工程師論文范文度與檢測工程的解析

　　本篇文章是由《纖維復合材料》發表的一篇論文，本刊面向全國玻璃鋼與復合材料行業，同時兼顧不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、乙烯基酯等熱固性樹脂領域及玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、助劑與填料等上游原輔材料;較早關注近年來發展較快的熱塑性復合材料等先進復合材料。

　　摘要：該文針對工程檢測闡述工程測量中不確定度的評定方法與步驟，旨在與廣大讀者交流、學習，共同推廣測量不確定度在工程實踐中的應用，提高檢測實驗室的檢測水平，使工程檢測數據結果更具可信度，并與國際接軌。

　　關鍵詞：測量不確定度;工程檢測

　　測量是人們定量認識事物的一種手段，測量結果的好壞以測量不確定度表示。測量結果與參考值比較或測量結果之間比較時，其差異只有用不確定度才能說明。

　　按照GB/T15481-2000《校準和檢測實驗室能力的通用要求》[1]已明確了檢測實驗室測量不確定度的評定要求。中國實驗室國家認可委員(CNAL)也提出了檢測實驗室在其檢測報告中有關測量不確定度的要求。

　　我國質量技術監督局計量司頒發JJF1059-1999《測量不確定度評定與表示》。已有多年，但國內對測量不確定度的評定，仍只存在于校準實驗室，幾乎所有檢測實驗室在提供測量結果時，仍沒有給出測量不確定度，許多工程技術人員對測量不確定度缺乏了解，這在經濟全球化的形勢下，仍未能與國際接軌是必然會吃虧的。

　　本文就工程就不確定度在工程中如何應用的問題進行評定，并借此與廣大讀者交流，希望能為推進測量不確定度在工程實踐中的應用盡一點微力。

　　一、關于測量不確定度

　　測量不確定度評定是評定測量水平的指標，是判定測量結果可信度的依據。測量不確定度定義為測量結果帶有的一個參數，用以表征合理賦予被測量的分散性，它是被測量客觀值在某一量值范圍內的一個評定。不確定度理論將不確定度按照測量數據的性質分類:符合統計規律的稱為A類不確定度，而不符合統計規律的統稱為B類不確定度。A類評定方法卻是計算出測量數據的平均值標準差，B類評定方法需要了解測量儀器、技術資料、測量方法、檢定證書等。

　　根據現代計量學觀點，計量或測量結果可信的程度是需要通過分析和評定來確定的。在使用傳統方法對誤差結果進行評定時，首先因為測量誤差是表明測量結果偏離真值的差值，而真值客觀存在但人們無法準確得到，所以嚴格意義上的誤差也無法得到。其次在不同的國家、不同的領域或不同的人員對測量誤差評定的方法往往各不相同。這些原因導致了不同的測量結果之間缺乏可比性，因此需要用測量不確定度來統一評價測量結果。

　　目前國際上統一使用的對檢測和校準實驗室資格的通用要求IS0/IEC17025技術要求中涉及不確定度條款明確指出工程檢測實驗室適當時，還應包括測量不確定度評定。[2]測量結果不確定度的評定和表示方法經過20多年爭論、研究和發展，業已趨于成熟，許多發達國家和發展中國家已經普遍采用，國際間的量值比對和實驗數據的比較，更是要求提供包含因子或置信水準約定的測量結果的不確定度。CNAL結合國際實驗室認可活動的需要和中國實施測量不確定度工作的現狀，還制定《測量不確定度政策》(CNAL/AR11:2002)，其明確指出檢測實驗室應有能力對工程檢測中每一項有數值要求的測量結果進行測量不確定度評定。[4]當不確定度與檢測結果的有效性或應用有關、或在用戶要求時，或當不確定度影響到規范限度的符合性時，當測試方法中有關規定時和認可委員會有要求時，檢測報告必須提供測量結果的不確定度。同時由于被測量的真值，又稱被測量之值不可能通過測量得到，借助測量不確定度可以了解到被測量之值在什么范圍內，測量不確定度越小，測量結果越可靠。測量不確定度還可以定量說明一個實驗室的技術水平程度，所以實驗室有必要對工程檢測的測量結果不確定度進行評定。檢測實驗室在實施工程檢測測量不確定度評定時常常遇到一些問題，有些問題是共同的。本人針對這些問題，談談個人的理解。

