论测量不确定度在计量检定中的简化应用

摘　要：计量检定中，测量不确定度的评定表明了被测量值的分散性。而误差是测量结果偏离实际真的程度。本文从测量不确定度概念入手，分析了测量不确定度与误差的区别，并论述了测量不确定度在计量检定中的简化应用，及其遇到的问题。

关键词：测量不确定度；概念；误差；区别；计量检定；简化应用

    自从JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》颁布实施以来，测量不确定度在计量检定中和测量中得到了广泛使用。但由于JJF1059-1999是代替JJF1027-1991《测量误差及数据处理》中的测量误差部分的缘故[1]，使得测量不确定度在计量检定和测量中经常被误用，使得测量结果不再精确，给实际测量带来了很多的麻烦。因此，需要在计量检定与测量中明确测量不确定度与测量误差的区别，以保证测量结果的真实性、可靠性。
一、测量不确定度的概念
    测量不确定度是表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数，是有效测量结果含有的一个参数[2]。测量不确定度直接关系着测量结果的可靠程度和量值传递的准确一致。它按一定的概率给出测量真值可能落入的区间，说明了置信水准的区间的半宽，并以参数形式表示测量中无法修正的那部分误差范围。因此，测量不确定度与测量误差并非一体，两者有着很大的区别。
二、测量不确定度与误差的区别
　　测量不确定度与误差有着很大的区别，在测量时，不可混为一谈。前者表示的是被测量值的分散性。在评定时，根据实验、资料、经验等，用两类评定方法进行定量确定。容易受到认识程度影响。并在不确定度分量评定中不必区分其性质。它不是一个真实值，只是一可估计的值，不能用以修正量值。而后者表明测量结果偏离真值的程度。它是一个可以带有符号的量值，不能准确得到。它不受外界因素的影响，是客观存在的。测量误按性质可分类。另外，误差有时可以对测量修正。因此，测量不确定度与测量误差在评定目的、评定结果、影响因素、性质区分以及对测量结果修正时都不同，两者有着很大的区别。
三、测量不确定度在计量检定中的简化应用
　　虽然测量不确定度与测量误差是完全不同的概念，但在计量检定中，可以简化应用测量不确定度。因此，计量检定合格，出具检定证书和校准报告中，需要进行测量不确定度的标示。
　　3.1测量装置中测量不确定度的简化应用
　　在测量系统或测量装置计量检定时，不但要给出测量结果，还要给出合成标准不确定度或者是扩展不确定度。例如在出租车计价器检定中，对于测量不确定度的评定，需要从计价器不同收费阶段进行入测量不确定度的评定。这就需要将所有因素影响的标准不确定度进行计算，然后合成标准不确定度，再进行扩展不确定度的评定，在结果报告中，通过检定台对车速40km/h的出租车计价器2km起程的使用误差实施检定[3]，将扩展不确定度值引入，将人为误差引入，得到实测使用误差，并给出相应的误差表达式。可见，在系统或装置可以检定或校准多个参量时，则一般应分别给出各参量的测量不确定度。
　　3.2按准确度等别使用器具计量检定中测量不确定度的简化应用
　　电能表是每家都用到的计量器，它与百姓的利益息息相关，电能表的测量不确定度评定极为重要。在电能表检定中，需要全面考虑不确定度的来源，然后在通过计算电能表标准装置各测量不确定度分量，合成标准不确定度，计算出扩展不确定度。然后应用标准装置对电能表进行检定，检定过程中，同样要全面考虑测量不确定度的所有来源，在出具证书时，要给出修正值和扩展不确定度。
　　3.3强制检定器具检定中不确定度的简化应用
　　虽然测量不确定度在器具检定中十分重要，但对于某些强制检定的器具却不必给出测量不确定度，如医疗器具的检定、环境监测器具的检定、安全防护器具的检定等。对于这些器具，在检定报告中，可以只给出合格的结论。因为这些器具给构比较简单，准确度等级低，环境条件要求不高，此时，可以进行简化应用测量不确定度的评定，甚至可以不进行测量不确定度的评定。
　　3.4测量仪器检定中符合性判定的不确定度简化应用
　　在进行仪器符合性判定时，如果是按照计量检定规程检定的测量仪器，则不需要进行不确定度的评定。这在JJF1094-2002《测量仪器特性评定》第5.3.1.5条中有明确规定。另外，当评定示值误差的不确定度U95与被评定测量仪器的最大允许误差的绝对值MPEV之比小于或等于1：3，即U95≤（1/3）·MPEV。此时可不考虑示值误差评定的测量不确定度的影响。而如果是计量检定规程规定以外的测量仪器，在进行符合性判定时，则要考虑测量不确定度的影响。
四、测量不确定度简化应用中的问题
　　4.1不确定度来源问题
　　在进行不确定度分析时，常常会忽略某些不确定度的来源，或将测量不确定度重复引入计算，导致合成标准不确定度时存在很大的差距。不确定度来源弄不清楚，测量不确定度分量就会缺少或者增多，使得测量不确定度失去评定的意义，同时给仪器计量检定带来极大的负面影响。
　　4.2不确定度评定模型建立方面的问题
　　陈铭慧在文献《测量不确定度评定中常见的问题》一文详细的介绍了在评定模型建立方面，不确定度评定时存在的问题。这些问题虽小，但在进行不确定度评定时其作用是不可忽略的，而在模型公式中将其忽略，则测量不确定度分量就会减少，那么合成标准不确定度就会不准。
　　4.3包含因子取值方面的问题
　　测量不确定度评定中经常要用到包含因子，通常情况下，包含因子的取值与输入量和输出量的分布估计有关，如果分布估计不合理，会导致包含因子取值不适当[4]。
　　4.4评定报告表述方面的问题
　　这方面的问题主要表现在表述内容不全，如未对测量方法和过程作简要的说明，不确定度分量一览表中未注明各分量的分布情况等。还有就是表述不规范，导致公式相混淆，无法辨别公式的对应性。
五、总结语
    测量不确定度在计量检定中起着重要作用，而且目前应用广泛。但在应用是地，需要将其与测量误差相区别，简化应用测量不确定度，进行不确定度评定时要避免常见问题的再次发生。
参考文献
[1]沈渭奎，余建平，杨华.测量不确定度在计量检定中的简化应用[J].中国计量，2012，（03）.
[2]宋楠，宋雨虹，王长瑞等.电能表标准装置测量结果不确定度评定[J].电测与仪表，2009，（02）.
[3]尹宁.出租汽车计价器使用误差检定的测量不确定度评定[J].计量与测试技术，2011，（08）.
[4]陈铭慧.测量不确定度评定中常见的问题[J].中国计量，2011，（08）.

   作者：翟英俊 1966年9月出生，籍贯河南省荥阳市，2002年7月河南农业大学机械制造及自动化专业毕业，本科，机械设备，在荥阳市质量技术监督检验测试中心工作。