影响检验检测不确定度因素分析及应用探讨

影响检验检测不确定度因素分析及应用探讨

罗志明，洪军，王昱珩，周扬

（新疆维吾尔自治区产品质量监督检验研究院，新疆，乌鲁木齐， 830000 ）

[鎽樿]在工业化快速发展的今天，检验检测作为评价工业产品质量好坏，保障生命财产安全的重要环节，其地位无可替代。但检验检测过程也受到多方影响，其检测结果的准确输出贯穿了检测样品的始末。不确定度则是对检验检测结果准确度评价的有效手段。本文就检验检测中不确定度影响因素分析及应用开展讨论，希望对本行业发展起到促进作用。

[鍏抽敭璇峕检验检测；不确定度；关键因素；应用探讨

1.不确定度概念

标准JJF1059《测量不确定度评定与表示》给出了不确定度定义：“根据所用到的信息，表征赋予测量值分散性的非负参数”。为了更好的解释这个专有名词，其以“注”的形式进一步解释：“测量不确定度包括由系统影响引起的分量，如与修正量和测量标准所赋量值有关的分量及定义的不确定度。有时对估计的系统影响未作修正，而是当做不确定度分量处理”等等。平心而论，其定义表述的依旧不那么直截了当，一目了然。

通常，误差与不确定度两者概念容易被混淆。而测量误差是指测量结果减去被测量的真值，反映的是测量结果偏离真值的程度。即，可直观的认为每一次数据的采集与读取都存在误差，但确是一个永远未知的数。

测量误差=测量结果-真值

而，标准JJF1059《测量不确定度评定与表示》是表述为：“不确定度则一般由若干分量组成。其中一些分量可根据一系列测量值的统计分布，按测量不确定度的A类评定进行评定，并可用标准偏差表征。而另一些分量则可根据基于经验或其他信息获得的概率密度函数，按测量不确定度的B类评定进行评定，也用标准偏差表征”。即，有多个测量数据存在的前提下，不确定度是可以被量化的数值，是数学统计的结果。

不确定度=标准偏差

2.影响检验检测不确定度的因素

标准JJF1059《测量不确定度评定与表示》指出了实际测量中的10种可能导致测量不确定度的来源，但确并不很容易被理解。如本文引言所述，检验检测工作是一个“人机料法环”的多过程多环节的层层作用综合体，即其工作始末都对不确定存在影响，故而从检验检测出发，以“人机料法环”5环节去剥离自然会更容易分析，而在此5环节中能够被数理统计的测量值都可以得到数字化的不确定度，即。

Σ不确定度=Σ人_不确定度+Σ机_不确定度+Σ料_不确定度+Σ法_不确定度+Σ环_不确定度

3.不确定度的应用探讨

随着检验检测的发展与完善，业内也逐渐的意识到了不确定度的重要性，有个别检验检测机构已经在出具报告时增设了报出不确定度值。而依据标准JJF1059《测量不确定度评定与表示》计算并发表的技术文章也不在少数。就此举例分析：

尤文平发表的《ISO 法测定水泥抗压强度的不确定度评定》一文中分析了不确定的来源可归纳为：样品及样品制备环节，环境条件，设备，称量及测量器具等。在评定不确定度环节引用了检测数值的不确定度、试验机的测量不确定度、

计量检定测力装置的测量不确定度，并指出了检测数值的不确定度最大。

何娟，刘璐发表的《混凝土试块抗压强度试验结果的不确定度评定》一文中分析了不确定的来源可归纳样品的不均匀性，压力，面积，数值修约。评定过程中分别对应为检测结果、压力机、钢直尺、数值修约，并指出试件面积的不确定度最大。

业内皆知，水泥强度和混凝土抗压强度检测是再普通不过的检测项目，其不确定度评定也应当趋于成熟和完善。但纵观“人机料法环”5环节却远远不够。就上述论文总结归纳，笔者认为就混凝土抗压强度的不确定评定中，试件的制作，养护是对检测结果不确定影响最大的因素，表征为人和养护设施的影响则是要重点控制的因素。相反，水泥强度的不确定度评定中虽然影响因素众多，但各个环节都模块化了，最终的影响因素是检测的抗压强度值，而值的不确定度大小的影响因素则是出现在试件的成型和养护环节，即人和环境。

