胡飛月
摘要:此文介紹了檢測數(shù)據(jù)處理對檢測結(jié)果的影響,結(jié)合在檢測中的事例,對如何在檢測中提高檢驗結(jié)果的準(zhǔn)確性進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞:檢測數(shù)據(jù)的處理;誤差;量值溯源;不確定度
0? ? 引言
隨著自行車和電動自行車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,越來越多的質(zhì)量檢驗機(jī)構(gòu)涉足該領(lǐng)域。無論是作為能否進(jìn)入市場的依據(jù),還是在保護(hù)消費(fèi)者權(quán)益方面作為執(zhí)法的依據(jù),檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性均是至關(guān)重要的因素,對受檢企業(yè)尤為如此。影響檢驗結(jié)果正確性和可靠性的因素很多,包括人員、設(shè)施和環(huán)境條件、檢測方法、設(shè)備、測量的溯源性、抽樣、檢測物品的處置等。本文僅就檢測數(shù)據(jù)的處理和檢測設(shè)備的量值溯源及檢測方法等方面的不完善,有可能對檢測結(jié)果造成的差異,由此產(chǎn)生的納偽或拒真的風(fēng)險,以及如何保證正確的量值溯源和科學(xué)的數(shù)據(jù)處理進(jìn)行探討。
1? ? 問題的提出
在檢測工作中,我們常常會遇到以下問題。
a.在鏈條破壞拉力試驗中,同批的鏈條亦存在拉斷力的差異。GB 3565—2005《自行車安全要求》規(guī)定鏈條最低破壞拉力為8 010 N[1],GB/T 12742—1991《自行車檢測設(shè)備和器具技術(shù)條件》規(guī)定拉力試驗機(jī)的負(fù)荷精度為+1%(實則為誤差+1%)[2]。即在8 000 N時,試驗機(jī)的示值誤差為+80 N。假設(shè)檢測時鏈條的破壞拉力在7 920 N~8 080 N的范圍內(nèi),具體某鏈條檢測結(jié)果是7 960 N,是否可將該鏈條判斷為不合格,而如果是8 040 N就將該鏈條判定為合格呢?
b.電動自行車的最高車速在國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定應(yīng)不大于25 km/h,假定檢測結(jié)果為25.4 km/h,我們判定其為超速是否正確呢?我們是否可以“四舍五入”將其判為合格呢?
這些所謂臨界值的檢測結(jié)果數(shù)據(jù)的處理,涉及合格與否的判定,幾乎在所有限定值檢測中都存在。
2? ? 檢測數(shù)據(jù)的處理
在檢測中,測得的結(jié)果與被測量的實際數(shù)值(或稱真值)總會存在一定的差別,這種差別被稱為測量誤差。測量誤差的來源有多個方面,按其性質(zhì)分為隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差兩類。隨機(jī)誤差可通過多次測量取平均值的方法來趨近于真值,而系統(tǒng)誤差的一部分可以由校準(zhǔn)提供的修正值進(jìn)行修正。
檢測數(shù)據(jù)的處理經(jīng)常涉及的有3個方面,數(shù)字修約、檢測結(jié)果修正和測量不確定度報告。
2.1? ? 保留位數(shù)和數(shù)字修約
在數(shù)據(jù)處理時,我們應(yīng)遵從檢測最終結(jié)果保留位數(shù)和數(shù)字修約的有關(guān)規(guī)定。眾所周知,檢測最終結(jié)果的位數(shù)應(yīng)符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求,即標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的位數(shù)。
目前,部分檢驗機(jī)構(gòu)對在實驗測試和計算中得出的各種數(shù)值,仍使用傳統(tǒng)“四舍五入”數(shù)值修約法進(jìn)行數(shù)值修約,甚至存在連續(xù)“四舍五入”的錯誤。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8170—2008《數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定》規(guī)定,按“四舍六入五”考慮進(jìn)行數(shù)值修約。即若舍去部分大于保留末位的0.5則末位加1;若舍去部分小于保留末位的0.5則末位不變;若舍去部分等于保留末位的0.5,當(dāng)末位為奇數(shù)時則末位加1,當(dāng)末位為偶數(shù)時則末位不變[3]。
我們采用上述規(guī)則可解決諸如“最高車速25.4 km/h”“整車質(zhì)量(重量)55.4 kg”帶來的問題。
但有時一些數(shù)據(jù)處理的結(jié)果容易令人產(chǎn)生困惑。如GB 3565規(guī)定車輪的圓跳動量為2 mm,如果用百分表測試結(jié)果為0.44 mm,則修約后為0 mm。這個“0”的出現(xiàn)有些讓人難以接受,好像是不可能的。如標(biāo)準(zhǔn)將2 mm規(guī)定為? ? ? ? ? 2.0 mm即可解決此類問題。
2.2? ? 檢測結(jié)果修正
用百分比表示的測量儀器的誤差一般指“測量儀器的示值對應(yīng)輸入量的約定值之差”,即示值誤差。這個誤差是儀器在量程范圍內(nèi)均能滿足的準(zhǔn)確度。而對應(yīng)于每一個測量值的誤差則應(yīng)通過檢定或校準(zhǔn)才能獲得。正因為如此,測量用儀器必須經(jīng)過檢定或校準(zhǔn)。
例如,當(dāng)我們通過計量檢定或校準(zhǔn)得知某臺拉力試驗機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)值8 000 N時的示值是8 060 N,誤差是+60 N,那么該示值的修正值即為-60 N。如使用該試驗機(jī)進(jìn)行鏈條拉斷力實驗時的破壞拉力為8 020 N,經(jīng)修正后為7 960 N,我們就可以對該鏈條做出不合格的判定。
