賽寶計量檢測中心　常青

　　按照測量不確定度評（píng）定與表示的規定，測量不確定度分為A類和（hé）B類評定兩（liǎng）大類，根據JJF1059-1999規範的要求，兩類不確定度在評定中可以同時采用，也可以獨立采用，隻要做到評定過程不遺漏和不（bú）重複就可以。因此，在一個不確定（dìng）度評定實例中可以采用單一的（de）B類方式評定，也可以采用A類和B類組合的（de）方式進行（háng）評定。

　　A類評定方式中重複性觀測是一（yī）種簡單、常用的統計方法，因此目前（qián）基本上（shàng）都采用重複（fù）性測量的（de）標準方差（chà）作為A類不確定度的來源。在這種情（qíng）況下重複性測量的重要性就體現出來，從JJF1094-2002測（cè）量儀器特性評定中對“測量儀器”重複性（xìng）的定義可以看出（chū），其標準方差作為A類不（bú）確定度分量後（hòu），該分（fèn）量的含義就顯得比較廣泛，涵蓋了測量程序、人員、儀器、環境條件等因（yīn）素。從總體效果看，這項不確定度分量實際上包含了多項可以用B類方法評定的不確定度分量。相反，如果采用單一的B類評定（dìng）方式（shì），就需要（yào）對測量方法、人員、儀（yí）器、環境條件等影響因素（sù）分別進行評定（dìng），通過相關的誤差來源獲（huò）得各（gè）分量的不確定度量值，然後再通過（guò）一定的關係將各單項評定結果進行合成，得到其合成不確定（dìng）度，該值相當（dāng）於重複性測量後標準方差（chà）給出的（de）不（bú）確定度分量。因此通過重複性測量，這種A類評定方式一方麵簡化了測量結果不（bú）確定度的評定步驟，另（lìng）一方麵（miàn）還給出了對實際測量（liàng）過程的能力評定，有很（hěn）好的（de）指導意義。下麵就以校準(0～10)mm百分表示（shì）值誤差為例，運用A類和B類組合評定與純B類單獨評定（dìng）進行比較，說明重複性測（cè）量在不確定（dìng）度評定中的實際作用(其他儀器示值（zhí）誤差測量（liàng）不確定（dìng）度的評定同樣可以參考)。

　　百分表示值誤差是用指示表檢定儀（yí）校準。具體過程是由指（zhǐ）示表檢定儀給出一個標準（zhǔn）位移時，被校表指示一個相應（yīng）的位移量，該點的示（shì）值誤差以相應的位移量（liàng）與（yǔ）標（biāo）準值的差值確（què）定(下述以單一點示值誤差不確定度評定進行說明)，其數學模型為:
    e=L_c-L_b
    式中:L_c——指示表的讀數；L_b——檢定儀的讀數。

　　涉及的不確定度分（fèn）量有標準器的測量（liàng）不（bú）確定度、被校表示值變動性的測量不確定度、讀數誤差的測量不確定度，下麵分別用純B類方法和A類、B類組合的方法評定來（lái）說明（míng）它們的不同。    

　　一、采用純B類方法評（píng）定

　　1.百分表的讀數（shù）引出（chū）的標準不確定度分量u₁
　　主要由百分表估讀誤（wù）差構成，其值為分度值的1/10，即±1μm，均勻分布。
　　

　　2.百分表的示值變動性的標準不確定度分量u₂
　　百分表示（shì）值變動性由JJG34-1996可知為5μm，按照均勻分布處理。
　　

　　3.百分表與檢（jiǎn）定儀測（cè）量軸線不同（tóng）軸（zhóu）的標準不確定度分量u₃
　　估計百分表與檢定儀測量軸線傾角θ最大（dà）為（wéi）1.5°，為投影分布（bù）。
　　u₃=L(1-cosθ)×3/10=10000×(1-cos1.5°)×3/10=1.03μm

　　4.檢定儀示值誤差的標準不確定度u₄
　　根據JJG201-1999的要求檢（jiǎn）定儀的示值誤（wù）差在10mm行程內不大於3μm，正態分布。
　　u₄=3/2.57=1.17μm

