摘 要:隨著社會(huì)的發(fā)展,科技的進(jìn)步,質(zhì)量要求越來越重要。計(jì)量作為質(zhì)量的基本保證,逐漸提高了人們對(duì)該措施的認(rèn)識(shí)?!翱茖W(xué)技術(shù)要發(fā)展,計(jì)量需先行”這表明計(jì)量在研究和生產(chǎn)中起著重要作用。還必須有堅(jiān)實(shí)的計(jì)量基礎(chǔ)、先進(jìn)的計(jì)量理念和嚴(yán)格的計(jì)量態(tài)度。在計(jì)量檢測過程中,應(yīng)盡最大努力減少誤差,認(rèn)真分析不確定度,加強(qiáng)對(duì)不確定度的理解,從而提高計(jì)量檢測精度。
關(guān)鍵詞:計(jì)量檢測;不確定度;分析
1 計(jì)量不確定度分析研究
計(jì)量不確定度是對(duì)計(jì)量的直接反應(yīng),作為計(jì)量參數(shù),計(jì)量不確定度明顯分散,但可以集中在計(jì)量的定量結(jié)果上。不確定度有許多表現(xiàn)形式,標(biāo)準(zhǔn)差是表示計(jì)量值的常用指標(biāo),允許操作員計(jì)算置信水平的區(qū)間寬度。由于計(jì)量不確定度有許多因素,所以有許多方法可以確定不確定度。因此,當(dāng)計(jì)量一個(gè)指標(biāo)時(shí),計(jì)量專家必須使用貝塞爾公式多次計(jì)量,而不是像計(jì)量整個(gè)指標(biāo)一樣,而是像計(jì)量幾個(gè)分散的指標(biāo)一樣。總之,計(jì)量的不確定度是為了提供計(jì)量的完整表示。
2 不確定度計(jì)量檢測的誤差分析
2.1 計(jì)量檢測誤差形成的原因
(1)檢測環(huán)境:計(jì)量場地周圍的環(huán)境(如控制場地的濕度或溫度等),會(huì)影響檢測到結(jié)果。
(2)計(jì)量傳感裝置(MeasurementandSensingDevice)計(jì)量傳感裝置重復(fù)使用后,會(huì)出現(xiàn)老化和磨損的情況,影響計(jì)量傳感裝置的精度,計(jì)量傳感裝置可以進(jìn)行計(jì)量檢測。
(3)計(jì)量和檢測方法:不同的計(jì)量和檢測工具在技術(shù)參數(shù)和數(shù)據(jù)要求上有所不同,因此使用的方法也不同。
(4)計(jì)量控制人員:計(jì)量控制人員對(duì)計(jì)量控制水平有重大影響,不同技術(shù)技能的人員在使用計(jì)量工具時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些誤差。
2.2 減少誤差的方法
為了減少計(jì)量和傳感過程中的誤差,需要采取一些措施,其中主要有:第一,計(jì)量人員必須不斷學(xué)習(xí),更好地理解計(jì)量檢測,不斷提高其計(jì)量檢測水平,并且還必須提高其對(duì)相關(guān)計(jì)量法律法規(guī)的了解,認(rèn)真學(xué)習(xí)檢定規(guī)程,以確保盡可能多的科學(xué)和操作計(jì)量規(guī)程來提高計(jì)量檢定的準(zhǔn)確性,同時(shí),計(jì)量人員還必須學(xué)習(xí)先進(jìn)的檢定技術(shù)、法律法規(guī);其次,在驗(yàn)證之前,需要對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行校準(zhǔn),以確保計(jì)量儀器的準(zhǔn)確性和有效性,并注意計(jì)量儀器的日常維護(hù),以減少計(jì)量工具的磨損;恢復(fù)計(jì)量控制時(shí),需要小心計(jì)量和驗(yàn)證周圍環(huán)境,以確保溫度和濕度在允許的范圍內(nèi),并將對(duì)周圍環(huán)境的負(fù)面影響降至最低,請(qǐng)檢查計(jì)量結(jié)果。
3 不確定度的計(jì)量檢測分析
3.1 建立被計(jì)量與影響量間的數(shù)學(xué)模型
如果計(jì)量不確定度的計(jì)量物理量用y表示,影響它的影響和因素用x表示,則數(shù)學(xué)模型是x和y之間的函數(shù)關(guān)系,數(shù)學(xué)模型以數(shù)學(xué)表達(dá)式的形式計(jì)量:y=f(x1,x2,…xn)。在數(shù)學(xué)模型中,有計(jì)量輸出的結(jié)果,x是直接計(jì)量的物理量。f是一種函數(shù)關(guān)系,其中數(shù)學(xué)模型表達(dá)式中沒有符號(hào)元素,例如yx1x2從實(shí)驗(yàn)計(jì)量中獲得的輸入x,u(x)的量可以基于A類標(biāo)準(zhǔn)的不確定度來確定。
如果計(jì)量x是根據(jù)其他相關(guān)信息的輸入來確定的,u(x)可以根據(jù)b類標(biāo)準(zhǔn)的不確定度來確定。這兩類規(guī)則之間的差異是它們的評(píng)估方法之間的差異,其中類別的不確定度、基于統(tǒng)計(jì)方法的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算以及基于非統(tǒng)計(jì)方法的B類不確定度。兩種標(biāo)準(zhǔn)之間的區(qū)別是,標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)估B在相同條件下無法計(jì)量的數(shù)據(jù)列,以及類別標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)估需要統(tǒng)計(jì)方法的數(shù)據(jù)列。