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有关计量检测不确定度的分析张晓敏

发表时间：2021/5/19 来源：《基层建设》2020年第35期作者：张晓敏

[导读] 摘要：检测不确定度是测量技术领域内一项重要基础概念，其对计量、检测质量有着极为直观的影响，为提高我国法制计量体系的完善性，检测不确定度已被我国纳入法制计量管理范畴。

        广电计量检测（天津）有限公司 300000
        摘要：检测不确定度是测量技术领域内一项重要基础概念，其对计量、检测质量有着极为直观的影响，为提高我国法制计量体系的完善性，检测不确定度已被我国纳入法制计量管理范畴。在此背景下，检测行业工作者与科研人员正在逐步完成国家计量技术规范在不确定度层面与国际接轨。在本文中，笔者将会针对计量检测不确定的定义以及相关原理与应用等进行初步分析与探讨，希望借此可对相关从业人员起到一定借鉴价值。
        关键词：检测不确定度，法制计量，测量技术
        引言：近些年，伴随着我国社会经济体系逐步完善，计量标准考核工作也在规范化与制度化层面取得卓越成效，计量检测标准迅速提高，计量检测工作对社会发展的影响效果大幅度加深。测量不确定度是现代计量检测工作的核心之一，也是计量标准考核中的关键内容，强化对检测不确定度的认知与分析，可有效改善计量检测工作精度，提高检测体系科学性与合理性。
        1、计量检测不确定度原理
        在实际应用过程中，计量检测不确定度也可以表述为针对计量检测结果的可信性以及有效性的怀疑或不肯定度，因此，计量检测不确定度可以用来判断计量检测结果的最终质量。在当前计量工作当中，受到计量手段以及技术理念层面所存在的不足，很多计量检测工作所获取的计量检测值多以分散形式呈现，多次检测结果的数值存在差异性，而这些数据结果又多分布在特定区域范围。虽然计量检测结果的数据偏差是一个客观存在的现象，但是，因技术工作者对这一系统的掌握并不成熟，人们只是单纯的认为其以概率形式存在于特定区间，但是，这一现象是无法有效展现计量检测结果与真实数据之间的关系，而计量检测不确定度可以将这个不确定现象进行有效表现。
        2、计量检测不确定度可分为A类与B类
        对于计量检测不确定度而言，A类是指利用统计、分析、评定观测列所得到的标准不确定度，而B类是指用利用不同于统计、分类、评定观测列所得到的标准不确定度。A类不确定度与B类不确定度之间不存在本质的差异，其中A类不确定度通常是利用概率密度函数，在融入观测得到的频率分布后计算所得；B类不确定度通常是由经验以及概率估计过程所得到主观结果，也就是对某个数据的信任程度。A类与B类都是以概率分布为基础，且均是以方差或标准差来进行表示。A类与B类之间不存在哪一个更为可靠的争论，知识两者之间的运用场景存在一定的差异，其中A类计算更为客观，B类计算更显经验价值。
        3、不确定度计量检测的误差分析
        3.1、计量检测误差存在的原因分析
        3.1.1、环境要素
        对于计量工作而言，其工作区域的周边环境，如场区的湿度、温度、气压等数据都会对实际检测过程带来一定干扰，并影响检测结果。
        3.1.2、检测装置要素
        计量检测工作对于传感装置依赖程度较高，而这些设备在长期使用后，其自身会存在老化与磨损的现象，而这种现象对于计量检测工作而言十分不利，将会导致计量检测结果存在很多偏差。
        3.1.3、检测方法要素
        对于检测结果而言，工作人员使用不同的计量检测工具或技术手段，将会导致其所获取到的参数与数据存在很大的差异，而这些差异会放大计量检测工作的不确定性。
        3.1.4.检测控制人员
        计量检测结果的精确度与计量控制人员的技术水平有着直接关联，工作人员在利用不同检测手段与检测设备过程所体现出的技能数量度与专业素养，也会让最终的结果有着很大的偏差。
        3.2、降低计量检测不确定度的方法
        3.2.1、强化工作人员自身能力
        首先，强化计量检测工作人员自身的技能水平与专业素养，利用合理的考核与运行机制，提升检测工作者的自我学习能力，让每一位计量检测工作者都能更好的去理解计量检测手段与相关规范章程，并可真正认识到计量检测不确定度的各项要素以及对最终数据结果的影响力。