综上所述，在忽略其他检验检测类别可能出现更为突出的影响不确定度因素外，人和环境导致的不确定度影响因素不容忽视。而，不确定度只是评定数据可靠性的一个手段，就本质而言，其与误差并无区别。我们要做的工作是尽可能的减小降低不确定度，减小降低误差。

4.“人机料法环”下的不确定度

检验检测工作核心为准确、高效、公平、公正。不确定度给了我们一把量尺，用来评价检验检测数据可靠准确与否。而如何运用这把量尺，这是标准易被理解以及普及率的问题，而如何用好把量尺，则是从“人机料法环”5环节，引入不确定分析总结，找出主要、次要以及可忽略影响因素，有的放矢的加强试验室管理工作。

“人”：在检验检测过程中，人的干预贯穿了始末，尤其是在样品选取，样品制备阶段。检测人员的操作手法，操作规范程度，责任心等的培养至关重要。要想提升检验检测能力，检测人员的专业素质化建设是最重要的环节。

“机”：在检测行业中专指检测设备以及配套辅助设施。例如，水泥胶砂成型过程中，设备便是水泥胶砂搅拌机、振实台、电子天平、试模，辅助设施则是大小拨料器，刮尺等。随着检定校准行业的多年发展，设备检定工作的有序推进，设备的溯源性得到了很好的控制，但也有其自身的局限性，其检定的是量值溯源性，未将设备作为一个整体去评价对试验可能造成的不确定度。

“料”：主要包括待检测的样品、对应标准物质（标准砂、基准水泥、比表面积标样等）以及其他需要参与检验检测的材料，诸如：水、化学试剂、砂石等。例如，外加剂物理性能检测中，其制样过程中就需要用到除了基准水泥以外的水、砂、石等其他原材料，而因使用其他原材料带来的不确定度如何评价，仅仅依靠标准所述的原材料指标要求根本不能得出其不确定度。

“法”：检验检测是有章可循有法可依的，依据标准办事，是检验检测的准绳。因为方法的不同，检测结果的不确定直观上会有不同，但如何验证。例如，混凝土抗压试验规定了的温度和加载速度，公认的，两者相较加载速度影响会较大，但混凝土行业发展到今天，从最初的水泥、砂、石、水的混合搅拌到现在的水泥、粉煤灰、矿粉、硅灰、粗细骨料、水、减水剂、缓凝剂、膨胀剂等诸多组份混合搅拌的生产工艺，以及检测设备精度的提升等，其加载速度影响是否对其结果不确定度有影响，超过多少的加载速度后对结果的不确定度达到了不可忽视的程度，标准亦不能解答。

“环”：检测行业可理解为专指温湿度，即温度和相对湿度。在众多的检测标准中明确规定了对温度和相对湿度的控制值和控制偏差。有的材料对温度和相对湿度确实是相当敏感。但仅仅依靠一台空调和一个经过检定的温度计放置在一间独立的房间就能控制温度了？相对湿度亦然。

4.试验室标准化建设

与工厂流水线化，模块化类似，试验室也是人与料交互，与设备交互，与量器具交互的场所，且还复杂于工厂。同时，检验检测承担的产品检测工作来源于工厂，在落后于工厂的工作环境下去衡量一个由工厂生产出来的产品显然是不合理的，数据是值得怀疑的。试验室的建设和布局也绝不是简单的几间房间里陈列着各类检测设备这么简单。相反，应当依据所要涉及的检测产品去优化布局，尽可能减少二次搬运或搬运距离，对有环境条件要求的产品更应引起重视，并采取有效手段控制房间整体温湿度。即试验室标准化模块化建设。

5.结语

综上所述，检验检测中“人机料法环”5环节都对不确定度评定存在影响，根据检测特性确实存在主要影响因素。而有的因素则是标准JJF1059《测量不确定度评定与表示》不能给出的量值，例如人的不确定度，样品制样过程中其他材料的不确定度，亦不能评定一个房间的温湿度的不确定度。同时从名词术语定义，标准化编制，“人机料法环”5环节的不确定度推导等方面看，JJF1059《测量不确定度评定与表示》的发展还有一大段路要走。同时，以不确定度为手段，试验室的标准化建设，检测人员的专业素质化建设才是亟待提升的工作重点。

参考文献

[1] JJF 1059.1.测量不确定度评定与表示[S].国家质量监督检验检疫总局.2012.

[2]黄浩,侯俊玲.不确定度与误差关系[J].科技论坛,2005(15):86.