量值溯源和检测数据的处理Value Traceability and Processing of Detection Data

胡飞月

摘要：此文介绍了检测数据处理对检测结果的影响，结合在检测中的事例，对如何在检测中提高检验结果的准确性进行了探讨。

关键词：检测数据的处理；误差；量值溯源；不确定度

0    引言

随着自行车和电动自行车产业的发展，越来越多的质量检验机构涉足该领域。无论是作为能否进入市场的依据，还是在保护消费者权益方面作为执法的依据，检测结果的准确性和可靠性均是至关重要的因素，对受检企业尤为如此。影响检验结果正确性和可靠性的因素很多，包括人员、设施和环境条件、检测方法、设备、测量的溯源性、抽样、检测物品的处置等。本文仅就检测数据的处理和检测设备的量值溯源及检测方法等方面的不完善，有可能对检测结果造成的差异，由此产生的纳伪或拒真的风险，以及如何保证正确的量值溯源和科学的数据处理进行探讨。

1    问题的提出

在检测工作中，我们常常会遇到以下问题。

a.在链条破坏拉力试验中，同批的链条亦存在拉断力的差异。GB 3565—2005《自行车安全要求》规定链条最低破坏拉力为8 010 N[1]，GB/T 12742—1991《自行车检测设备和器具技术条件》规定拉力试验机的负荷精度为+1%（实则为误差+1%）[2]。即在8 000 N时，试验机的示值误差为+80 N。假设检测时链条的破坏拉力在7 920 N～8 080 N的范围内，具体某链条检测结果是7 960 N，是否可将该链条判断为不合格，而如果是8 040 N就将该链条判定为合格呢？

b.电动自行车的最高车速在国家标准中规定应不大于25 km/h，假定检测结果为25.4 km/h，我们判定其为超速是否正确呢？我们是否可以“四舍五入”将其判为合格呢？

这些所谓临界值的检测结果数据的处理，涉及合格与否的判定，几乎在所有限定值检测中都存在。

2    检测数据的处理

在检测中，测得的结果与被测量的实际数值（或称真值）总会存在一定的差别，这种差别被称为测量误差。测量误差的来源有多个方面，按其性质分为随机误差和系统误差两类。随机误差可通过多次测量取平均值的方法来趋近于真值，而系统误差的一部分可以由校准提供的修正值进行修正。

检测数据的处理经常涉及的有3个方面，数字修约、检测结果修正和测量不确定度報告。

2.1    保留位数和数字修约

在数据处理时，我们应遵从检测最终结果保留位数和数字修约的有关规定。众所周知，检测最终结果的位数应符合技术标准的要求，即标准中所规定的位数。

目前，部分检验机构对在实验测试和计算中得出的各种数值，仍使用传统“四舍五入”数值修约法进行数值修约，甚至存在连续“四舍五入”的错误。国家标准GB/T 8170—2008《数值修约规则与极限数值的表示和判定》规定，按“四舍六入五”考虑进行数值修约。即若舍去部分大于保留末位的0.5则末位加1；若舍去部分小于保留末位的0.5则末位不变；若舍去部分等于保留末位的0.5，当末位为奇数时则末位加1，当末位为偶数时则末位不变[3]。

我们采用上述规则可解决诸如“最高车速25.4 km/h”“整车质量（重量）55.4 kg”带来的问题。

但有时一些数据处理的结果容易令人产生困惑。如GB 3565规定车轮的圆跳动量为2 mm，如果用百分表测试结果为0.44 mm，则修约后为0 mm。这个“0”的出现有些让人难以接受，好像是不可能的。如标准将2 mm规定为          2.0 mm即可解决此类问题。

2.2    检测结果修正

用百分比表示的测量仪器的误差一般指“测量仪器的示值对应输入量的约定值之差”，即示值误差。这个误差是仪器在量程范围内均能满足的准确度。而对应于每一个测量值的误差则应通过检定或校准才能获得。正因为如此，测量用仪器必须经过检定或校准。

