CNAS認(rèn)證計(jì)量確認(rèn)中如何對(duì)校準(zhǔn)證書結(jié)果的不確定度進(jìn)行確認(rèn)
2018-09-03
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在ISO/IEC導(dǎo)則中要求:在實(shí)驗(yàn)室中, 必須包含關(guān)于評(píng)定和校準(zhǔn)不確定度的說明。ISO9001質(zhì)量體系認(rèn)證中, 提出在設(shè)備要使用時(shí)需要保證不確定度。說明國家對(duì)不確定度的使用是有明確規(guī)定的, 因此, CNAS認(rèn)證測量結(jié)果和不確定度在科學(xué)技術(shù)里的密切關(guān)系體現(xiàn)在:不確定度的大小表示測量設(shè)備質(zhì)量和測量結(jié)果是否有用。
1校準(zhǔn)證書中不確定度的理解與確認(rèn)
假設(shè)查得被校溫濕度表的允差±1℃, 則0.5℃/2℃>1/3, 所以判定示值誤差校準(zhǔn)值-0.2℃不可采信, 不能使用, 校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)所用校準(zhǔn)方法的不確定度不滿足我們的要求, 就必須要求校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)更換校準(zhǔn)方法重新校準(zhǔn)。此時(shí)雖然示值誤差校準(zhǔn)值-0.2℃在允差±1℃之內(nèi), 但判定被校溫濕度表合格是無效的, 因?yàn)樾?zhǔn)值-0.2℃不可信, 使用它時(shí)具有不可承受的誤判風(fēng)險(xiǎn), 測量工程極不安全。說明或許不宜全信:
1.校準(zhǔn)不同于檢定, 本身沒有判定合格的法定任務(wù), 如果相應(yīng)的校準(zhǔn)規(guī)范沒有明確規(guī)定, 校準(zhǔn)結(jié)果的測量不確定度應(yīng)該不受小于被校儀器MPE的三分之一的禁止性限制, 只要小于被校儀器MPE的二分之一, 校準(zhǔn)結(jié)果就有一定的應(yīng)用價(jià)值;
2.基于此說明中的校準(zhǔn)結(jié)果及MPE, 完全可以判定被校儀器合格!——因?yàn)樾?zhǔn)結(jié)果表明:示值誤差有95.4%的可能性落在-0.7℃~+0.3℃的范圍內(nèi), 誤判的幾率極小。
3.對(duì)于必須判定合格性的檢定工作, 事先確認(rèn)檢定結(jié)果的測量不確定度起碼應(yīng)該小于被檢定儀器MPE的三分之一 (或規(guī)范的具體要求) 當(dāng)然是必要的, 但這并不意味就能單憑檢定的示值誤差測得值可信的判定合格性!——依然會(huì)存在難以抉擇的模糊區(qū)!在此區(qū)域內(nèi), 只能遵從規(guī)定而放任風(fēng)險(xiǎn), 判定結(jié)果其實(shí)并不太可信。
2兩種不確定度的區(qū)別
計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的不確定度是指整套裝置的不確定度, 那么測量不確定度應(yīng)為使用這套標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定某一臺(tái)設(shè)備的測量結(jié)果的不確定度, 這時(shí)標(biāo)準(zhǔn)裝置的不確定度作為一個(gè)分類, 在評(píng)定過程中直接引用。
校準(zhǔn)證書上的測量結(jié)果不確定度是上一級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)在對(duì)我們的標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)過程中所引進(jìn)的。如果我們用自己的標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行測量時(shí), 要另外評(píng)定本次測量結(jié)果的不確定度。這是正確的
計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的不確定度是在檢定或校準(zhǔn)過程中由計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器所引入的不確定度JJF1033-2008中有規(guī)定。
測量結(jié)果的不確定度是測量過程中所有不確定度分量的合成。
3校準(zhǔn)證書示值誤差及其不確定度如何應(yīng)用
案例問題:一臺(tái)經(jīng)過計(jì)量單位校準(zhǔn)的測量儀器, CNAS認(rèn)證校準(zhǔn)證書給出示值誤差及其不確定度, 如何在此設(shè)備的測量過程中應(yīng)用?
