摘要： 電子衡器是隨著社會的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)、技術(shù)水平均顯著提高出現(xiàn)在市面中的新興產(chǎn)物，但是由于各個(gè)電子衡器的功能與性質(zhì)存在一定的差別，使計(jì)量檢定工作面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。本文以電子衡器為研究對象，針對于測量中不確定度的相關(guān)問題進(jìn)行探討。
衡器是利用力的杠桿平衡原理測定物體質(zhì)量的儀器，主要品種包括天平、臺秤、地中衡、郵政稱等等。自上世紀(jì)50年代中期，電子技術(shù)已經(jīng)開始滲透到衡器的發(fā)展中。電子衡器主要有稱重承載器、稱重傳感器、稱重儀表三個(gè)部分組成，配有電子稱量裝置。電子衡器的原理是，當(dāng)我們把物體放在電子稱臺上，作用在承載器上的力的大小，通過傳感器轉(zhuǎn)換成電子信號，zui后會以模擬或數(shù)字的形式在稱重表上顯示出來。電子衡器的使用大大縮短了工作時(shí)間，提高了勞動效率，降低了勞動強(qiáng)度，也給企業(yè)的質(zhì)量檢查、管理提供了準(zhǔn)確、可靠的參考依據(jù)。
測量不確定度是指表征合理地賦予被測量之值的分散性與測量結(jié)果相的參數(shù)。
測量不確定度的不確定性體現(xiàn)在測量結(jié)果的誤差性、測量結(jié)果的可靠性以及不肯定程度，并以參數(shù)的形式來反映測量結(jié)果的質(zhì)量。由于獲取的測量值會受到各種因素的影響，導(dǎo)致其具有分散性特點(diǎn)，盡管每次得到的測量值都是不同的，但具有一定的規(guī)律，是按照一定概率分散在某個(gè)數(shù)值區(qū)間的，并且這種概率也具有一定的分散性特征。測量不確定度就反映出被測量值的分散性參數(shù)依據(jù)的就是這種分散性特征，利用這種特征還能夠確定測量結(jié)果的數(shù)據(jù)與真值的接近程度。如果利用標(biāo)準(zhǔn)差或標(biāo)準(zhǔn)偏差的數(shù)據(jù)值來表示測量不確定度，就可以把這種分散性特征表征化。在實(shí)際使用時(shí)，就可以利用測量不確定度來計(jì)算測量結(jié)果的置信區(qū)間，因此測量不確定度可以用標(biāo)準(zhǔn)偏差和置信區(qū)間的半寬度來表示。
很多人認(rèn)為不確定度就是誤差，其實(shí)不確定度與誤差雖然有，但還是存在很大區(qū)別的。所謂誤差，是在正確測量的前提下，所測得的數(shù)值和真實(shí)值之間的差異。雖然不確定度的研究手段和誤差相似，但是從本質(zhì)上講，兩者還是存在著很大的差異，測量不確定度是以誤差理論為基礎(chǔ)產(chǎn)生和發(fā)展起來的。兩者的差異主要體現(xiàn)在定義上，測量不確定度分析和評定的是整個(gè)測量過程的分散性數(shù)據(jù)，它是一個(gè)數(shù)值區(qū)間，而測量誤差反映出的是測量結(jié)果與真值之間的差度值。
在具體操作上，測量不確定度和測量誤差也具有一定的區(qū)別，雖然兩者都是估計(jì)值，不能夠代表真實(shí)值，不能用來對量值進(jìn)行修正，但是測量不確定度的過程很容易受到人為因素的影響，而誤差幾乎不受測量人員的專業(yè)水平、認(rèn)識程度的影響，是一種更客觀存在的現(xiàn)象，根據(jù)測量的性質(zhì)不同它的分類也是千差萬別的，甚至有時(shí)它還可以對測量進(jìn)行修正。從兩者的具體操作過程中不難發(fā)現(xiàn)，兩者在很多方面都存在不同之處，只有把這些不同之處都弄清楚，才能更好地將測量不確定度運(yùn)用到計(jì)量檢測工作中，避免與誤差測量工作混為一談。
要想保證不確定度評定zui終結(jié)果的準(zhǔn)確性，必須對測量結(jié)果的不確定來源進(jìn)行合理的分析。首先應(yīng)明確以下幾方面對該結(jié)果有著直接的影響：驗(yàn)室對測量控制體系的控制和評定人員對測量原理、方法的理解。因此要想正確評定測量結(jié)果不確定度，必須對測量結(jié)果不確定來源進(jìn)行準(zhǔn)確分析和識別。由于測量結(jié)果有很多不確定度來源，可以詳細(xì)分成以下幾種情況：
*、按不確定度的來源途徑分類。批量物質(zhì)物理特性的不確定度來源應(yīng)至少包括三個(gè)部分。首先，批量樣品的代表性導(dǎo)致的取樣不確定度分量。由于很多天然物質(zhì)的屬性都是非均勻的或稱具有分散性，或者有些測量是破壞性的等原因的限制，必須進(jìn)行抽樣測量，客觀上導(dǎo)致了測量結(jié)果的不確定度。其次，樣品的均勻性導(dǎo)致的制樣不確定度分量。由于試樣樣品是從批樣中選出的，和批量樣品的代表性導(dǎo)致的取樣不確定度分量原理一致，樣品的均勻性也會導(dǎo)致的制樣不確定度分量。zui后，測量導(dǎo)致的測量結(jié)果的不確定度分量，其包括被測量定義不完整和測量、測量程序不理想兩部分導(dǎo)致測量、測量結(jié)果不確定度。被測量定義不完整將導(dǎo)致方法偏差，可通過標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測量進(jìn)行評定。測量程序可能的不確定度來源則包括以下因素：①制備試樣;②標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì);③試劑的純度;④測量、測量設(shè)備;⑤環(huán)境;⑥測量(分析)數(shù)據(jù)的采集;⑦引用數(shù)據(jù)和其他參數(shù)的不確定度;⑧數(shù)據(jù)的處理;⑨測量結(jié)果按方法標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的精度進(jìn)行修約導(dǎo)致的zui終報(bào)告結(jié)果的不確定度。需要注意的是：不管是有組織的能力驗(yàn)證還是單個(gè)實(shí)驗(yàn)室的測量，都具有一定的局限性。一般來說，“測量不確定度”并不是指批量物質(zhì)物理特性的不確定度，而是指測量/測試程序?qū)е碌慕Y(jié)果不確定度。