B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定應(yīng)以標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定為基礎(chǔ),并在此基礎(chǔ)上求平方后的相應(yīng)方差。B類的標(biāo)準(zhǔn)不確定度首先要用方差,所以開放部分必須跟隨并達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的不確定度。B類評(píng)估所需的標(biāo)準(zhǔn)不確定度可通過檢查相關(guān)信息并考慮可靠性程度較低來實(shí)現(xiàn)。類別自由度不確定性的標(biāo)準(zhǔn)水平是通過減少與限制對(duì)數(shù)量相關(guān)的元素?cái)?shù)量來實(shí)現(xiàn)。
3.2 計(jì)算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度
Xi的不確定性權(quán)重主要由輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定性和數(shù)學(xué)模型的靈敏度系數(shù)決定。在計(jì)算合成標(biāo)準(zhǔn)的不確定性時(shí),應(yīng)考慮不同輸入量的相關(guān)性。這些數(shù)學(xué)模型可以根據(jù)評(píng)估和表示計(jì)量不確定性的具體要求來建立。擴(kuò)展不確定度是通過將合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度乘以k因子來計(jì)算的。各種計(jì)量儀器的校準(zhǔn)規(guī)格也因k值而異。一旦計(jì)算出上述計(jì)算的擴(kuò)展不確定度,就需要具體的解釋來計(jì)量不確定度。從這些信息中,可以從構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)中推斷出擴(kuò)展不確定度。
3.3 計(jì)量不確定度的評(píng)定方法及步驟
根據(jù)評(píng)估方法,計(jì)量不確定度可分為A類不確定度和B類不確定度,其中A類不確定度由觀測欄的統(tǒng)計(jì)分析方法計(jì)量,并表示不確定度標(biāo)準(zhǔn)偏差。對(duì)B類不確定度的評(píng)估不同于觀測欄的統(tǒng)計(jì)分析,即度類以外的所有不確定性都在B類中評(píng)估。對(duì)于更容易理解或統(tǒng)計(jì)計(jì)算的不確定度類別,計(jì)量一些觀測分配以計(jì)算這些數(shù)據(jù)在規(guī)定條件下的標(biāo)準(zhǔn)偏差就足夠了,而對(duì)于類別B的不確定度,其必須由基于假設(shè)的經(jīng)驗(yàn)、信息和概率分布的估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏差來表示,原始數(shù)據(jù)不是來自觀測數(shù)據(jù)的處理,但是,從經(jīng)驗(yàn)和其他信息中獲得的密度概率的函數(shù)與評(píng)價(jià)者的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)范圍和理解水平有關(guān),并且它們本身包含主觀評(píng)價(jià)的要素,因此評(píng)價(jià)更加復(fù)雜,必須進(jìn)行合理的評(píng)價(jià)。
4 如何減少計(jì)量過程中的誤差
由于計(jì)量測試中存在不確定度和誤差,計(jì)量人員需要采取一些措施來確保不確定性的主導(dǎo)作用,并減少計(jì)量測試中誤差的影響。(1)計(jì)量人員必須不斷提高、加強(qiáng)自身素質(zhì),了解與計(jì)量相關(guān)的法律、法規(guī)和操作規(guī)程,這些都可以減少因計(jì)量人員缺乏專業(yè)精神而造成的誤差;(2)計(jì)量操作員經(jīng)常必須確定計(jì)量裝置的可靠性,以確保計(jì)量裝置相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)。在日常生活中,計(jì)量操作員必須定期維護(hù)計(jì)量裝置,以避免磨損造成的誤差。使用該標(biāo)準(zhǔn)時(shí),應(yīng)注意操作環(huán)境,并減少因環(huán)境不符合操作要求而導(dǎo)致的誤差。
5 總結(jié)
總之,對(duì)不確定度和計(jì)量誤差的良好理解有助于計(jì)量和檢測水平的不斷提高,因此有必要加強(qiáng)計(jì)量不確定度和誤差的分析,了解不確定度和誤差之間的相關(guān)性。同時(shí),計(jì)量員必須不斷提高自己的計(jì)量水平,正確使用計(jì)量工具,保證計(jì)量的準(zhǔn)確性,減少計(jì)量分析。為此,計(jì)量人員必須不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的計(jì)量方法,了解相關(guān)法律法規(guī),從而促進(jìn)計(jì)量和傳感行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]段暉,羅永紅.計(jì)量檢測中不確定度和誤差的分析[J].計(jì)量與測試技術(shù),2015,05:39-41.
作者簡介:萬武山(1966-),男,漢族,江西南昌人,本科,中級(jí)工程師,研究方向:計(jì)量檢定(測)。