計(jì)量衡器標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性試驗(yàn)與不確定度關(guān)系探討

朱少懷

珠海市質(zhì)量計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)所 廣東 珠海 519000

在這個(gè)新時(shí)代，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)取得飛躍式的發(fā)展，為開展經(jīng)濟(jì)貿(mào)易活動(dòng)創(chuàng)造了條件。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的全面擴(kuò)展，各國(guó)之間的經(jīng)濟(jì)貿(mào)易正在增加。計(jì)量工具較為重要的是衡器，計(jì)量衡器的管理不僅減少了不必要的矛盾，而且對(duì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定也很重要。因此，有必要研究如何管理計(jì)量衡器的檢定。

1 計(jì)量衡器發(fā)展現(xiàn)狀

原始計(jì)量衡器是測(cè)量時(shí)間，人們用太陽(yáng)根據(jù)垂直指針在空氣中的不同位置，影子由此產(chǎn)生用于來(lái)計(jì)量時(shí)間。當(dāng)前衡器不再僅僅是稱重計(jì)時(shí)，隨著時(shí)代的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，目前的衡器發(fā)展到了控制衡器，除了稱重功能之外，衡器還具有動(dòng)態(tài)控制功能，如開發(fā)產(chǎn)品的耐壓計(jì)量從單路計(jì)量到計(jì)量的多路冗余，衡器可以在出現(xiàn)故障時(shí)通過(guò)其他計(jì)量手段工作，避免突發(fā)問(wèn)題對(duì)衡器的影響，從而延緩工作進(jìn)展，并確保工作效率。衡器還發(fā)展了安全功能，計(jì)量衡器繼續(xù)改進(jìn)，逐步放棄了單一的稱重測(cè)量模式，全面發(fā)展了安全系統(tǒng)的功能?，F(xiàn)在，計(jì)量衡器應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、航空和空間等所有領(lǐng)域，計(jì)量衡器精度越高，所測(cè)量的數(shù)據(jù)就越準(zhǔn)確和可靠。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)已經(jīng)是科學(xué)和技術(shù)種植園的生產(chǎn)，它利用計(jì)量衡器確保作物的數(shù)量、溫度、肥料的數(shù)量和具體產(chǎn)量。在工業(yè)生產(chǎn)中，無(wú)論是小型移動(dòng)電話、家用電器還是大型船舶，這一措施都特別重要，因?yàn)檫@些產(chǎn)品的加工需要先進(jìn)的對(duì)等產(chǎn)品，計(jì)量衡器是所有活動(dòng)領(lǐng)域的一個(gè)重要工具，是確保產(chǎn)出質(zhì)量和成果可靠性的重要基礎(chǔ)。在提高經(jīng)濟(jì)水平方面發(fā)揮著重要作用[1]。

2 計(jì)量衡器標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性試驗(yàn)與不確定度的關(guān)系

2.1 分析計(jì)量衡器標(biāo)準(zhǔn)重復(fù)實(shí)驗(yàn)的具體要求

測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)必須是重復(fù)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差。根據(jù)貝塞爾公式，計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)是每個(gè)測(cè)量隨機(jī)誤差的估計(jì)平均值。因此，重復(fù)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上反映了特定測(cè)量過(guò)程中對(duì)實(shí)際測(cè)量的隨機(jī)影響，是測(cè)量不確定性的一個(gè)重要來(lái)源?？偟膩?lái)說(shuō)，一旦制定了新的標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)量衡器識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)裝置的重復(fù)測(cè)量指標(biāo)就會(huì)更好。但是，隨著時(shí)間的推移，設(shè)備的使用會(huì)增加或造成不同程度的損耗。因此，檢定可能不同于標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量檢定裝置的開始和重復(fù)也可能發(fā)生變化。在這種情況下，必須滿足某些重復(fù)測(cè)試要求才能繼續(xù)驗(yàn)證。測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)明確要求在制定計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)至少每年重復(fù)一次測(cè)量。如果一年中測(cè)量的數(shù)據(jù)少于或等于新標(biāo)準(zhǔn)中使用的重復(fù)數(shù)據(jù)，則可以確定重復(fù)數(shù)據(jù)是否符合要求；例如，在重新檢定過(guò)程中，計(jì)量檢定標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)參數(shù)發(fā)生了變化；同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置的主要部件出現(xiàn)故障，需要更換新部件。在這種情況下，需要進(jìn)行新的試驗(yàn)性重復(fù)監(jiān)測(cè)，獲取新的數(shù)據(jù)，根據(jù)新的數(shù)據(jù)修改以前的數(shù)據(jù)，并修理設(shè)備，因?yàn)樾Ｕ蟮臄?shù)據(jù)是下一次重復(fù)測(cè)量的主要基礎(chǔ)[2]。