第二、按不確定度輸入量與輸出量的因果關(guān)系分類：①導(dǎo)致系統(tǒng)效應(yīng)不確定度的分量：標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的溯源，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和參考標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)必須溯源至單位或約定真值得完整結(jié)果;不明確的被測量定義;儀器校準(zhǔn)值偏差，儀器示值mpe;復(fù)現(xiàn)被測量的測量/測試方法不理想;引用數(shù)據(jù)或其他參量。②導(dǎo)致隨機(jī)效應(yīng)不確定度的分量：取樣不確定度;環(huán)境影響;被測量特性的重復(fù)性。
在計(jì)量檢定電子測量裝置的過程中，不僅僅是要獲得測量結(jié)果，更重要的是在這個(gè)過程中得到標(biāo)準(zhǔn)的不確定度和擴(kuò)展不確定度。就拿家用中的電能表來說，由于家用的很多電器都與電能表有著很大的關(guān)系，它的作用*，所以很有必要對其不確定度進(jìn)行測量。在測量檢定的過程中，首先需要充分的考慮各種可能影響不確定度的因素，再嚴(yán)格的按照相關(guān)的規(guī)范步驟計(jì)算出擴(kuò)展不確定度。其次，由于測量檢定電能表時(shí)使用到了標(biāo)準(zhǔn)裝置，和不確定度的測量的檢定方法幾乎一致，所以也必須考慮到在不確定度的測量檢定過程中可能出現(xiàn)的各種影響因素。為了保證相關(guān)報(bào)告證書的清晰、準(zhǔn)確，在編寫和出示該證書時(shí)應(yīng)該把各項(xiàng)數(shù)據(jù)都一一列出。此外在計(jì)量檢定出租車的計(jì)時(shí)計(jì)價(jià)器時(shí)，僅僅從計(jì)價(jià)器的不同收費(fèi)時(shí)段這個(gè)角度進(jìn)行分析是不夠的，還必須整合各階段分散化的數(shù)據(jù)值，把這些數(shù)據(jù)值合成標(biāo)準(zhǔn)的不確定度，進(jìn)而計(jì)算出擴(kuò)展不確定度，并且合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度都應(yīng)該包含在測量報(bào)告中，根據(jù)計(jì)時(shí)器的使用誤差值計(jì)算得出實(shí)測使用誤差，給出相應(yīng)的誤差表達(dá)式。綜上所述不難發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用不確定度測量，能夠?qū)ο到y(tǒng)裝置復(fù)雜的計(jì)量檢定提供多個(gè)參量，保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
雖然，我國的電子衡器產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展的通道，產(chǎn)品也開始有了質(zhì)的變化。無論是產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)還是制造水平，都有了跨越式的進(jìn)展，已經(jīng)開始設(shè)計(jì)并制造運(yùn)行快、計(jì)量準(zhǔn)確、精密度高的各類電子衡器。不過與發(fā)達(dá)國家相比較，無論是技術(shù)層面、規(guī)模、品種等諸多方面還是有著不小的差距，特別是在*穩(wěn)定性、度、可靠性等方面有待提高。
參考文獻(xiàn)：
[1]孫玉玖，王琳，陳志忠.標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)測量不確定度分析[j].航空計(jì)測技術(shù)，1999(06).
[2]肖紅.溫度儀表檢定裝置測量不確定度分析[j].工業(yè)計(jì)量，1999(06).
[3]于洋.統(tǒng)一衡器分類方法淺議[j].企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化，2008(18).
[4]施昌彥.談?wù)剅76—非自動衡器建議[j].現(xiàn)代測量與實(shí)驗(yàn)室管理，1993(06).
[5]王家麗，王振文，李翠梅.關(guān)于非自動衡器建議的修訂和再版[j].衡器，2004(06).
[6]馬宜萍.非自動衡器的分類及檢定[j].企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化，2007(08).
作者：單鵬飛 季華 來源：價(jià)值工程 2014年34期