某(mǒu)些計量標準器(qì)具通過與基準或上一等計量標準比較時,穩定性應是一個重要的考察項目,隻有當所有受檢項目(含穩定性)經檢定合(hé)格後,才能出具檢定證書,檢定證書一般(bān)給出測量結果及測量不確定度。當用這些計(jì)量(liàng)標準進行量傳時,使用這些計量標準的實際值,當對量傳不(bú)確定度評定時,往往對穩定(dìng)性引起的測(cè)量不確定度(dù)不予考慮。經查JJF1059-1999及ISO出版的《測(cè)量不確定度表示指(zhǐ)南》1995年修訂版,有穩定性的定義而無(wú)穩定性的處理方法。本文寫作之目的是想通過對穩(wěn)定性屬性及操作方法的(de)討論,試圖提(tí)醒人們在測量不確定(dìng)度(dù)評定時,應當考慮由穩定性引起的不確定度分(fèn)量,提請修改有關技術規範時對此問題予以考慮。
一、關於穩定性的屬性及特點
JJF1001-1998對穩定性的定義是“測量儀器(qì)保(bǎo)持其計量特性隨時間恒定的能力”。穩定性確定考察的方法一(yī)般(bān)是將計量標準與更穩定的基準或標準(zhǔn)定期進行比較,用兩次不同時間(jiān)段得到的實際(jì)值之差,來度量穩定性,“確定其計量特性經規定的時間所發生的變化”。因此(cǐ),測得的實際值即為穩定性的數據來源,其(qí)操作方法可用(yòng)下式表示(shì), 即:ys=y2-y1
式(shì)中:ys——穩(wěn)定性;y2——規定時間段結束時(或本次周檢(jiǎn))的實際值;y1——規定時間段開始時(或上次周檢(jiǎn))的實際值。
某些(xiē)以等使用的計量標準如量塊(kuài)的穩定性,檢定規程是用年變化量、與上一檢定周期之差(chà)等來要求的(de),也是客觀存在的。經基準或標準檢定後,隻要穩定性在規定時間段內,不(bú)超過規程規定(dìng)即可認為(wéi)穩定性(xìng)合格。現在的問題(tí)是,如果用這些標準再向下一等量(liàng)傳時,穩定性引起的量值變化因隻知其變化範圍,不知其具體變化量,故既不能予以修正,也未將它(tā)當作不確定度(dù)分(fèn)量予以評(píng)定,因此它是一個在測量不(bú)確(què)定度評定中被遺漏的分量(liàng)。簡言之,隻知其變化範圍,不知其具體變化量的量,筆者認為其屬性完全是一個不確定度分(fèn)量。
二、遺漏該分量的後果分析
對穩(wěn)定(dìng)性(xìng)而言,隻要穩定性不超差,規程規(guī)定則可認為是(shì)合格的,但是如果(guǒ)遺漏一個隻知其變化範圍,不知其具體變化量的不確定度分量(liàng),將對測量不(bú)確定(dìng)度的(de)評定及量傳可(kě)靠性產生嚴重影響。現以(yǐ)檢定周期為1年、100mm的2等標準(zhǔn)量塊為例,來說明這(zhè)個問題。
按照量塊(kuài)檢定(dìng)規程(JJG146-1994)的規定100mm、2等標準量塊長度測量(liàng)的不(bú)確定度不應超過(guò)0.10μm,長度的年變化量應不超過0.07μm,長度的(de)年變化量占長度測(cè)量不確定度的2/3多(duō),如果不將年變化量這一不確定度因素考(kǎo)慮進去,如此大的年變化量允差,在一個有效周期內變化,又無法對其進行修(xiū)正,勢必對(duì)該標準量(liàng)塊(kuài)的量值產生嚴(yán)重影響,再(zài)往下一等傳遞時,傳遞量值的可靠性將很難保證。
三、方法及建議(yì)
根據以上討論(lùn)分析,本文認為可采用(yòng)以下辦(bàn)法對由穩定性(xìng)引起的不確定度予以評定和修正。
1.按隨機效應引起的不確定度(dù)評定。
無法給出特定檢定周期(時間段)內量值變化的計量標準,雖然知(zhī)其分布區間,但不知其特定時(shí)段變化量的特性,將其(qí)作為測量不確定度分量考(kǎo)慮,用下式計算標準不確定度分量。
式中u(s)—穩定性引起的標準不(bú)確定度分量;A—穩定性允差(chà)的半寬;—均勻分布的覆蓋因子。
2.參照有關國際標(biāo)準(ISO)和國際建議(OIML)的有關規定,如果由穩定性引起的量值(zhí)變化與測量不確(què)定度(dù)可以被識別,則可將(jiāng)其作為係(xì)統(tǒng)效應引起(qǐ)的(de)不確定度予以修正,具體有下列幾種:
(1)銷售前的計量標準器具,生產(chǎn)廠(chǎng)進行(háng)過長期的穩定性考察,給(gěi)出了該標準隨時間變化量值亦隨之變化的有關信息(如量值、校準曲線等);
(2)根據(jù)已有多次周檢數據之趨勢;
(3)根據驗證之數(shù)據及數據趨勢;
(4)根據比對數據及數(shù)據趨勢。
3.下(xià)列(liè)情況可不考慮穩定性的影響:
(1)已掌握了穩定性引(yǐn)起變化的特點、規律,適當(dāng)的(de)檢定周期(qī)、檢定頻次;
(2)上一等標準(基準)量傳時,已考慮到穩(wěn)定(dìng)性的影響。