劉昌耀，陸 琴，吳 靜

(1.陜西延長中煤榆林能源化工有限公司，陜西 榆林 718500；2.上海卓然工程技術(shù)有限公司，上海 長寧 200335；3.卓然(靖江)設(shè)備制造有限公司，江蘇 靖江 214500)

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檢驗誤差的產(chǎn)生及預(yù)防

劉昌耀1，陸 琴2，吳 靜3

(1.陜西延長中煤榆林能源化工有限公司，陜西 榆林 718500；2.上海卓然工程技術(shù)有限公司，上海 長寧 200335；3.卓然(靖江)設(shè)備制造有限公司，江蘇 靖江 214500)

產(chǎn)品質(zhì)量檢驗是以向產(chǎn)品制造企業(yè)提供準(zhǔn)確的質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)或結(jié)果為宗旨，根據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)判斷產(chǎn)品質(zhì)量是否合格，從而為消費者的使用提供保障，也為生產(chǎn)企業(yè)降低損失。然而，在產(chǎn)品的質(zhì)量檢測過程中，會存在一定的誤差，對檢驗結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。本文介紹了檢驗誤差的產(chǎn)生原因及預(yù)防建議。

偶然誤差；系統(tǒng)誤差；誤差控制

1 引 言

產(chǎn)品檢測過程產(chǎn)生的檢驗誤差分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩類，因此，對檢驗誤差的控制就必須從系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩個方面進行。在實際產(chǎn)品檢測的過程中，諸多因素導(dǎo)致了檢驗誤差的產(chǎn)生，這其中就包括檢測器具、檢測環(huán)境、檢驗人員操作等因素。控制檢測誤差就要重視、分析引起誤差產(chǎn)生的因素，客觀地減少導(dǎo)致檢測誤差產(chǎn)生的因素[1]。因此，系統(tǒng)誤差的降低必須從檢測器具、檢測環(huán)境、測量方法等因素著手，根據(jù)具體影響因素采取相應(yīng)的控制措施。而偶然誤差的控制就必須從偶然誤差產(chǎn)生的原因分析。

注重檢測人員檢測素質(zhì)的提升，科學(xué)、完善的檢測程序的制定，先進測量儀器與測量方法的選用都是降低偶然誤差值得考慮的方面。對于企業(yè)，避免或減少產(chǎn)品質(zhì)量事故以降低企業(yè)損失，獲得更加準(zhǔn)確的檢測數(shù)據(jù)便尤為重要，而準(zhǔn)確的檢測結(jié)果離不開對檢測誤差的有效控制。

2 檢驗誤差的產(chǎn)生

事實上，因檢測誤差的不可避免性，在檢測過程中，追求的是檢測結(jié)果與真值的盡量接近。檢驗誤差中的系統(tǒng)誤差在某一具體的測量過程中是因檢測器具、環(huán)境、檢測及計算方法等具體因素導(dǎo)致，因此系統(tǒng)誤差對于具體的一項檢測是相對固定的，并且通過計算或試驗的方法可以預(yù)測系統(tǒng)誤差與真值的偏離程度。

導(dǎo)致系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的因素，主要有以下幾種：

(1)檢測器具導(dǎo)致的測量誤差。因在質(zhì)量檢測過程中選用的檢測器具磨損、材料老化、準(zhǔn)確度靈敏度欠佳等因素導(dǎo)致的系統(tǒng)誤差。

(2)檢測環(huán)境因素影響產(chǎn)生的誤差。檢測環(huán)境中諸如溫度、濕度、大氣壓力、表面光潔度、光照、機械振動、噪聲、電磁干擾及其他客觀存在的環(huán)境因素是造成系統(tǒng)誤差的又一主因。對于環(huán)境因素依賴程度越高的檢測過程，環(huán)境對檢測結(jié)果造成的影響也就越大。

(3)檢測方法引起的誤差。因所選用的測量原理及方法的不夠科學(xué)合理所產(chǎn)生的誤差、檢測試樣的選取、放置位置、檢測位置及檢測系統(tǒng)算法等因素造成的誤差。

偶然誤差產(chǎn)生因素比較復(fù)雜，檢測器具零件的摩擦、振動，環(huán)境空氣的擾動，檢測者的生理、心理狀態(tài)等因素都可能導(dǎo)致偶然誤差的產(chǎn)生，如觀測者在進行同樣一項測量時對顏色、液位、刻度等反映測量結(jié)果的事物所不同的生理及心理感知。因此，檢測人員的操作誤差是偶然誤差產(chǎn)生的不可忽略的因素之一。

