《計量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)報告》是建立計量標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)性文件,如何正確撰寫技術(shù)報告是計量工作者必須熟悉掌握的內(nèi)容之一。它既是建標(biāo)和考核工作的需要,也是管理和檢定工作的需要。近年來,我們組織對軍隊百余家醫(yī)學(xué)計量技術(shù)機構(gòu)600多項計量標(biāo)準(zhǔn)進行了考核,通過對大量《技術(shù)報告》的審核,發(fā)現(xiàn)撰寫中的不少問題,下面僅在此剖析部分常見錯誤與大家交流。
依據(jù)國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB/J 2749-1996《建立計量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)報告的編寫要求》和國家計量技術(shù)規(guī)范JJF1033-2001《計量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》,是正確撰寫技術(shù)報告的前提和基礎(chǔ)。只有掌握正確的編寫方法,才能準(zhǔn)確的反應(yīng)測量標(biāo)準(zhǔn)的不確定度。
1 常見概念性錯誤
不確定度是基于方差的正平方根所得,它是一個可求的、定量的、不帶正負號的量值,而在《技術(shù)報告》中卻經(jīng)常出現(xiàn)正負號,這是典型的概念錯誤;其二,準(zhǔn)確度是一個定性的概念,不可能準(zhǔn)確地確定其值,就如同不可能知道被測量的真值一樣,只能用高、低或幾等、幾級來表述,而有的《技術(shù)報告》出現(xiàn)了諸如“準(zhǔn)確度為11%”,“準(zhǔn)確度<±0.1V”等錯誤。
2 不確定度的正確表示
計量標(biāo)準(zhǔn)性能主要是說明整套計量標(biāo)準(zhǔn)裝置的主要技術(shù)指標(biāo):包括參數(shù)、測量范圍、測量不確定度等。該欄的編寫,爭議的主要問題:是以擴展不確定度表示,還是以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度表示?我們認為,在報告基本常數(shù)、基本的計量學(xué)研究以及復(fù)現(xiàn)國際單位制單位的國際比時,用合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc;在表示測量結(jié)果的不確定度時應(yīng)用擴展不確定度U。因此,本欄應(yīng)用擴展不確定度U表示。
3 計且標(biāo)準(zhǔn)器具及主要配套設(shè)備
撰寫《建標(biāo)報告》時普遍存在的問題集中反映在準(zhǔn)確度、最大允許誤差極限和構(gòu)成計量標(biāo)準(zhǔn)的測量不確定度等概念混淆。
測量準(zhǔn)確度表示測量結(jié)果與被測量真值之間的一致程度,是一個定性概念,不能定量表示,所以不能帶“±”號。
測量器具的最大允許誤差定義即技術(shù)規(guī)范、規(guī)程中規(guī)定的測量器具的允許誤差極限值,又稱為允許誤差極限或允許誤差限。它是人們規(guī)定的測量器具的技術(shù)指標(biāo),是對某種型號產(chǎn)品規(guī)定的示值誤差允許范圍。允許誤差極限有上限和下限,通常為對稱限,所以用量值表示時應(yīng)有“±”號。
測量不確定度:表征合理的賦予被測量之值的分散性.與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。當(dāng)不確定度定量表示時,應(yīng)說明是擴展不確定度還是合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度,用U或uc區(qū)分。在單獨定量給出不確定度時,其數(shù)值前不應(yīng)加“±”。因為測量不確定度是標(biāo)準(zhǔn)偏差或標(biāo)準(zhǔn)偏差的
倍數(shù),而標(biāo)準(zhǔn)偏差是沒有正負號的。測量不確定度說明了置信水平區(qū)間的半寬度,就此意義也不能帶正負號。
所以,在測量的準(zhǔn)確度、允許誤差極限、測量不確定度三個概念中,只有在用允許誤差極限定量表示時可以加正負號。
4 環(huán)境條件的正確表述
此欄編寫問題很多,主要表現(xiàn)在以下幾個方面。例如:溫度22℃、相對濕度46%。表面看起來符合檢定規(guī)程的要求,實際上兄達不到的。再高級的工作場所也不可能恒溫、恒濕到如此嚴(yán)格的程度。而檢定規(guī)程也沒有規(guī)定到某一溫度、某一濕度點上,它是規(guī)定在一定的范圍內(nèi)。環(huán)境條件“要求”應(yīng)根據(jù)檢定規(guī)程填寫;“實際情況”應(yīng)填寫一年內(nèi)工作條件下的變化范圍。例如:檢定溫度,規(guī)程要求(20±5)℃,實際情況可填寫(20±4)℃;檢定時相對濕度,規(guī)程要求≤80%,實際情況可填寫≤75%。這樣填寫比較符合要求。
5 計量標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定
這一欄的編寫主要存在以下幾方面的問題。
(1)在分析測量不確定度的來源時,應(yīng)充分考慮各項不確定度分量的影響,不漏項,不重復(fù)。目前《技術(shù)報告》中主要是漏項問題。
(2)在標(biāo)準(zhǔn)偏差、測量不確定度計算中有的帶“±”號,我們認為是錯誤的。按貝塞爾公式計算的實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差時,開方后不能帶“±”號。數(shù)學(xué)中的平方根,是有正負號的,例如 =±6。但是在標(biāo)
