黃海坤

　　自JJF1059-1999《測量不確定度評定（dìng）與表示》、GB/T15481-2000《檢測（cè）和校準實驗室能力的通用要求》發布（bù）實施以來，以不確定度理論取（qǔ）代傳統的誤差理論對測量結果進行分析評價，已成為認可實驗室的（de）共識與必然要（yào）求。但事（shì）實（shí）上測量不確定度在兩類實（shí）驗室中的應用程度和成效存在著較大（dà）的反差:一方麵（miàn）經CNAL認可的校準實驗室（shì）都在認可項目上，基本完成了不確定度評定的（de）示範，運（yùn）用（yòng）水平有了很大提高；而另一方麵（miàn），大量（liàng）檢測實（shí）驗室，尤其是電器（qì）產品檢測實（shí）驗室（shì），無論是能熟練運用不確定（dìng）度理論（lùn）的（de）試驗人員數量，還是已應用項目都還不多，隻能（néng）說仍然處於起（qǐ）步階段。雖然IECEE-CTL極力（lì）推薦在（zài）檢測實驗室體係（xì）裏，通常情況下用所謂的“測量儀（yí）器的準確度法”來代替成本不菲的不確定度評定，但畢（bì）竟不確定度評定是現代實驗室的一項（xiàng）基礎性的工作，試驗中一（yī）旦遇到非做不（bú）確定度評（píng）定不可的情形，再著手做就來不及了。    

　　一、兩類實驗室的（de）比（bǐ）較及原因探討

　　1.校準實驗（yàn）室的工作對象是計量器具、測量儀器，其中（zhōng）大多數在工作原理和結構組成上均（jun1）已相當成熟規範，隻要測量方法、測量條件相同，對某一器具（jù）(儀器)的不確定度評定結果往往可直接或間接地引用到同類型、等（děng）級的（de）其他器具上，如量塊、砝碼、熱電偶、各種長度量儀、各種（zhǒng）基（jī）本電學（xué）參量測量儀等。甚至不同（tóng）的實驗室，隻要（yào）軟（ruǎn）硬件處於同一（yī）水平上，相互之間引用也無不可(以良好的測量再現性為基礎)。

　　檢測實（shí）驗室的工作對象（xiàng）即（jí）使用途一樣，但結構、工作原理和性能卻有很大差別的各色產（chǎn）品，尤其是涉及材料性能的測試，即使出自（zì）同一製造商（shāng）、同一型號，但批次不同，則材料特性（xìng）的測量值(包括不確定度)也可（kě）能會明顯不同。一般情況下，產品檢（jiǎn）測的測量不（bú）確定度評定（dìng）結果的推廣性遠不如儀器校（xiào）準（zhǔn）的推廣性(前者的局限性較大)，不可能像儀器校準（zhǔn）那樣在很多項目下“畢其功於（yú）一役”。

　　2.校準過程都有詳盡的國家、地方、行業檢定規程或校準規範作限（xiàn）定指引（yǐn），按章操作能夠削弱或（huò）消（xiāo）除大部分影響（xiǎng）測量結果準確性的因素，並且絕大多數測量是（shì）在穩態或準穩態過程中進行的，沒有對樣品（pǐn）造成破壞的測量，因此建立數學（xué）模型難度較小(已消除、削弱因素不會進入（rù）模型或可被忽略)，分析過程可做到（dào）清晰明了，在認識上容易達成一致。

　　產品檢測中，試驗（yàn）標準對測試（shì）方法的規定一（yī）般都不是很嚴格、詳細，留有較（jiào）多選擇餘地；大量（liàng）使用符合要求（qiú）但規範性（xìng）較（jiào）差的各種（zhǒng）專用設備；樣品在試驗過程中常要經受溫度、壓力、電化學、時間曆程等動態的綜合作用，不易找到自然科學學科、工程（chéng）學科給出（chū）的描述各相關量對測量值作用的數學關（guān）係式，以上原因都增加了建立數學模型和評定過程的難度。此外對大量的破壞性試驗和動態試驗，無法作（zuò）A類評（píng）定的重（chóng）複性實驗，但客觀上（shàng）必然存在各（gè）種隨機（jī）因素的影響，如何合理估算這些（xiē）因素引入（rù）的不確定度分量也是一項困難的工作（zuò）。

　　3.校準實驗室的測（cè）量活動是被測儀器量值溯源（yuán）鏈（liàn）的一個環節，其（qí）證書必須給出合理的測（cè）量不確定度。大多數校準實驗室（shì）本身也是承擔法製計量任務的檢定機構，有相當係（xì）統、深厚的誤差分析基礎，轉換成不（bú）確定度分析（xī）相對（duì）容易得多。

