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一、前言
符合性评定,就是评定仪器的示值误差是否在最大误差范围内,也就是测量仪器是否符合其技术指标的要求,凡符合要求的判为合格。本文重点讨论考虑测量不确定度时测量仪器示值误差的符合性评定,介绍评定的广义模式和狭义模式。
二、符合性评定的广义模式
示值误差=Y-Y0,其中Y为考虑测量不确定度的仪器显示值,Y0为真实值(标准值)。若仪器显示值y,扩展不确定度U,相对扩展不确定度Urel,则Y=y±U,亦可以表达为Y=y(1±Urel)。我们必须意识到扩展不确定度U=yUrel,而表达式U=Y0Urel是错误的。下限值Y1=y-U,上限值Y2=y+U,下限值的示值误差=Y1-Y0=y-U-Y0,上限值的示值误差=Y2-Y0=y+U-Y0。示值允许误差为[-a,b](其中a>0,b>0),则得到以下结论:
(1)若区间[y-U,y+U]均在区间[Y0-a,Y0+b]之内,则为合格区。
(2)若区间[y-U,y+U]只有部分区间在区间[Y0-a,Y0+b]之内,则为待定区。
(3)若区间[y-U,y+U]完全不在区间[Y0-a,Y0+b]之内,则为不合格区。
三、符合性评定的狭义模式
若a-b=0,若[∆δ]=b,[∆δ]为最大允许示值误差的绝对值。若为合格区,则需要同时满足两式
|y-U-Y0|≤[∆δ] 式(1)
|y+U-Y0|≤[∆δ] 式(2)
化简得
U-[∆δ]≤y-Y0≤U+[∆δ]
-U-[∆δ]≤y-Y0≤[∆δ]-U
分析:
(1)当同时满足式(1)、式(2),则为合格区。
U-[∆δ]≤y-Y0≤[∆δ]-U⇔|y-Y0|≤[∆δ]-U
故当有|y-Y0|≤[∆δ]-U,则为合格区。这就是JJF 1094-2002《测量仪器特性评定技术规范 》第5.3.1.6条合格判定依据的推导过程。
附JJF 1094-2002《测量仪器特性评定技术规范 》第5.3.1.6条。
a)合格判据
被评定测量仪器的示值误差∆的绝对值小于或等于其最大允许误差的绝对值MPEV与示值误差的扩展不确定度U95之差时可判为合格,即:|∆|≤MPEV-U95为合格。
(2)当满足且只满足式(1)或式(2),则为待定区。
-U-[∆δ]≤y-Y0<U-[∆δ]
或[∆δ]-U<y-Y0≤U+[∆δ]
合并两式得[∆δ]-U<|y-Y0|≤U+[∆δ],故当有[∆δ]-U<|y-Y0|≤U+[∆δ],则为待定区。这就是JJF 1094-2002《测量仪器特性评定技术规范 》第5.3.1.6条待定区判定依据的推导过程。
附JJF 1094-2002《测量仪器特性评定技术规范 》第5.3.1.6条。
c)待定区
当被评定测量仪器的示值误差既不符合合格判据又不符合不合格判据时,为处于待定区。这时不能下合格或不合格的结论,即:MPEV-U95<|∆|<MPEV+U95为待定区。
(3)当均不满足式(1)、式(2),则为不合格区。
y-Y0<-U-[∆δ]或y-Y0>U+[∆δ]
合并两式得|y-Y0|>U+[∆δ],故当有|y-Y0|>U+[∆δ],则为不合格区。这就是JJF 1094-2002《测量仪器特性评定技术规范 》第5.3.1.6条不合格区判定依据的推导过程。
附JF 1094-2002《测量仪器特性评定技术规范 》第5.3.1.6条。
b)不合格判据
被评定测量仪器的示值误差∆的绝对值大于或等于其最大允许误差的绝对值MPEV与示值误差的扩展不确定度U95之和时,可判为不合格,即:|∆|≥ MPEV+U95为不合格。
四、小结
考虑测量不确定度时测量仪器示值误差的符合性评定,当测量示值在待定区(无法判定合格与否)或不合格区时,按严格的角度处理均认为测量值在不合格区;只有测量示值全部位于合格区,才认为示值误差的符合性满足要求。JJF 1094-2002《测量仪器特性评定技术规范 》亦提到不考虑测量不确定的情况。
参考文献:
[1] 国家质量监督检验检疫总局•JJF 1059.1-2012—测量不确定度评定与表示•北京:中国标准出版社,2012
[2] 国家质量监督检验检疫总局•JJF 1094-2002—测量仪器特性评定技术规范•北京:中国计量出版社,2003
作者简介:陈仕坤,广东惠和工程检测有限公司副总工程师。