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計(jì)量地磅標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性試驗(yàn)與不確定度的關(guān)系探討

根據(jù)《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》中的相關(guān)要求，在計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核的過程中，必須要給出檢定或者校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度，并且需要用于所有的同類檢定或者校準(zhǔn)結(jié)果中?；诖耍髾z測(cè)人員必須按照相關(guān)的規(guī)定要求開展工作，做好計(jì)量地磅標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性試驗(yàn)，并且把握實(shí)驗(yàn)與不確定度之間的關(guān)系。本文就以此為中心，結(jié)合工作實(shí)際，對(duì)這一問題進(jìn)行詳細(xì)的分析論述。

所謂計(jì)量地磅檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置的重復(fù)性試驗(yàn)，指的就是在相同的檢定條件下，多次重復(fù)對(duì)統(tǒng)一個(gè)被測(cè)物體的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，計(jì)量地磅鑒定標(biāo)準(zhǔn)裝置提供相近的檢定結(jié)果的能力，具體來講包括相同的計(jì)量檢定程序，相同的計(jì)量檢定人員，以及在相同的環(huán)境條件下，利用相同的計(jì)量地磅鑒定標(biāo)準(zhǔn)和被檢定的對(duì)象。除此之外，檢定過程中，必須在同一地點(diǎn)，短時(shí)間內(nèi)對(duì)被檢定物體進(jìn)行重復(fù)測(cè)量?！队?jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》中規(guī)定,需要定期對(duì)計(jì)量檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行重復(fù)性實(shí)驗(yàn)，以此來保證計(jì)量地磅鑒定標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定結(jié)果的不確定性可以更好地滿足規(guī)范的相關(guān)要求。下面本文就計(jì)量地磅標(biāo)準(zhǔn)重復(fù)性實(shí)驗(yàn)和不確定度之間的關(guān)系問題從多個(gè)方面進(jìn)行具體的分析論述。

一、計(jì)量地磅標(biāo)準(zhǔn)重復(fù)性實(shí)驗(yàn)檢定方法分析

要想更好地分析計(jì)量地磅標(biāo)準(zhǔn)重復(fù)性試驗(yàn)以及不確定度的關(guān)系，就必須首先明確重復(fù)性的含義?！锻ㄓ糜?jì)量術(shù)語及定義》中，對(duì)于重復(fù)性給出了兩個(gè)相關(guān)的術(shù)語，即測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性以及測(cè)量儀器的重復(fù)性。

所謂測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性，就是在重復(fù)測(cè)量的條件之下，對(duì)于同一個(gè)被測(cè)量的對(duì)象進(jìn)行多次連續(xù)地測(cè)量，所得到的結(jié)果之間具有的一致性。而測(cè)量儀器的重復(fù)性，就是指在相同的測(cè)量條件之下，對(duì)同一個(gè)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行重復(fù)多次測(cè)量的時(shí)候，測(cè)量儀器能夠提供相近值的一種能力。無論是測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性，還是測(cè)量儀器的重復(fù)性，都規(guī)定了要用測(cè)量的實(shí)際結(jié)果或者顯示值的分散性定量地表示，也就是說要用多次重復(fù)測(cè)量結(jié)果的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行表示。

但是，在實(shí)際測(cè)量應(yīng)用的過程中，并不需要認(rèn)真地去區(qū)分測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性以及測(cè)量儀器的重復(fù)性二者的定義，因為測(cè)量儀器的顯示值也是測(cè)量結(jié)果的一種表現(xiàn)形式。所以說,所有的重復(fù)性都是測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性，只不過是測(cè)量的過程中考慮重點(diǎn)的不同而已。

而版本的《通用計(jì)量術(shù)語及定義》當(dāng)中，又提出了測(cè)量精密度這一概念 ，其具體指在規(guī)定的條件之下，對(duì)同一個(gè)或者類似的被測(cè)對(duì)象進(jìn)行重復(fù)測(cè)量，所得到的示值或者測(cè)量值間的一致程度，并且精密度能夠用標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行表示。所以說，精密度實(shí)際上就是舊版本《通用計(jì)量術(shù)語及定義》當(dāng)中的重復(fù)性。

計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)重復(fù)性的實(shí)驗(yàn)方法，就是需要在規(guī)定的條件下，用被考核的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)常規(guī)的被測(cè)對(duì)象進(jìn)行 N 次獨(dú)立且重復(fù)的測(cè)量，一般情況下，N 不能少于 10 次，得出測(cè)量的結(jié)果,之后再利用貝塞爾公式進(jìn)行計(jì)算，得出zui終的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差.本文以具體的案例對(duì)重復(fù)性試驗(yàn)檢定的方法進(jìn)行論述。如交直流電流表的標(biāo)準(zhǔn)裝置，按照《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》中的相關(guān)要求以及規(guī)定的具體檢定條件，需要對(duì)量程為  的電流表電流參數(shù)進(jìn)行 10 次重復(fù)且獨(dú)立的測(cè)量，以此得到實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)，之后再利用公式進(jìn)行相應(yīng)地計(jì)算。

通過對(duì)該電流表進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)，得出的數(shù)據(jù)分別為5.0019A、5.0039A、5.0041A、5.004、5.0017A、5.0054A、5.0032A、5.0023A、5.0049A 以及5.002。利用貝塞爾公式對(duì)這些檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而得出單次實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差，也就是計(jì)量衡器鑒定標(biāo)準(zhǔn)裝置的重復(fù)性.

