卓仕明

（马山县工商和质监局计量检定测试所 广西南宁 530699）

探究计量检定中测量不确定度的相关问题

卓仕明

（马山县工商和质监局计量检定测试所 广西南宁 530699）

测量不确定度的分析与评定工作是在计量检测过程中最为重要的工作之一，其原因在于不确定度的测量既可以将测量值分散性误差体现出来，还作为测量不确定度与测量结果之间的重要参考依据表现出重要的作用。综上所述，对计量检定中不确定度的测量工作应当保持高度重视，进行深入研究。本文将从测定不确定度工作入手，重点研究测量误差与不确定度的存在关系，并结合笔者自身工作经验探讨在计量检定中如何正确地测量不确定度的方法，以便各位读者阅读参考。

计量检定；测量不确定度；测量值

前言

在计量检定活动中，测量不确定度是其中一个最重要的参数之一。伴随着我国社会与消费者对企业业务精度要求的不断增加，并随着我国市场化竞争程度的加剧，计量标准考核工作也渐渐转向了规范化与制度化的方向，在众多计量检测标准参数中，测量不确定度便是其中之一，但在实际工作过程中，存在一些人对测量不确定度与测量误差的区别与联系并不明确，甚至将二者等同视之，因此对测量不确定度的研究与分析刻不容缓，从而为精准地进行计量检测工作奠定基础。

1 测量不确定度的概念简述

测量不确定度的定义实际上缺乏统一而又具体的说法，通常被认为是表征合理地赋予被测量之值的分散型，且与测量结果相联系的参数。在计量检定工作中提及的测量不确定度是指测量仪器示值误差的不确定度的简称。测量不确定度是与测量结果有关的参数之一，也是表现测量值分散度的指标，它描述了测量结构落在某一特定区间的一个概率，因为表示每一次测量的结果通常不是同一个值。对于测量结果来说，其测量结题的可利用性与不确定度的大小高度相关，在测量仪器使用外部校准的情况下，需要在证书或报告书上写明测量的不确定度。另外测量仪器所测量结果的不确定度与测量仪器的实质误差与最大允许误差有很大程度的相关关系。

2 测量不确定度与误差的关系

在实际的计量检定工作中，通常会把误差用不确定度来代替，就如同用JJF1059-1999替代JJF1027-1991中的测量误差一样。但不确定度和误差是有很大的本质区别的，因此不可以进行等同看待或相互替代的。根据上文对不确定度的定义界定，测量的不确定度是对被测量所得值的合理表征，是一种与测量结果相联系的参数，而测量中的误差则是测量结果与被测量的真值之间所存在的差距。在实际的测量工作中，不论采用何种测量方法与操作程序，对同一被测量物的测量出的误差都是大体相近的，但在不同的情况下，使用不同的测量仪器所得到的不确定度却是有极大不同的。对于测量仪器的特性所导致的误差是被允许的，通常使用最大允许误差等术语来表述，从而证明误差的存在是极为正常的，但不能用来替代不确定度，也不能用不确定度代替误差。

在日常的计量检定中，出具报告与证书时一般通过以下几种途径来度量测量仪器的不确定度：

（1）在进行测量装置和系统的报告登记时，需要给出准确的测量结果，与此同时也一定要给出测量仪器的计量不确定度和相应的扩展不确定度，倘若所用测量装置或系统对多个参量进行校对和检定，那么就需要分别对相对应的参量的测量不确定度进行标注，万一所检定和校对的测量范围大，更应当把测量范围分段给出个测量参量的不确定度，或者取其中的最大和最小的测量不确定度作为参考依据，并要对应地写出测量不确定度的测量条件和所产生的典型值。

（2）通常情况下在给按照准确度级别来进行使用的计量标准器具出具证书或报告书时，不仅要给出测量的实际值，还要给出测量的修正值，除此之外，拓展的不确定度也是十分重要的指标之一，可以方便测量从业人员进行此类测量仪器的计量工作，对于这类测量仪器的使用需要增加修正值，并在计量标准器不确定度的评定过程中也需要用到这一数值。综上所述，在证书或报告中的不确定度是十分必要的，必须要给出这一数值。

（3）在对按照准确度级别应用的计量标准器具所出具的证书或报告中，对于客户所要求出具的数据之外的数据一般不做要求，通常只需要给出符合该级别的技术指标结论就足够了，另外这类仪器在不确定度评定的过程中，可以不需要出具对应的测量不确定度，因为所给出的检定系统或检定规程所规定的最大允许误差或其他相应的信息来做出计量与评定。具体如图1。

