實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)結(jié)果評(píng)價(jià)中的某些誤區(qū)

實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)結(jié)果評(píng)價(jià)中的某些誤區(qū)實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)的目的就是確定實(shí)驗(yàn)室能力、識(shí)別實(shí)驗(yàn)室存在的問(wèn)題與實(shí)驗(yàn)室間的差異，因此最終對(duì)比對(duì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)是關(guān)鍵。那么比對(duì)評(píng)價(jià)要求各實(shí)驗(yàn)室的測(cè)量結(jié)果與參考實(shí)驗(yàn)室所確定的參考值相比對(duì)時(shí)，應(yīng)考慮各參加實(shí)驗(yàn)室聲明的測(cè)量不確定度。而以往大家對(duì)比對(duì)認(rèn)識(shí)不足，只注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一致性，而忽略了結(jié)果的不確定度。雖然多個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)給出了結(jié)果，但沒(méi)有提供各實(shí)驗(yàn)室的測(cè)量結(jié)果不確定度分析報(bào)告，使得實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)工作只有組織和實(shí)施，缺少正確合理的評(píng)價(jià)，不知道結(jié)果之間相差多大為合理?多大為不合理?甚至于一味地追求結(jié)果的一致性，忽視了比對(duì)實(shí)驗(yàn)的真正目的。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15483.1—1999《利用實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)的能力驗(yàn)證》的實(shí)施，對(duì)實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)的計(jì)劃、運(yùn)作規(guī)定了基本原則及應(yīng)考慮的因素。特別是對(duì)比對(duì)結(jié)果評(píng)價(jià)提供了參考依據(jù)。GB/T15483.1中的附錄A用En值法評(píng)定比對(duì)結(jié)果，公式為:

式中:Xlab、Ulab——參加實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果及其擴(kuò)展不確定度；Xref、Uref——參考實(shí)驗(yàn)室的指定值及其擴(kuò)展不確定度。

當(dāng)En≤1時(shí)，認(rèn)為是滿意的；

當(dāng)En>1時(shí)，認(rèn)為是不滿意的。

在應(yīng)用公式(1)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算時(shí)存在以下幾種情況:1.直接代入不同類型的擴(kuò)展不確定度進(jìn)行示值計(jì)算將導(dǎo)致錯(cuò)誤的判斷

對(duì)公式中擴(kuò)展不確定度的含義理解不清，有的直接將不確定度報(bào)告中分析得出的測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度代入公式中，其中有U99、U95、U(k=2)、或U(k=3)。有的參考實(shí)驗(yàn)室還根據(jù)檢定規(guī)程要求來(lái)確定公式(1)中的擴(kuò)展不確定度類型。例如按JJG146-1994《量塊》的要求，量塊中心長(zhǎng)度值給出置信概率為99%的擴(kuò)展不確定度，即U99，按JJG99-1990《砝碼》則要求給出U(k=3)。這種方法將導(dǎo)致錯(cuò)誤的判斷。盡管GB/T15481.3-1999中并沒(méi)有指明公式(1)中的擴(kuò)展不確定度的包含因子k之值，但按一般規(guī)律(JJF1001-1999)用k=2或p=95%的擴(kuò)展不確定度。也就是說(shuō)對(duì)于量塊的校準(zhǔn)，應(yīng)將U99換算成U95；對(duì)于砝碼的校準(zhǔn)應(yīng)將U(k=3)換算成U(k=2)。然后代入公式(1)中算出En值，得出合理的評(píng)價(jià)結(jié)論。當(dāng)前有一種觀點(diǎn)認(rèn)為:只要參考實(shí)驗(yàn)室與各參加實(shí)驗(yàn)室采用相同類型的擴(kuò)展不確定度代入公式(1)計(jì)算，如均用U(k=3)或U99,即具有可比性，可以進(jìn)行公平的比對(duì)。實(shí)際上這種誤區(qū)將導(dǎo)致不滿意結(jié)果成為滿意結(jié)果的錯(cuò)誤結(jié)論。因?yàn)橥唤Y(jié)果的U99>U95，U(k=3)>U(k=2)，把U99、U(k=3)代入(1)中得出的En值將比正常情況偏小，從而得出錯(cuò)誤結(jié)論。2.En值是否越小越好呢?