在計(jì)算的過程中，需要明確重復(fù)測(cè)量的次數(shù)，測(cè)量值的算術(shù)平均值，這樣才能夠得到計(jì)量檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置的重復(fù)性數(shù)值。需要注意的是，對(duì)于能夠計(jì)量檢定多個(gè)參數(shù)的計(jì)量檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置，則需要對(duì)每個(gè)技術(shù)參數(shù)值進(jìn)行多次重復(fù)性的檢定。

二、計(jì)量地磅標(biāo)準(zhǔn)重復(fù)性實(shí)驗(yàn)的具體要求分析

計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性規(guī)定需要用多次重復(fù)測(cè)量結(jié)果的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行表示。通過貝塞爾公式得出，計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性是各個(gè)單次測(cè)量結(jié)果的隨機(jī)誤差估計(jì)值的方均根值。所以說，計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性，實(shí)際上是反映了在具體測(cè)量的過程中，所有的隨機(jī)效應(yīng)對(duì)實(shí)際測(cè)量結(jié)果影響的大小，同時(shí)也是測(cè)量結(jié)果一個(gè)重要的不確定度來源。

一般情況下，計(jì)量地磅鑒定標(biāo)準(zhǔn)裝置，在新建標(biāo)的時(shí)候，重復(fù)性測(cè)量指標(biāo)較好。但是，隨著時(shí)間的推移，設(shè)備的使用頻率提高，或多或少會(huì)出現(xiàn)一定的損耗。因此說，在檢定的時(shí)候較之于開始就會(huì)有一定的差異，計(jì)量檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置的重復(fù)性也會(huì)發(fā)生一定的變化。在這種情況下，繼續(xù)進(jìn)行檢定，就需要遵循一定的重復(fù)性試驗(yàn)要求。

《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》中有明確的要求，即對(duì)于已經(jīng)建立起計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的，需要至少每年進(jìn)行一次重復(fù)性測(cè)量工作，如果說在一年時(shí)間內(nèi)，測(cè)量所得到的重復(fù)性數(shù)據(jù)小于或者等于新建標(biāo)準(zhǔn)時(shí)所采用的重復(fù)性，那么就能夠判定重復(fù)性符合要求；但是，如果實(shí)際測(cè)得的重復(fù)性大于當(dāng)初新建標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的重復(fù)性數(shù)據(jù)，那么就需要按照新測(cè)量的重復(fù)性進(jìn)行操作，同時(shí)需要對(duì)檢定結(jié)果的不確定性進(jìn)行修改。

例如，在重新檢定的過程中，計(jì)量檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置當(dāng)中的主要技術(shù)參數(shù)發(fā)生了變化；同時(shí)，計(jì)量檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置中，主要的部件出現(xiàn)故障，通過維修更換新配件，在這種情況下，就需要重新進(jìn)行重復(fù)性實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)，獲取新數(shù)據(jù)，要根據(jù)新數(shù)據(jù)修改以往數(shù)據(jù)，并且需要將修改之后的重復(fù)性數(shù)據(jù)當(dāng)作是下次重復(fù)性測(cè)量是否合格的主要依據(jù)。

三、科學(xué)選擇實(shí)驗(yàn)測(cè)量對(duì)象

在計(jì)量地磅標(biāo)準(zhǔn)考核的過程中，根據(jù)測(cè)量結(jié)果的不確定度的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)要求，必須要科學(xué)地選擇重復(fù)性實(shí)驗(yàn)的測(cè)量對(duì)象。具體來講，在選擇實(shí)驗(yàn)測(cè)量對(duì)象的時(shí)候，需要選擇常規(guī)的被檢測(cè)對(duì)象，也就是要選擇那些性能是大多數(shù)被測(cè)對(duì)象都能夠達(dá)到的對(duì)象，這樣才能夠更好地進(jìn)行檢測(cè)工作。

如果說，在對(duì)象選擇的過程中，選擇的被測(cè)對(duì)象相對(duì)穩(wěn)定，那么在實(shí)際檢定的過程中，其結(jié)果對(duì)于重復(fù)性的影響就會(huì)降低?？梢哉f，重復(fù)性實(shí)驗(yàn)是計(jì)量檢定中一個(gè)不確定度的主要來源，要想更好地分析計(jì)量衡器標(biāo)準(zhǔn)重復(fù)性實(shí)驗(yàn)和不確定度的關(guān)系，就必須要做好重復(fù)性實(shí)驗(yàn)，就需要根據(jù)具體的要求科學(xué)選擇實(shí)驗(yàn)的對(duì)象。