例如，当我们通过计量检定或校准得知某台拉力试验机在标准值8 000 N时的示值是8 060 N，误差是+60 N，那么该示值的修正值即为-60 N。如使用该试验机进行链条拉断力实验时的破坏拉力为8 020 N，经修正后为7 960 N，我们就可以对该链条做出不合格的判定。

若通过计量检定或校准得知某台拉力试验机在标准值     8 000 N时的示值是 7 940 N，误差是-60 N，那么该示值的修正值即为+60 N。如使用该试验机进行链条拉断力实验时的破坏拉力为7 960 N，经修正后为8 020 N，似乎我们就可以对该链条做出合格的判定了。

上述在检定或校准中的所谓标准值是指准确度比被测仪表高3～5倍的标准仪表测得的数值。对于拉力试验机来讲，该标准仪表一般为精度0.3%的测力环。所以拉力试验机的标准值仍存在+3%的误差，即8 000 N仍有24 N的误差存在，所以对于修正后的8 020 N的临界值的判定不能做出合格判定，仍应进一步进行不确定度的分析。

2.3    不确定度报告

国家实验室认可委员会有关文件规定，当检测是为了将结果与限定值进行比较而不是测量一个特定值时，必须评定不确定度。而上述不能做出合格与否判定的检测结果也需要进行不确定度的评定，并形成报告。

测量不确定度被定义为：“与测量结果关联的一个参数，用于表征合理赋予被测量的值的分散性。”不确定度的实质是将各种误差——随机误差、系统误差等——综合而成的一个区间值。如果不确定度过大，则说明检测水平低下。不确定度应通过努力提高检测能力来缩小。缩小不确定度的途径是充分利用修正值进行修正。故此要求在计量检定或校准时，相关人员给出关键点的检定或校准数值。

当我们通过A类评定、B类评定并做出扩展不确定度评定后，再按照CNAL/AR12：2003《评审和报告符合规范的规则》评价，即可对临界值做出合理的判定了。

由于不确定度的评定需要较多文字叙述，限于篇幅不再赘述。

3    检测设备的量值溯源

中国实验室国家认可委员会在《检测和校准实验室认可准则》中规定了对认可实验室能力的要求，其中规定“当使用外部校准服务时，应使用能够证明资格、测量能力和溯源性的实验室的校准服务，以保证测量的溯源性。由这些实验室发布的校准证书应包括测量不确定度和/或符合确定的计量规范声明的测量结果”。满足本准则要求的校准实验室即被认为是有资格的。由依据本准则认可的校准实验室发布的带有认可机构标志的校准证书，是校准服务报告的校准数据溯源性的充分说明。

目前，在检测设备制造方面，由于资质管理的不完善，一些既无计量器具制造许可，又无国家授权的检测设备器具的制造商，炮制了各式各样的检测或测试报告。这些报告未包括测量不确定度和符合确定的计量规范声明的测量结果，不能够充分说明其量值溯源性。中国实验室国家认可委员会在新编教材中就明确指出了计量校准机构对检测设备出具的所谓“检测报告”是不适宜的。检测设备的使用单位从这样的报告中得到的，仅是根据使用说明书中的指标或参数所提供的一些单纯的测量数据，无法获知其是否将必要的量值完全覆盖，也无法获知测量结果的可信度。

所以计量检定或校准必须根据国家或部颁计量检定或校准規程进行。只有经过授权的计量检定机构出具的计量检定或校准证书，才能呈现测量仪器对测量结果的影响程度，并保证检测数据的准确、可靠。

4    小结

本文探讨了如何通过满足规定的检测数据处理和正确的量值溯源来提高检测能力的途径。本文希望通过该途径，能够为产品提供一个科学、准确的检验结果和正确、可信的判定。提高的有效途径还有很多，我们将继续共同探讨，以促进产业的进步。

参考文献：

[1] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.自行车安全要求：GB 3565—2005/ISO 4210：1996[S].北京：中国国家标准化管理委员会，2005：5.

[2] 中华人民共和国国家技术监督局.自行车检测设备和器具技术条件：GB/T 12742—1991[S].上海：全国自行车标准化中心，1991：3.

[3] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.数值修约规则与极限数值的表示和判定： GB/T 8170 —2008 [S].北京：中国国家标准化管理委员会，2008：7.