按照阶段性的数据进行综合分析,最后合成标准不确定度值,同时得出扩展的不确定度值。在反映检测结果的过程中,要将标准、扩展不确定度值都如实报告出来,基于此,才能根据计时器所反映的时间段,总结出计价器的实际测量结果,从而给出误差表达式。
(二)测量器具中不确定度的应用分析
测量器具如家用电能表的计量检测工作也需要参考不确定度。在对电能表进行计量检测的时候,由于电能表的使用要受到大型家用电器的影响,因此在检测时要充分考虑多种影响因素,在根据不同情况下的分散化熟知,合成标准不确定度,并计算出扩展不确定度,最后要根据标准装置再进行检测。在报告检测结果时,必须要将不同情况下的不确定度以及测量结果反映出来,以保证测量结果的准确性。
(三)强制检定器中不确定度的应用分析
强制检定器包含医疗器械、环境探测仪等,这些器械在使用过程中也需要计算不确定度,但是由于这些器械的结构相对简单,其测量的影响因素较少,因此相对而言测量结果的准确度较高,因此,在测量时只需要在检测报告中说明测量的结果和相应的数据分析即可。
结束语:
在计算不确定度时要充分考虑多种影响因素,在有必要计算的情况下要尽量保证测量结果的准确性。随着科技的发展,计量检测不确定度的运用范围将越来越广泛,强化对计量检测不确定值的分析具有重要的意义。
参考文献
[1] 王勤波,郑刚.有关计量检测不确定度的分析[J].科技创新导报.2012(24)
[2] 翟英俊.论测量不确定度在计量检定中的简化应用[J].现代经济信息. 2012(07)
[3] 沈渭奎,余建平,杨华.测量不确定度在计量检定中的简化应用[J].中国计量.2012(03)
作者简介:加措(1980-),拉萨人,研究方向:计量检定。