3 檢驗誤差的控制

3.1 系統(tǒng)誤差控制

由于系統(tǒng)誤差相對固定和可預(yù)測的性質(zhì)，只有了解系統(tǒng)誤差產(chǎn)生因素的特點，掌握其對系統(tǒng)誤差的影響規(guī)律，才可通過制定有效的檢測方法、選取恰當(dāng)?shù)臋z測器具、選擇穩(wěn)定的測量環(huán)境對系統(tǒng)誤差進行修正和調(diào)整，使其降到最低，對檢測結(jié)果的影響降至最低。

(1)測量儀器誤差

檢測器具在經(jīng)過長時間的檢測使用后，必然會對其靈敏度、準(zhǔn)確度造成一定影響。檢測器具的科學(xué)維護、校準(zhǔn)，檢測器件的更換等措施是降低因測量器具因素導(dǎo)致系統(tǒng)誤差的有效方法。同時，根據(jù)測量試樣的實際屬性，科學(xué)選取恰當(dāng)?shù)臋z測器具，適時升級或更換檢測器具也是降低測量儀器誤差的方法。

(2)環(huán)境因素誤差

產(chǎn)品檢測環(huán)境對檢測結(jié)果的影響具有不可避免性。通常，一個相對穩(wěn)定的檢測環(huán)境以及檢測儀器與被測樣品在其中充分的穩(wěn)定對于降低因環(huán)境因素導(dǎo)致的誤差效果明顯。檢測時，要避免檢測環(huán)境的劇烈波動。

(3)測量方法誤差

產(chǎn)品質(zhì)量檢測過程中，通常會由企業(yè)或客戶選取某一檢測方法，這便不可避免地造成因檢測方法選擇而導(dǎo)致的誤差。在實際檢測過程中，可以根據(jù)被檢測試樣科學(xué)地選取測量方法以及通過幾種合理的不同檢測方法得到檢測結(jié)果求取平均測量結(jié)果來降低測量誤差。同時，測量數(shù)據(jù)處理方法的合理選取，有效數(shù)字的合理取舍等措施也是降低檢測值與真值偏差的有效途徑。

3.2 偶然誤差控制

在檢驗過程中，即使將系統(tǒng)誤差降至最低，但仍然會存在由于不確定的因素所造成的偶然誤差，亦或稱為隨機誤差。導(dǎo)致偶然誤差產(chǎn)生的眾多因素之中，檢測人員的誤差是其中的一個重要來源。

降低測試人員的操作誤差對誤差控制意義重大。因此，在產(chǎn)品檢驗中，對于因產(chǎn)品檢驗人員的操作誤差引起的產(chǎn)品檢測誤差應(yīng)予以重視[2]。通過對其合理分析、總結(jié)，提升檢測人員的檢測技能與專業(yè)素質(zhì)，形成規(guī)范的檢測制度對于控制因檢測人員的操作誤差引起的檢測誤差將大有裨益。

因偶然誤差固有的特點，檢測結(jié)果圍繞真值具有波動性，但也存在一定的規(guī)律。在眾多的檢測實踐中，總結(jié)出以下規(guī)律：

(1)與真值偏離絕對值相等的正與負(fù)的誤差出現(xiàn)具有均等的頻率；

(2)與真值偏離絕對值小的誤差出現(xiàn)的頻次更高；

(3)誤差不會超出一定的范圍。

由于測量值相對于實際值會產(chǎn)生正負(fù)誤差，通過將這些測量值相加可以將這些誤差影響降至最低，而且隨著測量次數(shù)的增加，理論上測量值誤差相抵消的機會也會增多。因此可推斷出以下結(jié)論：

(1)在測量條件確定的情況下，通過增加測量次數(shù)獲得更多的測量值可以有效減小偶然誤差。

(2)在消除系統(tǒng)誤差的情況下，隨著測量次數(shù)的不斷增加，依據(jù)測量值計算得到的算術(shù)平均值的誤差也將進一步減小，理論上得到的算術(shù)平均值越趨近于真值。因此，在實際操作過程中，可直接取測量值的算術(shù)平均值作為測量結(jié)果[3]。

