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測量不確定度評定中常見的問題

作者:宋檢 時間:2022-11-09 來源:互聯網

測量結果不確定度評定是檢測機構常規工作的一部分,一般依據JJF1059-1999《測量不確定度評定與表示》進行,JJF1059-1999已經實施10年,本單位也多次組織了宣貫學習,但是在日常的不確定度評定中,還是發現存在較多問題,主要涉及以下幾個方面:

一、不確定度來源分析方面

JJF1059-1999列出了測量中可能導致引入不確定度的一般來源,有10個方面。一般的測量過程都可以據此并結合測量的實際情況進行來源分析,對測量結果有顯著影響的分量要求,不能遺漏,也不要重復計算。但某單位化學室在評定酸度計電計示值誤差測量結果的不確定度時,卻沒有考慮溫度輸入量的影響;又如,工作用玻璃液體溫度計示值誤差測量結果的不確定度評定中,在被測溫度計示值重復性引入的不確定度u(t1)=0.045℃,遠遠大于被測溫度計分辨力引入的不確定度u(t2)=0.006℃時,仍考慮了分辨力的影響。

二、評定模型建立方面

測量不確定度通常由測量過程的數學模型和不確定度的傳播律來評定,建立數學模型是評定測量不確定度的一個重要環節。所建立的數學模型應包含全部對測量結果有顯著影響的輸入量,包括修正值或修正因子。筆者經常碰到的情況是把用來計算測量結果的公式直接作為評定測量不確定度的數學模型,但是用來計算測量結果的公式只是一個近似式,當某些輸入量對測量結果影響很小可忽略不計時,這些輸入量不出現在測量結果的計算公式中,但它們對測量結果不確定度的影響卻是必須考慮的,如果直接用計算測量結果的公式進行不確定度評定,那么這些輸入量的影響就可能被遺漏,從而導致不確定度評定中所考慮的分量與數學模型中的輸入量不一一對應。筆者所在電學室編寫的機械秒表示值測量結果的不確定度評定報告中,評定的數學模型中僅有兩個輸入量,即測量標準(秒表檢定儀)標稱值x1和被測秒表偏移量(走時偏差)x2,然而其不確定度來源分析卻指出,除了測量標準引入的分量和偏移量測量重復性引入的分量外,還有工作環境條件變化引入的分量。

三、包含因子取值方面

測量不確定度評定中經常要用到包含因子,通常情況下,包含因子的取值與輸入量和輸出量的分布估計有關,如果分布估計不合理,會導致包含因子取值不適當。
在計算擴展不確定度時,有時會采用Up=kpuc(y)的公式來計算。kp與輸出量y的估計值的分布有關,當輸出量y的估計值可以按中心*限定理估計接近正態分布時,kp可以通過計算有效自由度νeff查t分布表來獲得,若可以確定輸出量y的估計值不是正態分布而是接近于其他某種分布時,不能用此方法計算。如直流檢流計電流分度值測量結果的不確定度評定中,僅有4個分量:重復測量引入的分量u1=1.49×10-11A/分度(正態分布),標準電阻引入的分量u2=1.63×10-13A/分度(均勻分布),檢流計內阻和外臨界電阻引入的分量u3=5.38×10-11A/分度(均勻分布)以及估讀引入的分量u4=1.78×10-12A/分度(三角分布)。這4個分量中u3是明顯占優勢的分量,因此,輸出量y的估計值應該是接近于均勻分布,此時k95應為1.65,應按JJF1059-1999第7.3節處理。

四、評定報告表述方面

方面的問題主要表現在表述內容不全,如未對測量方法和過程作簡要的說明,不確定度分量一覽表中未注明各分量的分布情況等。還有就是表達不規范的問題,如擴展不確定度未用U(大寫斜體)來表示,包含因子k表示成大寫或正體,輸入量不確定度u(xi)的表示方式與分量ui(y)的表示方式相混淆等。需要特別引起重視的是,檢定員常常在合成不確定度uc(y)的計算公式中省略了靈敏系數ci,當靈敏系數ci的**值不為1時,這將導致計算錯誤。

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