于連濱

(黑龍江省質(zhì)量監(jiān)督檢測研究院，哈爾濱150050)

中國合格評定國家認(rèn)可委員會發(fā)布的《檢測和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》中對測量不確定度的評定有明確的要求。測量不確定度的評定是檢測和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量體系的重要組成部分，也是質(zhì)量體系運(yùn)行不可缺少的程序。本試驗(yàn)從聚酯無汽飲料瓶垂直載壓測定實(shí)例出發(fā)，分析了測量不確定度的來源，并對測量不確定度進(jìn)行了評定。

一、試驗(yàn)部分

1.測量方法及過程描述

聚酯(PET)無汽飲料瓶按照QB2357—1998規(guī)定取樣，并在(23±2)℃下放置 2 h，在電子萬能試驗(yàn)機(jī)上以100 mm/min的恒速對樣瓶垂直施壓，并記錄每個(gè)試樣的第一次的最大載荷，取算術(shù)平均值。

2.儀器與設(shè)備

WDW電子萬能試驗(yàn)機(jī)，長春科新試驗(yàn)設(shè)備有限公司。

3.數(shù)學(xué)模型

根據(jù)QB2357—1998的試驗(yàn)過程，本試驗(yàn)為直接測量，由于試驗(yàn)機(jī)示數(shù)偏差較小，不對儀器值進(jìn)行修正，試驗(yàn)機(jī)示數(shù)即為測量結(jié)果:F=Fi式中F－垂直施壓第一次最大載荷，N;Fi－試驗(yàn)機(jī)的示數(shù)，N。測量結(jié)果在實(shí)際評定中很難分別定量研究每個(gè)因素影響，可行方法是在重復(fù)性測量同一批次的多個(gè)試樣，計(jì)算該觀測列的標(biāo)準(zhǔn)偏差，作為各種隨機(jī)因素合成重復(fù)性不確定度分量，并將測定結(jié)果乘以重復(fù)性系數(shù)f，該數(shù)值等于1。其標(biāo)準(zhǔn)偏差等于測量結(jié)果的相對合成不確定度。評定不確定度的數(shù)學(xué)模型應(yīng)為F=Fi×f。

二、測量不確定的來源

由以上試驗(yàn)過程可知測量過程中引入的不確定度的主要來源有:

1.量儀器和環(huán)境的變動性，人員操作的差異，試樣不均勻等隨機(jī)因素。

2.復(fù)試驗(yàn)產(chǎn)生的不確定度。

3.能試驗(yàn)機(jī)校準(zhǔn)的不確定度。

三、不確定度分量的評定

1.測量重復(fù)性引入的不確定度分量

本試驗(yàn)中，平行測量了10個(gè)試樣，測定結(jié)果如下:

表1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)

由于每次測5個(gè)試樣，取其平均值報(bào)告結(jié)果，平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

測量重復(fù)性系數(shù)的不確定度:

2.萬能試驗(yàn)機(jī)的校準(zhǔn)引入的不確定度

萬能試驗(yàn)機(jī)的示值誤差為系數(shù)效應(yīng)，檢定證書給出準(zhǔn)確度0.5級，假定屬于均勻分布，由此導(dǎo)致的測量結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為

3.標(biāo)準(zhǔn)不確定度的合成

將上述不確定度分量列于表2:

表2

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度按下式計(jì)算:

四、垂直載壓結(jié)果報(bào)告

取包含因子k=2，則擴(kuò)展不確定度U(F)=k×uc(F)=1.8 N，所以垂直載壓結(jié)果報(bào)告:F=(107±108)N。

五、結(jié)論

1.為了合理地計(jì)算測量不確定度，必須結(jié)合試驗(yàn)過程考察各參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)程度，以避免重復(fù)計(jì)算。

2.利用不確定度的計(jì)算，可以充分考察影響最終試驗(yàn)結(jié)果的主要因素，如重復(fù)實(shí)驗(yàn)是主要因素。

［1］CNAS—CL01，檢測和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則［S］.

［2］JJF1059—1999，測量不確定度的評定與表示［S］.北京:中國計(jì)量出版社，1999.

［3］QB2357—1998，聚酯(PET)無汽飲料瓶［S］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1998.