　　二、針對測量不確定度理解上的偏移

　　測量不確定度過去往往在計量和校準部門使用，檢測實驗室從未接觸過，常存在概念不清，認識不足的問題。根據JJF1059-1999《測量不確定度評定與表示》，測量不確定度定義為表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結果相聯系的參數。其中“合理”一詞譯自reasonbly，是指合理地對被測量進行測量。[3]這些測量所得出的結果表明產生的分散性。怎樣算合理，即在統計控制狀態下的測量。“分散性”，一詞譯自dispersion，指測量結果的分散性，分散性的物理概念為一個量值區間，即測量結果在這個區間出現，而不是一個定值。“相聯系”一詞譯自associatedwith，測量不確定度是和測量結果一起，用來表明在給定條件下對被測量進行測量時，測量結果可能出現的區問。只有理解了定義，才能更好地認識測量不確定度與測量誤差的區別，過去常使用誤差這個概念，測量誤差是測量結果減去真值，針對某個給定測量值，不同的結果，誤差不同，與測量方法、條件、測量儀器無關;而測量不確定度如上述，不同的測量結果，不確定度可以相同，測量方法、條件、測量儀器改變時，無論測量結果如何測量不確定度都會改變。

　　三、如何分析、評定測量不確定度

　　本人認為應從以下兩方面入手:

　　(一)在評定中首先要找來源

　　測量不確定度的來源主要有:

　　(1)對被測量的定義不完整或不完善;(2)實現被測量定義的方法不理想;(3)取樣的代表性不夠，即被測量的樣本不能完全代表所定義的被測量;(4)對測量過程受環境影響的認識不周全，對環境條件的測量與控制不完善;(5)對模擬式儀器的讀數存在人為偏差;(6)測量儀器計量性能上的局限性;(7)賦予計量標準的值和標準物質的值不準確;(8)引用的數據或其他參量的不確定度;(9)與測量方法和測量程序有關的近似性和假定性;(10)在表面上看來完全相同的條件下，被測量重復觀測值的變化。根據檢測方法和測試原理的不同建立測量數學模型，按照以上來源逐一分析是測量過程隨機效應導致的測量不確定度，還是偏離方法要求的因素等系統效應導致的測量不確定度，從而確定主要來源。在有些情況下，系統效益引起的不確定度分量本身很小，對測量結果的合成不確定度影響也很小，這樣的分量在評定不確定度時就可以忽略。

　　(二)評定時應掌握的幾個原則

　　1、在一般情況下，測量不確定度與最大允許誤差之間有一個可以接受的原則:其擴展不確定(MAU)應不大于被測儀器最大允許誤差的1/3-1/5。[5]

　　2、以“等”使用的儀器，使用時要對示值進行修正，量具要使用其實際值，其由儀器帶來的測量不確定度可按檢定系統或檢定規程所規定的該等別的測量不確定度。

　　3、以“級”使用的儀器，使用時直接用其示值，量具使用時用其標稱值，其儀器測量不確定度可按檢定系統或檢定規程所規定的該級別最大允許誤差，一般采用均勻分布，得到示值允差引起的標準不確定度分量為最大允許誤差的根號3進行評定。

　　四、結束語

　　以上是本人對工程測量中不確定度的認識及評定測量不確定度的體會。要做好測量不確定度的評定不是件容易的事，要通過多次實踐，不斷總結，才能做出較為嚴謹的測量不確定度評定。盡管本人在本文的寫作中已盡了很大努力，但由于本人知識水平的局限，仍難免有不少欠妥甚至錯誤之處，衷心希望讀者批評指正，共同將測量不確定度在工程檢測中推廣應用提高檢測水平。

　　參考文獻:

　　[1]GB/T15481-2000.校準和檢測實驗室能力的通用要求.

　　[2]ISO/IEC17025:1999.測試和校準實驗室能力的通用要求.

　　[3]JJF1059-1999.測量不確定度評定與表示.