图1 测量不确定度示意图

3 并非所有的计量标准器都需要使用不确定度的评定

通常情况下，几乎所有的计量标准器都需要给出测量不确定度的测定数值，从而保证测量过程结果的可用性，在测量检定过程中给予精准的测量结果。但并非所有的计量标准器都需要使用不确定度的评定，符合以下两种标准的计量仪器即便不进行不确定度的评定，也可以得到较为准确的测量结果，并可以减少检定机构工作人员的工作压力。接下来将具体介绍这两种不需要进行不确定度的测定的情况：

（1）根据《计量标准考核规范》中相关条例的要求，具有结构简单，准确度等级较低，且对外部环境要求不高的特点的测量仪器，可以通过国家质检总局所发布的计量标准进行计量准确度的认定。而对于某些需要进行检定的仪器的重复适用性，仪器的稳定性以及在检定和校准结果中的测量不确定度的评定标准，可以依据其计量标准的不同特性来进行简单的确定。举例来说：衡器检定装置被国家质检总局认定为第一批简化计量考核标准的项目，因此在检定过程中可以不进行测量不确定度的评定工作。

（2）在检定工作的实际实施过程中，尤其是针对法制计量检定的情况下，被测量所得值与其对应的测量标准值之间存在一个估计值，对于测量中所要求的准确度来说，对测量标准的不确定度和在进行比较过程中所产生的不确定度通常是可以忽略不计的。举例来说：部分用于对强制检定工作计量器具进行评定的计量标准就是一种典型的不需要进行不确定度评定的仪器。

4 并非所有的测量仪器的检定过程中都需要考虑测量不确定度

（1）根据《测量仪器特性评定》（JJF1094-2002）的相关条例规定，计量检定规程在对测量仪器进行评定时，是通过规程对评定的标准、方法及环境条件等提出对应的规定，保证能够满足检定系统表量只进行相互传递的要求，倘若被评定的测量仪器所处在的环境与状态都相对稳定且正常，其所测量得出的示值误差也会处于一个相对合理的范围之内。因此可以得出：当规程中的每一个检定点的示值误差处于评定要求的范围内，就可以将改测量仪器的示值误差视为处于该准确度级别的鉴定要求之上，在这种情况下，可以忽略测量不确定度对示值误差评定所产生的影响。

（2）在另一种情况中，当评定示值误差的不确定度与被评定测量仪器的最大允许误差的绝对值之比少于或包含一比三的时候，可以忽略示值误差评定的测量不确定度所产生的影响。但如果被评定测量仪器的示值误差没有超出被允许的最大误差限度内，便可以视为合格。如果被评定测量仪器的示值误差超出了被允许的最大误差限度，就应当判为不合格。这一情况说明，存在一些测量仪器的检定不需要考虑其测量的不确定度。

5 测量不确定度在计量检定中的简化应用存在的问题

测量不确定度在计量检定中的简化应用的问题主要包括以下四点：

（1）不确定度的来源问题。在不确定度分析的具体过程中，通常难以确定不确定度来源，因此会存在将测量不确定度重复地引入计算的情况，从而使得合成标准不确定度的时候出现较大的误差。无法了解不确定度的来源，就难以得到标准不确定度，严重影响到不确定度的评价意义，并且给仪器计量检定工作带来较大的负面影响。

（2）不确定度的评定模型难以建立。虽然对于不确定评定模型的建立方面已经有了较为丰富的研究，但其中存在的问题不能忽略，在短期内有难以找到有效解决其缺陷的方法。

（3）对于包含的因子取值的问题。包含因子对于不确定度评定的结果具有较大的影响，因此其取值对于不确定度的影响巨大，但如果对包含因子的输入量及输出量的分布估计不合理的话，就会导致包含因子的取值不当。

（4）评定报告表述上，存在表述内容不完善，对测量方法及过程缺乏细致具体的说明，对于专业术语的运用不够规范，导致公式难以辨明其对应性等问题。

图2

6 结语

综上所述，目前的计量检定工作中，对于不确定度的使用与检定仍存在着一定的误区，计量人员应当在保证检定测量结果的精确性的基础上，尽量减少对测量不确定度的工作量，根据相关规定条例对计量检定工作中的测量不确定度进行简化，从而做到既能够保证测量结果的科学性、有效性，又能够提高测量工作的效率。计量人员要提高对测量结果准确性的重视，对证书与测量报告中的内容进行正确的理解，从而提高测量结果的精度，推动计量在全社会的统一与一致。

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TB9

A

1004-7344（2016）21-0335-02

2016-7-10.

卓仕明（1974-），男，汉族，广西马山人，初级工程师，本科，主要从事计量检定测试工作。