舉個(gè)例子:
一把尺子, 經(jīng)校準(zhǔn)可知100cm處的示值誤差為-0.1cm, 不確定度U=0.01cm。
在使用該尺測量時(shí), 若測量結(jié)果顯示為100cm, 則報(bào)告結(jié)果是否為:
1.測量結(jié)果100- (-0.1) =100.1cm;
2.上述測量結(jié)果中尺子引入的U=0.01cm。
校準(zhǔn)證書示值誤差及其不確定度使用方法是:
首先要用給出的不確定度U=0.01cm, 判定示值誤差為-0.1cm的檢定結(jié)果值不值得你采信, 方法是用1/3原則。要查該尺的檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范, 看看最大示值誤差的允差是多少。
如果示值允差為±0.03cm或以上 (≥3U) , 比如說允差±0.05cm, 示值誤差測得值-0.1cm就值得采信, 就可將-0.1 c m檢定結(jié)果與允差±0.05cm相比較評(píng)判被檢尺是否合格。因?yàn)?0.1cm超出±0.05cm的允差范圍, 于是可判該尺不合格。
如果示值允差規(guī)定±0.03cm以下 (<3U) , 例如±0.02cm, 則-0.1cm這個(gè)檢定結(jié)果就決不能采信, 不能用來評(píng)判該尺子是否合格, 必須宣布檢定結(jié)果無效, 與檢定機(jī)構(gòu)溝通協(xié)商, 要求其更換檢定方法重新檢定。
(1) 注意:“cm”的計(jì)量單位對(duì)卡尺來說似乎過大, 我們先不管計(jì)量單位, 如果你的假設(shè)成立, 經(jīng)校準(zhǔn)卡尺100cm處的示值誤差為-0.01cm, 不確定度U=0.01cm, 卡尺最大允許誤差為0.05cm, 在使用該尺測量時(shí), 若測量結(jié)果顯示為100cm, 則:
1) 示值誤差是被檢參數(shù), 顯示值不是被檢參數(shù), CNAS認(rèn)證報(bào)告的測量結(jié)果應(yīng)該是示值誤差, 不是顯示值。如果要報(bào)告顯示值, 100cm處顯示值的測量結(jié)果是:測得值100.01cm, 擴(kuò)展不確定度為U=0.01cm。
2) 不確定度評(píng)定中, 考慮的“上級(jí)不確定U”就是5等量塊的測量不確定度, 卡尺示值誤差是輸出量, 是被測參數(shù), 卡尺最大允許誤差是對(duì)被測參數(shù)的計(jì)量要求, 不能考慮最大允許誤差。但卡尺讀數(shù)重復(fù)性和分度值將對(duì)示值誤差產(chǎn)生影響, 因此應(yīng)考慮重復(fù)性和分度值引入的不確定度分量。重復(fù)性和分度值引入的不確定度分量相互之間有重復(fù)的嫌疑, 因此應(yīng)該在兩者之中取大值。一般分度值引入的不確定度分量遠(yuǎn)大于重復(fù)性引入的不確定度分量, 因此只要考慮卡尺分度值引入的不確定度分量就可以了。
3) 測試結(jié)果不能寫成100+u, 或100.1+u (“u”為測量擴(kuò)展不確定) , 不確定度是評(píng)估測量結(jié)果可信性的參數(shù), 不是評(píng)估測量結(jié)果大小的參數(shù), 測量結(jié)果不能與其不確定度相加減。如1所述, 根據(jù)題意示值誤差是被測 (被檢) 參數(shù), 示值 (尺寸) 不是被檢參數(shù), “100cm處的示值誤差為-0.01cm”, 示值誤差的檢定結(jié)果就是-0.01cm, 測量結(jié)果的完整表述是:100cm處的示值誤差為-0.01cm, 不確定度U=0.01cm, 可簡寫為卡尺100cm處的示值誤差為:Δ=-0.01cm±0.01cm, k=2 (其中包含因子k=2為默認(rèn)) 。
(2) 修改:一把尺子, 經(jīng)校準(zhǔn)可知100cm處的示值誤差為-0.01cm, 不確定度U=0.01cm?？ǔ咦畲笤试S誤差為0.05cm
在使用該尺測量時(shí), 若測量結(jié)果顯示為100cm, 則報(bào)告結(jié)果該如何給出呢?
