02檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)量不確定度評(píng)定方法的探解析

檢測(cè)試驗(yàn)室測(cè)量不確定度評(píng)定方法的探討王承忠

(上海寶鋼爭(zhēng)論院分析測(cè)試爭(zhēng)論中心)(上海202300)摘要：對(duì)于檢測(cè)試驗(yàn)室，為提高測(cè)量不確定度評(píng)定的牢靠性，就評(píng)定方法而言本文提出對(duì)材料不同的檢測(cè)參數(shù)應(yīng)承受不同的評(píng)定方法。本文對(duì)金屬材料力學(xué)性能檢測(cè)參數(shù)測(cè)量不確定度的評(píng)定進(jìn)展了探討，從而提出，可承受直接評(píng)定法對(duì)拉伸性能和維氏硬度試驗(yàn)結(jié)果的測(cè)量不確定度進(jìn)展評(píng)定，而宜承受綜合評(píng)定法對(duì)沖擊性能、布氏硬度和洛氏硬度試驗(yàn)結(jié)果的測(cè)量不確定度進(jìn)展評(píng)定。同時(shí)指出，綜合評(píng)定法能滿(mǎn)足解決金屬材料理化檢測(cè)結(jié)果測(cè)量不確定度評(píng)定中的某些難點(diǎn)。關(guān)鍵詞：測(cè)量不確定度評(píng)定；直接評(píng)定法；綜合評(píng)定法；金屬材料力學(xué)性能試驗(yàn)；數(shù)學(xué)模型1.引言依據(jù)ISO/IEC17025:2023《檢測(cè)和校準(zhǔn)試驗(yàn)室力氣的通用要求》標(biāo)準(zhǔn)，不管是檢測(cè)試驗(yàn)室還是校準(zhǔn)試驗(yàn)室都必需具有評(píng)定測(cè)量不確定度的力氣。1993年，國(guó)際不確定度工作組制定的《測(cè)量不確定度表示指南》〔GuidetotheExpressionofUncertaintyinMeasurement〕(簡(jiǎn)稱(chēng)GUM)，1995年經(jīng)修訂由ISO、IEC、BIPM、OIML、IFCC、IUPAC、IUPAP等七個(gè)國(guó)際組織批準(zhǔn)和公布，并由ISO出版，國(guó)際上公認(rèn)的“測(cè)量不確定度表示指南”公布于世，相繼得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)行，受到世界范圍內(nèi)各個(gè)國(guó)家的承受。我國(guó)也于1999年批準(zhǔn)公布了JJF1059-1999《測(cè)量不確定評(píng)定與表示》的計(jì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