實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)時(shí)，根據(jù)各實(shí)驗(yàn)室報(bào)告的結(jié)果及其評(píng)定的不確定度按公式(1)算出各實(shí)驗(yàn)室的En值，列表如下:

有一種觀點(diǎn)認(rèn)為:lab3的En值為0.71，相對(duì)較大，因此覺(jué)得本實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)較不理想。本文認(rèn)為這種觀點(diǎn)存在誤區(qū)，En值只是一個(gè)比對(duì)參數(shù)，它小于等于1即為滿意。En值的大小與結(jié)果的不確定度有關(guān)，由于不確定分析是因人而異的，盡管差異有限但還是存在的。當(dāng)不確定度分析中忽略一些較小分量或?qū)?lái)源考慮不全等，將導(dǎo)致不確定度值偏小；當(dāng)不確定度分析中比較保守或考慮來(lái)源有重復(fù)情況等，將導(dǎo)致不確定度值偏大。這些都將導(dǎo)致En值偏大或偏小。但只要在合理范圍內(nèi)，且不至于影響到結(jié)論的不同就可以。并不能一味地說(shuō)En值越小，結(jié)果越理想、越可靠，也不能僅僅因此而得出實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)能力或水平的高與低。3.不確定度分析報(bào)告提供的擴(kuò)展不確定度是否越大越好?

依據(jù)公式(1)，有一種觀點(diǎn)認(rèn)為:不確定分析并不是越小越好，分析的大一些，得出的比對(duì)參數(shù)會(huì)小一些，滿意的結(jié)果更有保證，對(duì)其實(shí)驗(yàn)室來(lái)講不吃虧。孰不知實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)的目的是確定實(shí)驗(yàn)室能力，識(shí)別實(shí)驗(yàn)室存在的問(wèn)題，以便及時(shí)采取補(bǔ)救措施，而不是比哪個(gè)實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)更貼近參考實(shí)驗(yàn)室。人為擴(kuò)大不確定度而導(dǎo)致更滿意的結(jié)果，將失去比對(duì)的意義。4.多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果取平均值報(bào)告結(jié)果，其擴(kuò)展不確定度應(yīng)如何考慮?

對(duì)于參考實(shí)驗(yàn)室，通常情況是在發(fā)往一些實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)前，檢定或校準(zhǔn)一次得到Xref，并評(píng)出其擴(kuò)展不確定度U95。對(duì)一批實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)回來(lái)后，完全按原來(lái)的測(cè)量程序再檢定或校準(zhǔn)一次得出Xref2，顯然其擴(kuò)展不確定度也是U95，因再次檢定/校準(zhǔn)屬于重復(fù)性條件下的觀測(cè)。取兩次的平均值Xref=(Xref1+Xref2)/2作為參考值代入公式(1)中，Uref如何評(píng)定?它是否等于U95？實(shí)際上在擴(kuò)展不確定度U95中包含兩類不確定度分量:一是系統(tǒng)效應(yīng)導(dǎo)致的，它們?cè)趦纱螠y(cè)量結(jié)果中同樣存在，但在平均值的擴(kuò)展不確定度Uref中仍不變；另一部分是隨機(jī)效應(yīng)導(dǎo)致的不確定度分量，它們?cè)谄骄档牟淮_定度Uref中要比在單次測(cè)量結(jié)果的確定度U95中小，具體應(yīng)是單次的值除以。由此得出Uref<U95，如將U95直接代入公式(1)，將導(dǎo)致縮小En值的結(jié)果。如果隨機(jī)效應(yīng)導(dǎo)致的分量與系統(tǒng)效應(yīng)導(dǎo)致的分量相比較小時(shí)，這種影響可忽略，否則將會(huì)得出錯(cuò)誤判斷。對(duì)于參加實(shí)驗(yàn)室，普遍的情況是對(duì)實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)實(shí)驗(yàn)較為謹(jǐn)慎，為了準(zhǔn)確可靠，重復(fù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量多次，取多次實(shí)驗(yàn)的平均值報(bào)告結(jié)果。而其不確定度分析報(bào)告給出的卻是單次測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度Ulab。原因同上，將人為導(dǎo)致En值的偏小，進(jìn)而導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)論的錯(cuò)誤。正確的方法應(yīng)該是:既然取了平均值作為校準(zhǔn)結(jié)果報(bào)告，其不確定度就應(yīng)考慮平均值的不確定度，且其值一定小于或等于單次測(cè)量結(jié)果的不確定度。特別值得注意的是當(dāng)兩次