由于偶然誤差大多來源于檢驗人員的主觀操作，經(jīng)過長時間的操作觀察發(fā)現(xiàn)，可以通過以下幾種方法將人員操作誤差的影響降低：

(1)復(fù)核檢驗：由檢驗水平較高的檢驗員進行產(chǎn)品最后審查，對已經(jīng)通過一次檢驗的產(chǎn)品來進行復(fù)檢。

(2)循環(huán)檢驗：先后由多個檢驗員對同一產(chǎn)品進行檢驗，將結(jié)果進行對比，選擇合適的檢驗結(jié)果。

(3)重復(fù)檢驗：檢驗人員對同一產(chǎn)品進行重復(fù)檢驗，保證檢驗結(jié)果可重復(fù)性。

(4)建立標(biāo)準(zhǔn)樣品：由標(biāo)準(zhǔn)樣品確定產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)值，通過對比檢驗測量結(jié)果。

根據(jù)上述方法綜合分析，提出以下有效措施：

(1)對檢驗人員進行專業(yè)基礎(chǔ)知識以及操作技能培訓(xùn)，并建立合理、完善的培訓(xùn)制度，由知識驅(qū)動檢驗員在操作技術(shù)上的提升。同時，對檢驗過程中產(chǎn)生的各種問題進行記錄，思考并及時分析產(chǎn)生問題的原因，通過自我總結(jié)歸納以及同事經(jīng)驗分享，簡化操作流程，進一步提高檢驗質(zhì)量。

(2)采用自動化檢測設(shè)備，盡可能避免個體限制的影響。對于需要長時間、高集中度檢測的產(chǎn)品，要求檢驗人員合理安排各自時間，保證檢測過程集中度以及檢測質(zhì)量。

(3)建立標(biāo)樣檢測數(shù)據(jù)庫，以標(biāo)樣檢測數(shù)據(jù)作為結(jié)果檢驗標(biāo)準(zhǔn)，判斷檢測結(jié)果的可靠性，大幅提高項目產(chǎn)品檢測質(zhì)量。

(4)建立標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量檢驗控制流程，檢測過程中的每個環(huán)節(jié)都應(yīng)建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)文件，從操作上盡可能避免誤差產(chǎn)生，對于偶然誤差的處理應(yīng)盡可能進行重復(fù)測量，用測量值的算術(shù)平均值代替直接測量結(jié)果，從而盡可能避免產(chǎn)品質(zhì)量檢驗事故。

4 結(jié) 語

綜上所述，檢驗誤差中的系統(tǒng)誤差相對較少且易調(diào)整；檢驗過程中的大部分誤差均來源于檢驗人員的操作，此部分容易反復(fù)出現(xiàn)。因此，要將檢驗誤差減少到最小，需要檢驗部門高度重視檢驗設(shè)備、器具的完整性，校驗時效，環(huán)境因素。同時，培養(yǎng)檢驗人員的能力和實際操作，重視造成誤差的原因并分析，重視統(tǒng)計分析并根據(jù)分析結(jié)果改進方法。

[1]梁國明.機械工業(yè)質(zhì)量檢驗員手冊[M].機械工業(yè)出版社,1993:7-9.

[2]田曉.機械產(chǎn)品質(zhì)量檢驗[M].中國計量出版社,2007:11-15.

[3]王中宇,劉智敏,夏新濤,等.測量誤差與不確定度評定[M].科學(xué)出版社,2008:7-9.

Cause and Prevention of Checking Error

Liu Changyao1, Lu Qin2, Wu Jing3

(1.Shaanxi Yanchang Zhongmei Yulin Energy and Chemical Co., Ltd. Yulin 718500, Shaanxi, China;2.Shanghai SupeZET Engineering Technology Co., Ltd. Changning 200335, Shanghai, China；3.SupeZET(Jingjiang)Equipment Manufacturing Co., Ltd. Jingjiang 214500, Jiangsu, China)

Product quality inspection is aiming at providing accurate test data for manufacturers who provide qualified products for customers according to quality standards, and reducing loss for manufacturing enterprises. However, there are certain errors in the process of product quality test, which leads to bad effects on the accuracy of the test results. The causes and prevention suggestions of testing error are introduced in the paper.

accidental error; system error; error control

2016-07-28

劉昌耀(1958-)，男，陜西合陽人，高級工程師，主要從事企業(yè)管理與技術(shù)開發(fā)工作。

國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)資助(項目編號：2015AA034402)。

TB114.2

B

10.3969/j.issn.1674-3407.2016.03.015