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        3.2.2、强化计量检测设备的有效使用
        计量检测工作人员在工作落实前，需要对计量工具设备进行有效性检查，确定设备仪器的经猪肚与可靠性，此外，工作人员在日常试验与工作中需注重对相关仪器的保养与维护，利用正确手段实施各类检测活动，降低检测仪器的磨损。
        3.2.3、注重检测过程中的环境要素控制
        工作人员实施计量检测工作时，需重点验证周边环境对测量结果的影响，确保测量过程空气温湿度处于正常标准范围，尽最大限度减少周边环境对测量结果精度的影响，并对最终结果的不确定度进行验证。
        4、检测不确定度在计量检定中的应用
        检测结果是否足够准确取决于计量检定的结果是否规范，计量工作者运用不确定度理念科学实施检测手段。同时，在对检测结果进行总结时，也要将不确定度数值参数融入其中，判断实际检测工作质量。
        4.1、测量装置中的不确定度应用
        测量装置的检定是确保最终检测结果质量的重要手段，检测工作者在针对测量装置或测量系统实施计量检定工作时，不仅要考量最终的监测结果，也要注重对不确定度以及扩展不确定度的关注。如，工作人员在制作最终检测报告时，需要将不确定度与扩展不确定度进行有效融合，依照计时器所表现出的数据误差，找打对应的误差表达式。由此可见，利用不确定度完成测量工作，可以让原本系统且复杂的计量检定工作被拆解成多个子参数，而这些参数相互融合所表达的最终测量结果，在稳定性与准确性层面有着很大的优势。
        4.2、测量器具中不确定度的应用
        现如今，随着科学技术的快速发展，计量检测工作所使用的测量仪器众多日渐繁多，其对各类生产生活过程所带来的影响也愈发深远，以家用电能表为例，其可有效记录人们日常用电总量以及用电周期变化情况。计量检测人员在对电能表实施测量检定工作时，需要综合考量电能表与各类家用电器之间的关系，充分考量检测过程所可能出现的各类不确定与不稳定性因素，利用电能表装饰计算测量不确定度的各种分散化分量数值，同时将其进行整合，得到计算过程想要获取的扩展不确定度。最后，在获取不确定度与扩展不确定度的前提下，工作人员利用标准装置，对电能表进行最终的测量与检定，而检定过程所使用的手段需要与不确定度测量过程相吻合，并融入测量不确定度的各项影响要素。工作人员完成数据测量后，需要及时编写报告证书，而报告内部需要将各类不确定度与修正值数据进行全面记录。
        4.3、强制检定器中不确定度的应用
        工作人员在使用强制检定器时，需重点关注不确定度对最终应用效果的影响，同时，也要依照强制检定器类型以及使用场景的不同进行具体分析。例如，环境探测器、医疗器械以及安全防护器等强制检定器的使用与测量就不需要考量不确定度对最终测量结果的影响。因为这些仪器构造相对简单，对使用环境的要求较低，其所获取的数值精度要求不高，测量过程也很难出现失真现象。
        4.4、测量仪器检定中不确定度的应用
        工作人员在针对测量仪器实施检测与评定过程中，也要注重使用不确定度理念及思想的应用。操作者可利用测量不确定度的方式，快速完成对仪器实际工作精度与可靠行的判断。此外，在实际工作中，为提高测量仪器检定的工作效率，操作者可依照具体场景需求以及环境要素对不确定度的影响力进行分析，降低测量不确定度的流程复杂度，提高整体工作进度。例如，当不确定度对测量结果所带来的影响可以忽略不计时，则最终的测量参数可以不考量误差评定的不确定度。
        结束语：计量检测不确定度可以有效提高计量与检测工作质量，相关从业人员与操作者需全面掌握不确定度对最终检测结果质量的影响，重视不确定度的综合运用，不断完善我国标准测量与检定体系。
        参考文献：
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        [4]安令云.测量不确定度在计量检测中的分析评定[J].金属加工（冷加工），2016（S1）：513-515.