校准结果测量不确定度评定的简化途径和方法

代晓婷

晋中市太谷区质量技术监督检验测试所 山西晋中 030800

在校准行业所涉及到的不确定度主要指的是描述测量结果正确度的可疑程度。从具体的工作实践来看，校准结果测量不确定度与校准结果的可信度呈负相关，也就是说在测量的过程中不确定度越小，则测量结果的可信度越大。因此在整个校准的行业发展背景下，要尽可能的降低校准结果测量不确定度，从而确保最终校准结果测量的数据有效性。但在实际的计量行业，校准工作者对于被检测的物体进行校准无法将不确定度降为0，也就是说在校准的过程中或多或少存在着结果的可疑程度。

1 校准测量不确定度评定方法

在实际的工作领域，对于校准结果测量不确定度评定通常有A类和B类两种不同的测量评定方案。A类评定主要指的是在对于标准不确定度进行评定的过程中，采用了统计分析的方法，而该种评定出来的最终成果一般是用来分析测量的重复性，在实际的工作场合所应用到的不确定评定方法，通常有贝塞尔公式和极差法公式。对于具体的测量物品，在进行测量的过程中，重复条件下的规范测量要依托于A类评定的方法。测量次数较小时，一般采用极差法。但通常对于同一类型的物体进行测量的过程中要涉及到多个测量过程，因此在实际的工作领域及极差与贝塞尔公式相比，极差法有着不确定度增大的不足，因此在对物体进行不确定度评定的过程中通常会采用贝塞尔法。而在对于单一物体进行评定以及公式运用完成之后常见的处理情况有定时评定、合并样本标准差以及忽略重复性三种方案，根据不同的测量物体以及测量精确度所选择的处理方案也有所差异。

其次B类评定主要是对观测列进行非统计分析，从而估算标准不确定度。在该种评定方法的应用过程中需要涉及到大量的已知信息以及数据。在测量过程中会涉及到设备技术等的应用，而在对于不确定度进行评定的过程中，B类评定也需要考虑到仪器设备的准确度等极限误差等具体内容。B类评定在实际的工作场合往往是运用了估计的方法，而该种估计一般选择正态分布或均匀分布的处理办法。正态分布主要指的是已知的条件背景下最大允许误差导致的不确定度的具体数据，而均匀分布则主要指的是使用测量仪器或数字式仪表在工作状态下所允许的最大误差。两种不同的分布方案所依托的前提条件背景不同，而除了两种常见的正态以及均匀分布之外，其他的分布类型也有三角、梯形、两点等。在具体的测量评定过程中，最终所选择的评定方法会根据数据、仪器、实际需要、最终结果精确度等多样化的考量来综合考虑。

2 不确定度的测量

在工作场合A类和B类评定方法虽然有方法上的差异，但无论采取哪种方法，最终形成的不确定性评定都有着可靠的依据。而为了保障整体校准测量结果的准确性，在测量的过程中要采取一定的方案对于不确定度进行测量。从实际的工作环境来看，不确定度的测量主要有以下几种具体的要求。

2.1 不确定度分量的忽略原则

被检测物体有着不同的测量需求，而在测量过程中不确定度分量会导致不确定度增大。在实际的工作环境下，对于不确定度分量的忽略会导致不确定度的变小，同时也会影响到最终结果的精确性。与此同时，工作人员在标准结果不确定度评定的过程中要意识到整体的测量方法采用的是方差相加得到合成方差。因此面对被检测物体不确定度分量过小的实际情况，不确定度分量对于合成不确定度贡献极小的情况下，也对于最终的测试数据没有过大的影响，在实际的检测过程中可以忽略掉该部分的内容。在实际的工作过程中为了降低整体的工作难度，简化分析以及计算过程一般会选择忽略部分的不确定度分量，而不确定度分量一般指的是合成不确定度减少到不到1/10即可，但该组数据的确定也根据被检测物体有所差异，当遇到较为重要的校准环节时，其所设定到的不确定度减少可以控制到1/20。

2.2 相关性处理

在实际的测量环节，单一的物体测量及数据呈现涉及到多个影响因素，而当输入量之间有着较为明显的相关性时，在对数据进行处理的过程中则要考虑到相关性的处理问题。在整体的测试环节，输入量之间的相关系数可以以具体的数值来进行表示。而在校准测量的过程中，输入量之间的相关系数有着-1，0，1三个数值。根据实际的现场实验条件。在没有特殊情况下，输入量之间的相关系数一般等于零，但仍然存在着有着明显证据表明二者相关的特殊情况，当输入量之间存在强相关时，根据正相关或负相关的不同情况可以将相关系数取为1或者-1。面对存在着相关性的输入量，在进行测量不确定度分量的过程中所选择的计算方法则有所差异。一般情况下，测量会选择线性相加或相减的方式，而面临着不确定度分量相关的情况，所选用的计算方式可以通过线性相加进行合成，在与其他的不相关不确定度量分量采用方差和的方法进行合成，通过两个步骤的计算尽可能的提高测试结果的精确性。

2.3 测量不确定度的合成

在实际际测量领域，其最终的测量结果涉及到多个输入量，而为了确保整体计算数据的可靠性以及有效性，在合成标准不确定度的计算过程中必须根据一定的工作原则，严格根据工作流程操作。对于测量涉及到的多个输入量，在工作的过程中必须做到不遗漏，不重复任何一个测量输出量。

而面对输入量存在相关性的情况，要按照线性相加与方差和结合的办法进行计算，而当输入量彼此独立不相关时，则可以通过公式的运用（下图）来提高整体的计算效率。

3 结语

在实际的测量领域校准结果，测量结果始终存在着一定的不确定性，而测量不确定度的评定是影响测量结果的关键，因此为了尽可能的降低测量不确定度，相关工作人员要通过不确定度分量的忽略原则，运用相关性的处理，以及测量不确定度的合成来保证结果数据的可靠性。