在實(shí)驗(yàn)的過程中，如果說被檢測(cè)對(duì)象的不穩(wěn)定性造成重復(fù)性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)不穩(wěn)定性的時(shí)候，那么將會(huì)直接影響到計(jì)量檢定結(jié)果的不確定度。但是，在計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核的過程中，要求給出的是能夠用于所有同類被測(cè)對(duì)象的計(jì)量檢定結(jié)果的不確定度，或者校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度，這種影響將會(huì)造成數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確性，影響到計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際考核。除此之外，需要注意在滿足檢定規(guī)程，或者校準(zhǔn)規(guī)范的條件下，對(duì)于一臺(tái)合格的被測(cè)對(duì)象而言，在實(shí)際檢定的過程中，就需要盡可能對(duì)其zui大計(jì)量檢定結(jié)果的不確定度進(jìn)行評(píng)定。

四、計(jì)量地磅檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置、重復(fù)性以及不確定度的關(guān)系分析

上文中已經(jīng)指出，在進(jìn)行重復(fù)性測(cè)量的過程中，得到的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差，是計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)地磅檢定結(jié)果中一個(gè)不確定度的主要來源，通常情況下，根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程中測(cè)得的重復(fù)性數(shù)據(jù)，就能夠得出計(jì)量檢定結(jié)果的不確定度分量。例如，在交直流電流表、電壓表以及功率表標(biāo)準(zhǔn)裝置當(dāng)中，其中對(duì)電流表、電壓表和功率表的電參數(shù)進(jìn)行重復(fù)性實(shí)驗(yàn)，得出的數(shù)據(jù)就是一個(gè)不確定度分量。但是，如果說交直流電流表、電壓表以及功率表的有限分辨率對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響的時(shí)候，就會(huì)影響到其他的測(cè)定結(jié)果。如果在這個(gè)過程中，交直流電流表、電壓表或者功率表的測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)不確定度的時(shí)候，如果不考慮分辨率的影響因素，那么評(píng)定出來的實(shí)際測(cè)量結(jié)果的不確定度將會(huì)偏小。因?yàn)楸粶y(cè)對(duì)象的實(shí)際分辨率較差，這樣就會(huì)造成重復(fù)性測(cè)量過程中，得到的各個(gè)測(cè)量結(jié)果較為接近，這樣在計(jì)量檢定結(jié)果的不確定度評(píng)定的過程中，就需要利用分辨率來代替重復(fù)性分量。

例如，在對(duì)電流表進(jìn)行檢定或者校準(zhǔn)的過程中，被檢定的電流表滿度值為 100 格 ，zui小分度值為1 格，那么被檢定電流表的分辨率就是 0.1 格，滿刻度電流為  的時(shí)候，電流表對(duì)應(yīng)的電流分辨率就是 0.00。因此說，在計(jì)算檢定的結(jié)果，以及不確定度區(qū)間半寬都是 0.00，按照均勻分布進(jìn)行處理，進(jìn)而得出具體的檢定數(shù)據(jù)結(jié)果。

在計(jì)量地磅標(biāo)準(zhǔn)重復(fù)性實(shí)驗(yàn)的過程中，對(duì)于能夠用于檢定，或者校準(zhǔn)多個(gè)參數(shù)的計(jì)量地磅檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置，則在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中就需要對(duì)每個(gè)參數(shù)進(jìn)行重復(fù)性的實(shí)驗(yàn)測(cè)量，得出具體的測(cè)量檢定數(shù)據(jù)。而對(duì)于同一個(gè)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置，則能夠在其*的范圍之內(nèi)進(jìn)行檢定或者進(jìn)行校準(zhǔn)不同準(zhǔn)確度等級(jí)的被測(cè)對(duì)象時(shí)，因?yàn)椴煌瑴?zhǔn)確度等級(jí)的被測(cè)對(duì)象，其重復(fù)性會(huì)各不相同。所以說，對(duì)應(yīng)的檢定結(jié)果或者校準(zhǔn)的結(jié)果不確定度的數(shù)值會(huì)不相同，在實(shí)際過程中必須分別進(jìn)行，不能夠混淆，這樣就會(huì)影響到實(shí)際的檢定數(shù)據(jù)結(jié)果以及不確定度的數(shù)值結(jié)果。

五、結(jié)語

計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)是量值傳遞的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可以說，量值傳遞的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到計(jì)量監(jiān)督工作的實(shí)施，為了保證這一工作的有序進(jìn)行，就必須進(jìn)行重復(fù)性實(shí)驗(yàn)，保證所得結(jié)果的不確定度要滿足相關(guān)規(guī)定的要求。本文就以此為中心，結(jié)合自身工作實(shí)際，對(duì)計(jì)量地磅標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)與不確定度的關(guān)系問題從四個(gè)主要方面進(jìn)行了分析論述，希望通過本文的論述能夠?qū)窈蟮墓ぷ髌鸬揭欢ǖ膸椭饔谩?/span>