1) 不確定度評(píng)定是B類評(píng)定中, 上級(jí)不確定U和卡尺最大允許誤差都要考慮嘛?是否有重復(fù)的嫌疑?
2) 測試結(jié)果是100+u, 還是100.1+u (“u”為測量擴(kuò)展值不確定)
一把尺子, 經(jīng)校準(zhǔn)可知100cm處的示值誤差為-0.01cm, 不確定度U。
(3) 思考:實(shí)際計(jì)算不確定時(shí), 我們會(huì)遇到這樣的問題。
首先, 由不確定度的一般為上級(jí)校準(zhǔn)報(bào)告, 而校準(zhǔn)報(bào)告只能說是當(dāng)天當(dāng)?shù)丨h(huán)境時(shí)的測試值及不確定度。在很多計(jì)算不確定度的書上都提及。另外, 打個(gè)比方, 校準(zhǔn)后一個(gè)月, 我們在新環(huán)境使用此儀表時(shí), 可能會(huì)存在一個(gè)不確定的漂移, 很多書中都有這個(gè)量, 而這個(gè)量一般都用儀器的最大允許誤差表示。問題就在于, 很多儀器的最大允許誤差真的太大, 而且很多時(shí)候我們在計(jì)算其不確定值時(shí), 也并沒有考慮到卡尺的最大誤差, 只是引用上級(jí)校準(zhǔn)分流器的不確定度。
4校準(zhǔn)結(jié)果不確定度測量誤差的應(yīng)用
例1:利用數(shù)顯卡尺測量長方形的長和寬, 分別記為a和b, 然后計(jì)算長方形的面積, 記為S。
只考慮卡尺示值所產(chǎn)生的誤差我們將其引入測量不確定度的測量, 則數(shù)學(xué)模型S=ab建立。
測量長方形的面積S所引出的不確定度是由卡尺的示值誤差產(chǎn)生的, 因此, 當(dāng)利用同一把卡尺測量長方形的長和寬時(shí), 在測量中的測量點(diǎn)稍稍不同而導(dǎo)致長和寬的示值有誤差, 其長和寬兩個(gè)量之間是相關(guān)的, 換言之必須處理其相關(guān)性。采用不同的卡尺進(jìn)行長方形長和寬的測量, 兩個(gè)卡尺的示值可能存在誤差不同, 兩個(gè)量之間不存在相關(guān)性。<<CNAS檢查機(jī)構(gòu)認(rèn)可風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別
CNAS認(rèn)證另外在測量中若采用不確定度的測量所采用的輸入量可以進(jìn)行選擇, 那么測量中應(yīng)該盡量選擇不相關(guān)的兩個(gè)量。
故考不考慮靈敏系數(shù)所計(jì)算出的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度相比較而言, 其結(jié)果相差比較懸殊, 結(jié)論也相差很多。
信息科技社會(huì)迫使測量國際化, 國內(nèi)的推廣應(yīng)用基本已經(jīng)普及, 漸漸, 取代誤差已經(jīng)成為測量的主要工作和作用, 或者我們能夠?qū)⑵浞Q之為測量相對(duì)于誤差來說占盡優(yōu)勢, 而測量也漸漸取代了誤差的存在。
