（江西省測繪成果質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心 江西南昌 330046）

1 引言

根據(jù)《測量不確定度表示指南》（GUM），《國際通用計量學基本術(shù)語》（VIM），以及國家認可委員會認定的規(guī)范《CNAS-CL07》8.2 節(jié)中對檢測實驗室不確定度的要求，檢測實驗室應有能力對每一項有數(shù)值要求的測量結(jié)果進行測量不確定度評估。最近幾年國際上并不承認國內(nèi)的實驗室不確定度的評定，國家認可委要求全國五百家校準實驗室都要做合格的不確定度評定。隨著實驗室管理認證體系日益完善，建立一個合格的實驗室的測量不確定度評定機制已勢在必行。

2 測量不確定度的概念

測量不確定度的概念在1993年由七個國際組織(ISO、IEC、BIPM、OIML、IUPAC、IUPAP、IFCC)聯(lián)合發(fā)布的《測量不確定度表示指南》(GUM),統(tǒng)一了測量不確定度的評定方法和表示方法,給出了不確定度的定義。測量不確定度：表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。不確定度越小，測量水平越高，測量的使用價值越高。本文通過一個實驗室不確定度評定的實例，闡述這種方法在實驗室示值不確定度評定方法上可能存在的問題。

3 測量不確定度實例

1.目的：確定實驗室內(nèi)綜合檢測儀測量的示值不確定度。

2.測量方法：取一臺經(jīng)過檢定的1級0.5s 全站儀，置于多齒分度臺上，整平后切準目標，置零。讀得數(shù)位a1。10次切準目標得讀數(shù)經(jīng)過處理后分別為a1，a2……a10如下表。

?

3.求最佳值，a=(a1+……+a10)/10= 3/10= 0.3。

4.分析并列出不確定度的來源。

4.1.實驗室工作人員在切準目標時，由于有一定的視差，會產(chǎn)生一定的誤差，給測量引入一定的不確定度。上面給出的數(shù)據(jù)由貝塞爾公式S=0.161s。

4.2.測量過程中實驗室溫度保持在25℃±5℃。產(chǎn)生的影響有限，可以忽略不計。

4.3.測量過程中由于引入了全站儀，此1級全站儀的標準偏差上限為0.5s。屬于均勻分布，所以其產(chǎn)生的標準不確定度

4.4.使用的裝置由多齒分度臺的極限誤差引入的不確定度0.2s，所以標準不確定度0.12s

5.合成標準不確定度：因為上述影響不確定度來源互不相關(guān)，且靈敏系數(shù)絕對值為1。由貝塞爾公式所以有

6.擴展不確定度：視合成后的誤差為正態(tài)分布，選置信概率p=0.95，則覆蓋因子k=2 擴展不確定度為：

此為求得的實驗室示值不確定度，由整個評定過程可知，在此中引入了全站儀的誤差，而整個測角系統(tǒng)的不確定度是此全站儀的測角不確定度與其他因素引起的不確定度的合成。作為一個相對高精度的實驗室來說，顯然不能用來檢驗與此同精度的其他全站儀。即此方法不能盡量貼近真實值，不能客觀地描述實驗室測角系統(tǒng)的精度，因而這種不確定度評定方法在測繪儀器鑒定實驗室評定不確定度的過程中是值得商榷的?？梢娭苯由嵊蔡子嬃款惖牟淮_定度評定方法是不可取的。

4 不確定度評定的嘗試

4.1 建立數(shù)學模型

式中：u—被測儀器的“一測回水平方向標準偏差”，單位：秒。

m—測回數(shù)。Ⅰ級儀器，m=2；Ⅱ級儀器m=1。

n—受測點數(shù)。Ⅰ、Ⅱ級儀器，n=23。

φij—方向誤差（i=1,……,m;j=1,2,……,n）;單位：秒。

注：其中u是有限觀測次數(shù)求出的實驗標準偏差，它本身也是個隨即變量，與理論上由無窮多個觀測值求出的σ 存在差異，不同樣本之間的結(jié)果也存在差異，因而產(chǎn)生了標準偏差的不確定度。

式中：φij—各受檢點的分度誤差；單位：秒。

式中：αij 為受檢點讀數(shù)；

αi0為零位讀數(shù)；

α標為多齒分度臺齒盤標準角值。

依據(jù)JJF1059－1999《測量不確定評定與表示》中公式（17）有：

式中：vi—不確定度分量的自由度；

u(xi)—標準不確定度。

4.2 標準不確定度的評定

標準偏差測量結(jié)果標準不確定度的評定可以合并起來綜合評定,通過統(tǒng)計以前的觀測數(shù)據(jù)，按被檢儀器準確度的等別或級別通過公式（4）求得。

實驗方法同2.3。其中Ⅰ級儀器讀取2個測回。Ⅱ級儀器讀取1個測回。這里我們分別提取30臺Ⅰ級、30臺Ⅱ級儀器的一測回水平方向標準偏差，計算其合并樣本標準差和標準不確定度。（見表1）

表1 一測回水平方向標準差實驗數(shù)據(jù)

式中：Sp—合并樣本標準差；

Si—每臺儀器的一測回水平方向標準差；

k—核查次數(shù)，這里指核查的樣本數(shù)。

4.3 標準偏差的標準不確定度uc的計算

Ⅰ級儀器（m=2，n=23）由（3）式得：

同理得:Ⅱ級儀器（m=2，n=12）

4.4 擴展不確定度的計算

Ⅰ級儀器（m=2，n=23）

U=k×uc=2×0.077″=0.154″（包含因子k=2，置信度p=95%）

Ⅱ級儀器（m=2，n=12）

U=k×uc=2×0.155″=0.31″（包含因子k=2，置信度p=95%）

在實際操作過程中，由于不可估計的因素，我們可以適當放寬比例因子。

[1]JJF1059-1999,測量不確定度評定與表示[M].北京：中國計量出版社.

[2]GB/T15481-2000，檢測和校準實驗室能力的通用要求[M].北京：中國標準出版社.

[3]中國實驗室國家認可委員會.實驗室認可準則,CNACL201-2001[S].