2.2 科學(xué)選擇實(shí)驗(yàn)測(cè)量對(duì)象

在計(jì)量衡器標(biāo)準(zhǔn)核查過(guò)程中，有必要根據(jù)測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的要求，科學(xué)地選擇重復(fù)試驗(yàn)的測(cè)量對(duì)象。更具體地說(shuō)，選擇試驗(yàn)測(cè)量對(duì)象時(shí)，必須選擇常規(guī)測(cè)量對(duì)象(即大多數(shù)測(cè)試對(duì)象可以獲得性能的對(duì)象)，以便更好地執(zhí)行檢測(cè)作業(yè)。如果在物件選取過(guò)程中選取的物件相對(duì)穩(wěn)定，則在驗(yàn)證過(guò)程中，結(jié)果對(duì)重復(fù)性的影響會(huì)減少。反復(fù)試驗(yàn)可以說(shuō)是核證工作不確定度的主要來(lái)源。為了更好地分析重復(fù)實(shí)驗(yàn)與計(jì)量衡器標(biāo)準(zhǔn)的不確定度之間的關(guān)系，有必要進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)具體要求科學(xué)選擇實(shí)驗(yàn)對(duì)象。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，如果被測(cè)物體的不穩(wěn)定性導(dǎo)致重復(fù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定性，測(cè)量和驗(yàn)證結(jié)果的不確定性將直接受到影響。但是在測(cè)量的考核過(guò)程中，測(cè)量考核或校準(zhǔn)結(jié)果的不確定性可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，并影響對(duì)測(cè)量的實(shí)際考核。此外，請(qǐng)確保遵守檢查規(guī)則或校準(zhǔn)規(guī)范，對(duì)于合格對(duì)象，請(qǐng)?jiān)趯?shí)際檢定過(guò)程中盡可能最大測(cè)量檢查結(jié)果的不確定度。

2.3 淺析計(jì)量衡器標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)裝置與重復(fù)和不確定度的關(guān)系

作為重復(fù)測(cè)量的一部分，試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差是衡器標(biāo)準(zhǔn)核查結(jié)果不確定度的主要來(lái)源。一般而言，可以獲得不確定度分量，以根據(jù)實(shí)驗(yàn)中測(cè)量的重復(fù)資料來(lái)測(cè)量檢查結(jié)果。例如，在標(biāo)準(zhǔn)裝置中，交直流電流表、壓力表、電能表等。不確定度分量數(shù)據(jù)是反復(fù)試驗(yàn)電壓表、壓力表和電能表的電氣參數(shù)。但是，如果交直流電壓表、電壓表和功率表的分辨率有限，其他測(cè)量將受到影響。在這一過(guò)程中，如果其測(cè)量值不確定，不考慮分辨率的影響，實(shí)際測(cè)量值出現(xiàn)不確定度。由于測(cè)量對(duì)象的實(shí)際分辨率較低，可能導(dǎo)致測(cè)量過(guò)程且出現(xiàn)不確定度偏小，因此在評(píng)估測(cè)量驗(yàn)證結(jié)果的不確定度時(shí)，需要用分辨率替換性分量。例如，在檢查或校準(zhǔn)經(jīng)認(rèn)證的電壓表時(shí)，如果經(jīng)檢定的電壓表的完整比例值為100格5A，1格最小分度值，則經(jīng)檢定的電壓表分辨率為0.1格。當(dāng)額定電流總量為5A時(shí)，相應(yīng)的電流分辨率為0.0055A。因此，在計(jì)算校核結(jié)果時(shí)，以及當(dāng)不確定范圍的半寬為0.005 5A時(shí)，均勻分布處理以獲得特定的檢定數(shù)據(jù)結(jié)果。在計(jì)量衡器標(biāo)準(zhǔn)重復(fù)試驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)于可用于檢定或校準(zhǔn)多個(gè)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置，需要在實(shí)際試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)每個(gè)參數(shù)進(jìn)行重復(fù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量，以實(shí)現(xiàn)對(duì)于同一測(cè)量設(shè)備，可以在其許可范圍內(nèi)以不同的精度級(jí)別檢定或校準(zhǔn)檢測(cè)到的對(duì)象，因?yàn)椴煌燃?jí)別的檢測(cè)到的對(duì)象可能會(huì)以不同的方式重復(fù)。因此，相應(yīng)檢定結(jié)果或校準(zhǔn)結(jié)果不確定度的數(shù)值將不同，必須在實(shí)際過(guò)程中單獨(dú)進(jìn)行，不能混淆，這會(huì)影響檢定數(shù)據(jù)的實(shí)際結(jié)果和不確定度的數(shù)值結(jié)果。

3 結(jié)束語(yǔ)

總之，在經(jīng)濟(jì)法中，對(duì)計(jì)量衡器的檢定工作占有重要地位。它不僅與消費(fèi)者的實(shí)際利益密切相關(guān)，而且對(duì)經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)的運(yùn)作也有重要影響。因此，有必要采取有效措施，解決在檢定時(shí)遇到的問(wèn)題。需要加強(qiáng)制造商管理，還要注重提高工作人員的素質(zhì)，為檢定提供強(qiáng)有力的人才支持，利用人才優(yōu)勢(shì)，同時(shí)加強(qiáng)管理，提高管理水平的效率。