在我國(guó)，計(jì)量部門(mén)的校準(zhǔn)試驗(yàn)室,對(duì)于很多計(jì)量設(shè)備和儀器已經(jīng)有了較為成熟的不確定評(píng)定與表示的論文或?qū)Ｖl(fā)表。然而，對(duì)于各行業(yè)的檢測(cè)試驗(yàn)室，由于檢測(cè)工程繁多，檢測(cè)方法也很多，各種參數(shù)和方法都具有各自的特點(diǎn)，檢測(cè)條件和試樣狀況都各不一樣。因此如何具體應(yīng)用有廣泛適應(yīng)性和兼容性的不確定度評(píng)定指南GUM〔或JJF1059〕來(lái)正確評(píng)定檢測(cè)結(jié)果的不確定度，具有確定難度。為此，近年來(lái)從事檢測(cè)事業(yè)的技術(shù)人員始終在進(jìn)展探究和爭(zhēng)論，并取得了很多進(jìn)展。爭(zhēng)論說(shuō)明，就評(píng)定方法而言，對(duì)于不同的檢測(cè)參數(shù)和不同的檢測(cè)方法應(yīng)當(dāng)承受不同的評(píng)定方法。本文以金屬材料的力學(xué)性能參數(shù)檢測(cè)為例，說(shuō)明直接評(píng)定法和綜合評(píng)定法的應(yīng)用。結(jié)果說(shuō)明綜合評(píng)定法能滿(mǎn)足地解決力學(xué)性能參數(shù)檢測(cè)結(jié)果測(cè)量不確定度評(píng)定中的很多難點(diǎn)。2.直接評(píng)定法對(duì)于檢測(cè)試驗(yàn)室，依據(jù)國(guó)際不確定度評(píng)定指南GUM或我國(guó)JJF1059-1999《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)材料理化檢驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)展測(cè)量不確定度評(píng)定時(shí)，一般承受直接評(píng)定法進(jìn)展。所謂直接評(píng)定法，就是在試驗(yàn)條件〔檢測(cè)方法、環(huán)境條件、測(cè)量?jī)x器、被測(cè)對(duì)象、檢測(cè)過(guò)程等〕明確的根底上，建立由檢測(cè)參數(shù)試驗(yàn)原理所給出的數(shù)學(xué)模型，3.綜合評(píng)定法實(shí)踐說(shuō)明，在檢測(cè)試驗(yàn)室的測(cè)量不確定度評(píng)定中，有的檢測(cè)工程承受直接評(píng)定法評(píng)定其檢測(cè)結(jié)果的測(cè)量不確定度，那么會(huì)存在以下問(wèn)題：a〕一方面全部輸入量的不確定度重量并不能包含影響檢測(cè)結(jié)果全部的主要不確定因素；b〕另一方面全部或局部輸入量的不確定度重量量化困難；c)還有的檢測(cè)工程由數(shù)學(xué)模型求某些輸入量的靈敏系數(shù)特殊困難或特殊簡(jiǎn)潔。這時(shí)假設(shè)仍用直接評(píng)定法，那么不僅牢靠性低，而且缺乏可操作性。對(duì)于這種狀況必需承受綜合法進(jìn)展評(píng)定。況且影響檢測(cè)結(jié)果的因素很多，諸如試樣狀態(tài)〔尺寸、粗糙度，特殊是缺口狀態(tài)〕、沖擊試驗(yàn)機(jī)狀態(tài)〔剛度、擺錘、軸線擺錘長(zhǎng)度、刀刃尺寸、回零差、底座的跨距、曲率半徑及斜度、能量損失等〕、試驗(yàn)條件〔沖擊速度、試樣對(duì)中、溫度等〕、試樣材質(zhì)的不均勻性、操作人員的差異等等。因此，依據(jù)GUM或JJF1059-1999對(duì)金屬材料試樣進(jìn)展夏比沖擊試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果測(cè)量不確定度評(píng)定時(shí)，假設(shè)承受直接法，即依據(jù)沖擊試驗(yàn)上述的數(shù)學(xué)模型，對(duì)各個(gè)影響因數(shù)〔即輸入量F、L、α、β〕引入的不確定度重量進(jìn)展評(píng)定，再按不確定度傳播規(guī)律進(jìn)展合成，最終擴(kuò)展而得到結(jié)果，那么，一方面輸入量F、L、α、β量化很難準(zhǔn)確，而另一方面有很多重要因數(shù)無(wú)法考慮進(jìn)去，如材料的不均勻性、在滿(mǎn)足GB/T229－1994標(biāo)準(zhǔn)前提下試樣加工的差異、試驗(yàn)條件〔試樣對(duì)中、沖擊速度、溫度〕的差異等，這些不確定因素對(duì)不確定度的奉獻(xiàn)無(wú)法在重量中計(jì)算進(jìn)去。明顯，這時(shí)所得到的結(jié)果其準(zhǔn)確性和牢靠性都較差。因此，為了使沖擊試驗(yàn)結(jié)果的測(cè)量不確定度評(píng)定具有可操作性和相當(dāng)?shù)睦慰啃?，?yīng)當(dāng)承受綜合法，此方法的思路是：在試驗(yàn)方法〔包括試樣的制備和一切試驗(yàn)的操作〕滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)〔如GB/T229－1994〕、所用設(shè)備、儀器和標(biāo)樣也滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程〔如對(duì)于沖擊試驗(yàn)，作者簡(jiǎn)介王承忠教授級(jí)高級(jí)工程師國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)－上海寶鋼集團(tuán)公司鋼鐵聯(lián)合爭(zhēng)論基金評(píng)議專(zhuān)家上海市科學(xué)技術(shù)專(zhuān)家?guī)臁病吧虾？萍肌本W(wǎng)站，專(zhuān)家標(biāo)識(shí)號(hào)0013014598)專(zhuān)家中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)〔CNAS〕國(guó)家試驗(yàn)室注冊(cè)技術(shù)評(píng)審員CNAS技術(shù)委員會(huì)測(cè)量不確定度分委員會(huì)委員－－冶金、機(jī)械技術(shù)組組長(zhǎng)中華人民共和國(guó)計(jì)量認(rèn)證/審查認(rèn)可國(guó)家級(jí)注冊(cè)評(píng)審員寶鋼爭(zhēng)論院