準(zhǔn)偏差計算中,開方后的值只取正平方根,原因在于標(biāo)準(zhǔn)差表示的是誤差的分散性,而分散性所給出的是一個區(qū)間或理解為一個范圍,作為物理量的區(qū)間的大小,用負值是沒有意義的。這就是實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差只能取正值的理由,這也是測量不確定度只有正值而不存在負值的原因。
6 計量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性考核
(1)在計量標(biāo)準(zhǔn)重復(fù)性考核中“被測量或被檢測器具”的選取原則:對測量數(shù)據(jù)的影響盡可能的小。所以要求被測量設(shè)備首先應(yīng)保證有足夠的分辨力來反映計量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性變化,同時要求其性能相對于標(biāo)準(zhǔn)裝置是穩(wěn)定的,否則得到的將不是標(biāo)準(zhǔn)裝置而是被測量設(shè)備的重復(fù)性指標(biāo)。
(2)正確理解對測量重復(fù)性方法的描述
在進行計量標(biāo)準(zhǔn)重復(fù)性評估時,受兩方面因素制約:一是計量標(biāo)準(zhǔn)的測量一致性,另一方面就是“被測量或被檢測器具”的測量一致性.但它不可避免地將被帶人標(biāo)準(zhǔn)的測量不確定度中。要求選用的“被測量或被檢測器具”性能穩(wěn)定,此時不能單純理解“穩(wěn)定”一詞。因為它本身就是一個相對的概念,應(yīng)理解為“被測量或被檢測器具”的性能相對于計量標(biāo)準(zhǔn)性能穩(wěn)定。因為此時所獲得的數(shù)據(jù)反映的是計量標(biāo)準(zhǔn)和測量設(shè)備共同的測量的一致性,有時雖然“被測量或被檢測器具”的性能很穩(wěn)定,輸出值和測量值幾乎沒有什么變化,但其分辨力很低,或其顯示位數(shù)較少,它的測量數(shù)據(jù)已無法反映標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備
的末位或末幾位數(shù)變化,導(dǎo)致計量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性帶來的標(biāo)準(zhǔn)偏差相對于“被測量或被檢測器具”可忽略不記,此時所得到的標(biāo)準(zhǔn)偏差其實只是測量設(shè)備的重復(fù)性反映,而不是計量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性,從而導(dǎo)致錯誤的評定。
7 計量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性考核
對于新建標(biāo)準(zhǔn)不但要考核計量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性,同時也要考核其穩(wěn)定性,證明其所復(fù)現(xiàn)的量值穩(wěn)定可靠,方可申請建立計量標(biāo)準(zhǔn)。
計量標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定性的考核,關(guān)鍵是選取穩(wěn)定性好的被測件(例如,核查標(biāo)準(zhǔn))。復(fù)查時,可采用檢定證書數(shù)據(jù)計算。無條件時,也可委托上級技術(shù)機構(gòu)做。
對于測量儀器,尤其是計量標(biāo)準(zhǔn)或某些實物量具,穩(wěn)定性是重要的計量性能之一,示值的穩(wěn)定性是保證量值準(zhǔn)確的基礎(chǔ)。產(chǎn)生不穩(wěn)定的因素很多,如元器件的老化,零部件磨損以及使用、儲存、維護工作不仔細所致。測量儀器進行的周期檢定,就是對其穩(wěn)定性的一種考驗。穩(wěn)定性也是科學(xué)合理地確定檢定周期的重要依據(jù)之一。所以我們所建的各項標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)常年進行穩(wěn)定性考核,并且要有詳細的跟蹤記錄。
8 測且不確定度的驗證
此欄是指對所評定的不確定度合理性、正確性的檢驗。有的編寫者不明白這一欄是干什么的,也不知道驗證的結(jié)果和誰去比較。有的與合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度去比,而不是與擴展不確定度去比較。測量不確定
度驗證的原理是:用標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定一被測量,得出檢定結(jié)果Y,然后再由高一級的標(biāo)準(zhǔn)再檢定這一被測量,得出檢定結(jié)果y。,兩者之差的絕對值|y-yo|必須落在所評定的擴展不確定度U內(nèi)。如果測量不確定度的驗證不合格,應(yīng)從多方面分析原因,必要時應(yīng)重新進行不確定度的評定。
建標(biāo)報告主要包括:
一 測量標(biāo)準(zhǔn)概述:
1 建立測量標(biāo)準(zhǔn)的目的,意義和用途
2 測量標(biāo)準(zhǔn)裝置的組成和工作原理
3 測量標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)方法和規(guī)程
二 測量標(biāo)準(zhǔn)的性能
三構(gòu)成測量標(biāo)準(zhǔn)的測量器具范圍及配套設(shè)備
四 檢定人員
五 校準(zhǔn)環(huán)境
六 測量不確定度的評定
七 測量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性
八 測量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性
九 測量結(jié)果的不確定度的驗證
十 結(jié)論。
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