　　5.檢定儀（yí）偏離20℃時的標準不確定度u₅
　　按照指示表的檢定規程溫度應控製在(20±10)℃，變化半寬10℃，均勻分布。
　　

　　6.檢定儀線膨脹係數的標準不確定度（dù）u₆
　　α為(11.5±1)×10^-6℃^-1，變化半寬1×10^-6℃^-1，t=10℃，均勻分布（bù）。
　　

　　7.合成標準不確定度
    

　　8.擴展不確定度
　　U=k×u_c=2×3.39=6.8μm  (取p=0.95，k=2)    

　　二、采用A類和B類組合的方法評（píng）定

　　此時我們用檢定儀對百分表（biǎo）做重複（fù）性測（cè）量(一般（bān）隻測某一個有（yǒu）代（dài）表性的位（wèi）置)，在重複性條件下測量10次，其試驗標（biāo）準差s基（jī）本上不大於1.0μm，在正常校準時（shí）由於隻測量一次，由重複性測量估算的（de）標準不確定度為:u=s=1.0μm

　　按照重複性的定義，該項重複性測量包含（hán）了檢定者瞄準、讀數的誤差、被檢表的示值變動性（xìng），即（jí）上例中（zhōng）的1項和2項(數值卻小於其（qí）兩項的合成)。因此，在（zài）測量（liàng）結果的不確定度評定中，標準不確定度分（fèn）量就隻需（xū）考慮重複性測量估（gū）算的標準不確定度、百分表與（yǔ）檢定儀測量軸線不同軸的標準不確定度、檢定儀示值誤差的標準不確定度、檢定儀（yí）偏離20℃時的標準不確定度和檢定儀線膨脹係數的標準不確定度就可以了，具體的分析數據（jù）與上例的純B類評定方法的結果相同，這裏從略，由此（cǐ）得到的計算結果如（rú）下:
    合成（chéng）標準不確定度:
    
    擴展（zhǎn）不確（què）定度:U=k×u_c=2×1.97=3.9μm  (p=0.95，k=2)

　　該值與前一種方法評定的結果比較小了1/3，具體（tǐ）原因是采用B類（lèi）方法評（píng）定時，通常考慮（lǜ）的是各影響因素的極限值，而實際測量過程並非各因素（sù）的影響都（dōu）處在（zài）極限狀態，且有可能相互影響和抵消，這（zhè）樣A、B類組合評定值多數情況會小於純B類的評定（dìng）值。對純B類的評定而（ér）言，它具有普遍的（de）指導意義，尤其在製定計量技術法規時，對示值誤差所采用的（de）測量方法進（jìn）行純B類的測量不確定度評定是很重要的，因（yīn）為它具有廣（guǎng）泛性。而一個具體的操（cāo）作者或者一（yī）個校準實驗室進行校準能力評定（dìng）時，采用（yòng）純B類方（fāng）法（fǎ）進行（háng）評定就會在一定程度上低估自己的測量能力，這就不十分合理了。應該采用A類和B類組合的方式（shì）進行（háng）評定，使其（qí）更加符合實際（jì）情況。

　　需要說明一（yī）點，重複性（xìng）測量中如果被測對象的特性較差，同樣（yàng）會出（chū）現比較大的標準偏差（chà）s，這隻能說明被測對象影響了評（píng）定（dìng）結果，而並不（bú）是（shì）人為因素的影響。因此，進行實驗室能力評定時，盡量選用性能（néng）穩定的被（bèi）測對象進行重複性測量，以剔除被測對象(L_c)不穩（wěn）定對測量結果的影（yǐng）響，對所用標（biāo）準提（tí）供相近示值(L_b)的能力做出（chū）正確評價，客觀地反映實驗室的最佳測量能力（lì），否則被測對象不穩定（dìng）將影響這（zhè）種能（néng）力的正確評定。

　　總之，重複性測量在測量結果不（bú）確定度評定中的使用（yòng）需要視測量環境和被測對象的狀態而定（dìng），特別是在現場校準（zhǔn）時，一項重（chóng）複性測量可以包含多項因素，它可以解（jiě）決某些（xiē）複雜因素引起的不（bú）確定度分量不易評定的問題。