　　應該承認，檢測（cè）實驗室的誤差分析基礎比較薄弱，建立不確定度評（píng）定分析（xī）的體係可以說是從零開始。大量產（chǎn）品（pǐn）檢測的試驗（yàn）結果僅需提供合格性判斷，當測量數（shù）據與判斷限的差值大於(2～3)倍的主要測量儀器的絕（jué）對誤（wù）差時，可以認為測量值（zhí）的判斷是可靠、有足夠安全（quán）裕度而無（wú）需作不確定度評估的。即使按ISO/IEC17025指出的三種（zhǒng）情況下（xià）有必要給出（chū）測量不（bú）確定度，加上實驗室之間的試驗比對，真正要作不確定度評估的試驗畢竟極少，這也（yě）是（shì）檢測（cè）實驗室測量不確定度工作開展不盡（jìn）如人意的（de）一個主要外部原因。    

　　二、改變現狀的對策

　　隨著實驗室認可評審（shěn）對測量不確定度要求的力度的（de）加強，與國際同行的業務接（jiē）軌以及（jí）作為實驗室水平（píng）和（hé）能力的組成（chéng）部分，全麵開展此項工作已是大勢所趨。盡管檢測實驗室有上述各（gè）種不利因素，工作艱巨，但還是應根據自身的實際（jì）情況和特點，找出改變現狀的有效對策。由易到難，先解（jiě）決一些試驗量大而（ér）難度不大的項目，取得有效的實質性進展（zhǎn）以增強信心；盡量避免一開始就糾纏在具（jù）體案例的某些處（chù）理方法的對（duì）錯上，對一時難以達成共識的做法不要反複議而不決，允許所謂的錯漏存在，隨著參與者經驗（yàn）的積累和水平的提高，使分歧逐步得到解決；加強檢（jiǎn）測（cè）實驗室之間（jiān）的經驗交流（liú），共同發展提高，盡快在認可項目上形（xíng）成一（yī）定的覆蓋麵，進而（ér）接近國（guó）際的先（xiān）進水平。    

　　三、測量不（bú）確定度評估目前存在的一些技術性問題

　　由於檢測實驗室的（de）測量不確定度工（gōng）作目前仍處於初級階段，各種爭議（yì）和問題是難（nán）免的，以下就此提出個（gè）人（rén）看法供探討。

　　1.一些產（chǎn）品檢測的測（cè）量不確定度分析文章，在沒有提出數學模型的情況下，僅按常識和經驗判斷來源後，就將估計的各分量以相對不確定度的形式直接合（hé）成(因沒有量綱，不存在相容問題)。但當輸出量(測量結果)與輸入量(各直接、間接測（cè）量值和影響（xiǎng）量（liàng）)不是線性關係時，相對不確（què）定度分量在合成時的係數就不一定（dìng）為1；即使是線性關係，所相對的量（liàng）(即分母代表的量)不同，不確定度的值也會（huì）不同。若沒有數學模型就匆忙開始評定（dìng），可能會導致錯誤的結果（guǒ），且影響其可信度（dù）。無論簡單如Y=kX(k=1)的模型（xíng），還是要通過複雜實驗後才能確立的模（mó）型，對於測量不確定度評估都不可缺少，盡管在很多情（qíng）形下構造一個合理有效的數學模型（xíng）不是能夠輕易做到（dào）的。

　　2.在某些（xiē）不確定度分（fèn）析示範實例（lì）中，常（cháng）見到一些（xiē）“來路不明”、沒有給出（chū）估算過程的不確（què）定度分（fèn）量值，又（yòu）不說明是憑經驗估計得出還是引用其他文獻資（zī）料，讓參考者無（wú）法得知其來龍去脈而產生困惑。或者對具體（tǐ）的樣品、使用的儀（yí）器設備、測量方法、測量條件（jiàn）等不作出（chū）必要的交代，而這些都是不能缺少、對理解評定過程很（hěn）有（yǒu）幫助的背景材料。以測量帶開關電源的樣品的泄漏（lòu）電流為例，即使樣品結構基本相同（tóng）、試（shì）驗條件相同，而樣品的開關頻率不同，由於電流測量網絡的（de）頻響特性使（shǐ）測量不確定度也不同，假如在分析中沒指出樣品的電氣結構特性很可能產生誤導。有些範例甚至連測量結果都不（bú）給出(不確定度的定義是（shì）和測量結果相聯係的（de）量)。以上（shàng）做法無疑（yí）使評定過程的完（wán）整性和示範性打了折扣。

　　3.在電器產品檢測方麵:由於包含因（yīn）子已（yǐ）統一（yī）取2，無需再作自由度計算；把A類評定的概率分布視作正態分布，在重複測量次數極其有限的情況（kuàng）下並不合（hé）適，宜看作t分布；對（duì）於多因素共同影響的測試過程，勿輕易作簡（jiǎn）化（huà）處理，曾有人為了簡化，把剛配製好的試驗（yàn）液的（de）電阻率直接應用到漏電流的計算，但事實（shí）上新鮮的試驗液（yè）一旦滴到試件表麵就被汙染了，其電阻率也隨之改變。
　　作者單（dān）位【廣州電氣（qì）安全檢驗所】