若通過計量檢定或校準(zhǔn)得知某臺拉力試驗機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)值? ? ?8 000 N時的示值是 7 940 N,誤差是-60 N,那么該示值的修正值即為+60 N。如使用該試驗機(jī)進(jìn)行鏈條拉斷力實驗時的破壞拉力為7 960 N,經(jīng)修正后為8 020 N,似乎我們就可以對該鏈條做出合格的判定了。
上述在檢定或校準(zhǔn)中的所謂標(biāo)準(zhǔn)值是指準(zhǔn)確度比被測儀表高3~5倍的標(biāo)準(zhǔn)儀表測得的數(shù)值。對于拉力試驗機(jī)來講,該標(biāo)準(zhǔn)儀表一般為精度0.3%的測力環(huán)。所以拉力試驗機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)值仍存在+3%的誤差,即8 000 N仍有24 N的誤差存在,所以對于修正后的8 020 N的臨界值的判定不能做出合格判定,仍應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行不確定度的分析。
2.3? ? 不確定度報告
國家實驗室認(rèn)可委員會有關(guān)文件規(guī)定,當(dāng)檢測是為了將結(jié)果與限定值進(jìn)行比較而不是測量一個特定值時,必須評定不確定度。而上述不能做出合格與否判定的檢測結(jié)果也需要進(jìn)行不確定度的評定,并形成報告。
測量不確定度被定義為:“與測量結(jié)果關(guān)聯(lián)的一個參數(shù),用于表征合理賦予被測量的值的分散性?!辈淮_定度的實質(zhì)是將各種誤差——隨機(jī)誤差、系統(tǒng)誤差等——綜合而成的一個區(qū)間值。如果不確定度過大,則說明檢測水平低下。不確定度應(yīng)通過努力提高檢測能力來縮小??s小不確定度的途徑是充分利用修正值進(jìn)行修正。故此要求在計量檢定或校準(zhǔn)時,相關(guān)人員給出關(guān)鍵點的檢定或校準(zhǔn)數(shù)值。
當(dāng)我們通過A類評定、B類評定并做出擴(kuò)展不確定度評定后,再按照CNAL/AR12:2003《評審和報告符合規(guī)范的規(guī)則》評價,即可對臨界值做出合理的判定了。
由于不確定度的評定需要較多文字?jǐn)⑹觯抻谄辉儋樖觥?/p>
3? ? 檢測設(shè)備的量值溯源
中國實驗室國家認(rèn)可委員會在《檢測和校準(zhǔn)實驗室認(rèn)可準(zhǔn)則》中規(guī)定了對認(rèn)可實驗室能力的要求,其中規(guī)定“當(dāng)使用外部校準(zhǔn)服務(wù)時,應(yīng)使用能夠證明資格、測量能力和溯源性的實驗室的校準(zhǔn)服務(wù),以保證測量的溯源性。由這些實驗室發(fā)布的校準(zhǔn)證書應(yīng)包括測量不確定度和/或符合確定的計量規(guī)范聲明的測量結(jié)果”。滿足本準(zhǔn)則要求的校準(zhǔn)實驗室即被認(rèn)為是有資格的。由依據(jù)本準(zhǔn)則認(rèn)可的校準(zhǔn)實驗室發(fā)布的帶有認(rèn)可機(jī)構(gòu)標(biāo)志的校準(zhǔn)證書,是校準(zhǔn)服務(wù)報告的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)溯源性的充分說明。
目前,在檢測設(shè)備制造方面,由于資質(zhì)管理的不完善,一些既無計量器具制造許可,又無國家授權(quán)的檢測設(shè)備器具的制造商,炮制了各式各樣的檢測或測試報告。這些報告未包括測量不確定度和符合確定的計量規(guī)范聲明的測量結(jié)果,不能夠充分說明其量值溯源性。中國實驗室國家認(rèn)可委員會在新編教材中就明確指出了計量校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)對檢測設(shè)備出具的所謂“檢測報告”是不適宜的。檢測設(shè)備的使用單位從這樣的報告中得到的,僅是根據(jù)使用說明書中的指標(biāo)或參數(shù)所提供的一些單純的測量數(shù)據(jù),無法獲知其是否將必要的量值完全覆蓋,也無法獲知測量結(jié)果的可信度。
所以計量檢定或校準(zhǔn)必須根據(jù)國家或部頒計量檢定或校準(zhǔn)規(guī)程進(jìn)行。只有經(jīng)過授權(quán)的計量檢定機(jī)構(gòu)出具的計量檢定或校準(zhǔn)證書,才能呈現(xiàn)測量儀器對測量結(jié)果的影響程度,并保證檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、可靠。
4? ? 小結(jié)
本文探討了如何通過滿足規(guī)定的檢測數(shù)據(jù)處理和正確的量值溯源來提高檢測能力的途徑。本文希望通過該途徑,能夠為產(chǎn)品提供一個科學(xué)、準(zhǔn)確的檢驗結(jié)果和正確、可信的判定。提高的有效途徑還有很多,我們將繼續(xù)共同探討,以促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。
參考文獻(xiàn):
[1] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.自行車安全要求:GB 3565—2005/ISO 4210:1996[S].北京:中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會,2005:5.
[2] 中華人民共和國國家技術(shù)監(jiān)督局.自行車檢測設(shè)備和器具技術(shù)條件:GB/T 12742—1991[S].上海:全國自行車標(biāo)準(zhǔn)化中心,1991:3.
[3] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定: GB/T 8170 —2008 [S].北京:中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會,2008:7.