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1、检测试验室测量不确定度评定方法的探讨检测试验室测量不确定度评定方法的探讨王承忠王承忠(上海宝钢探讨院分析测摸索讨中心上海宝钢探讨院分析测摸索讨中心)(上海上海201900)摘要：摘要：对对于于检检测测试试验验室室，为为提提高高测测量量不不确确定定度度评评定定的的牢牢靠靠性性，就就评评定定方方法法而而言言本本文文提提出出对对材材料料不不同同的的检检测测参参数数应应接接受受不不同同的的评评定定方方法法。本本文文对对金金属属材材料料力力学学性性能能检检测测参参数数测测量量不不确确定定度度的的评评定定进进行行了了探探讨讨，从从而而提提出出，可可接接受受干干脆脆评评定定法法对对拉拉伸伸性性能能和和维维氏
2、氏硬硬度度试试验验结结果果的的测测量量不不确确定定度度进进行行评评定定，而而宜宜接接受受综综合合评评定定法法对对冲冲击击性性能能、布布氏氏硬硬度度和和洛洛氏氏硬硬度度试试验验结结果果的的测测量量不不确确定定度度进进行行评评定定。同同时时指指出出，综综合合评评定定法法能能满满足足解解决决金金属属材材料料理理化化检检测测结结果果测测量量不不确确定定度度评评定定中中的的某些难点。某些难点。关关键键词词：测测量量不不确确定定度度评评定定；干干脆脆评评定定法法；综综合合评评定定法法；金金 属属材材料料力力学学性性能能试试验验；数学模型数学模型 1.1.引言引言 依据依据ISO/IEC 17025:200
3、5ISO/IEC 17025:2005检测和校准试验室实力的通用检测和校准试验室实力的通用要求标准，不管是检测试验室还是校准试验室都必需具有要求标准，不管是检测试验室还是校准试验室都必需具有评定测量不确定度的实力。评定测量不确定度的实力。19931993年，国际不确定度工作组制年，国际不确定度工作组制定的测量不确定度表示指南（定的测量不确定度表示指南（Guide to the Expression Guide to the Expression of Uncertainty in Measurementof Uncertainty in Measurement）(简称简称GUM)GUM)，19
4、951995年经修年经修订由订由ISOISO、IECIEC、BIPMBIPM、OIMLOIML、IFCCIFCC、IUPACIUPAC、IUPAPIUPAP等七个国等七个国际组织批准和发布，并由际组织批准和发布，并由ISOISO出版，国际上公认的出版，国际上公认的“测量不确测量不确定度表示指南定度表示指南”公布于世，相继得到了广泛的应用和发行，公布于世，相继得到了广泛的应用和发行，受到世界范围内各个国家的接受。我国也于受到世界范围内各个国家的接受。我国也于19991999年批准发布年批准发布了了JJF1059-1999JJF1059-1999测量不确定评定与表示的计量技术规范。测量不确定评定与
5、表示的计量技术规范。在我国，计量部门的校准试验室在我国，计量部门的校准试验室,对于很多计量设备和仪对于很多计量设备和仪器已经有了较为成熟的不确定评定与表示的论文或专著发表。器已经有了较为成熟的不确定评定与表示的论文或专著发表。然而，对于各行业的检测试验室，由于检测项目繁多，检测然而，对于各行业的检测试验室，由于检测项目繁多，检测方法也很多，各种参数和方法都具有各自的特点，检测条件方法也很多，各种参数和方法都具有各自的特点，检测条件和试样状况都各不相同。因此如何具体应用有广泛适应性和和试样状况都各不相同。因此如何具体应用有广泛适应性和兼容性的不确定度评定指南兼容性的不确定度评定指南GUMGUM（
6、或（或JJF1059JJF1059）来正确评定检）来正确评定检测结果的不确定度，具有确定难度。为此，近年来从事检测测结果的不确定度，具有确定难度。为此，近年来从事检测事业的技术人员始终在进行探究和探讨，并取得了很多进展。事业的技术人员始终在进行探究和探讨，并取得了很多进展。探讨表明，就评定方法而言，对于不同的检测参数和不同的探讨表明，就评定方法而言，对于不同的检测参数和不同的检测方法应当接受不同的评定方法。本文以金属材料的力学检测方法应当接受不同的评定方法。本文以金属材料的力学性能参数检测为例，阐明干脆评定法和综合评定法的应用。性能参数检测为例，阐明干脆评定法和综合评定法的应用。结果表明综合评
7、定法能满足地解决力学性能参数检测结果测结果表明综合评定法能满足地解决力学性能参数检测结果测量不确定度评定中的很多难点。量不确定度评定中的很多难点。2.2.干脆评定法干脆评定法 对对于于检检测测试试验验室室，依依据据国国际际不不确确定定度度评评定定指指南南GUMGUM或或我我国国JJF JJF 1059-19991059-1999测测量量不不确确定定度度评评定定与与表表示示技技术术规规范范对对材材料料理理化化检检验验检检测测结结果果进进行行测测量量不不确确定定度度评评定定时时，一一般般接接受受干干脆脆评评定定法法进进行行。所所谓谓干干脆脆评评定定法法，就就是是在在试试验验条条件件（检检测测方方法
8、法、环环境境条条件件、测测量量仪仪器器、被被测测对对象象、检检测测过过程程等等）明明确确的的基基础础上上，建建立立由由检检测测参参数数试验原理所给出的数学模型试验原理所给出的数学模型 ，3.3.综合评定法综合评定法 实实践践表表明明，在在检检测测试试验验室室的的测测量量不不确确定定度度评评定定中中，有有的的检检测测项项目目接接受受干干脆脆评评定定法法评评定定其其检检测测结结果果的的测测量量不不确确定定度度，那那么么会会存存在在以以下下问问题题：a a）一一方方面面全全部部输输入入量量的的不不确确定定度度重重量量并并不不能能包包含含影影响响检检测测结结果果全全部部的的主主要要不不确确定定因因素素
9、；b b）另另一一方方面面全全部部或或部部分分输输入入量量的的不不确确定定度度重重量量量量化化困困难难；c)c)还还有有的的检检测测项项目目由由数数学学模模型型求求某某些些输输入入量量的的灵灵敏敏系系数数特特殊殊困困难难或或特特殊殊困困难难。这这时时假假如如仍仍用用干干脆脆评评定定法法，那那么么不不仅仅牢牢靠靠性性低低，而而且且缺缺乏可操作性。对于这种状况必需接受综合法进行评定。乏可操作性。对于这种状况必需接受综合法进行评定。况且影响检测结果的因素很多，诸如试样状态（尺寸、况且影响检测结果的因素很多，诸如试样状态（尺寸、粗糙度，特殊是缺口状态）、冲击试验机状态（刚度、粗糙度，特殊是缺口状态）、
10、冲击试验机状态（刚度、摆锤、轴线摆锤长度、刀刃尺寸、回零差、底座的跨摆锤、轴线摆锤长度、刀刃尺寸、回零差、底座的跨距、曲率半径及斜度、能量损失等）、试验条件（冲距、曲率半径及斜度、能量损失等）、试验条件（冲击速度、试样对中、温度等）、试样材质的不匀整性、击速度、试样对中、温度等）、试样材质的不匀整性、操作人员的差异等等。因此，依据操作人员的差异等等。因此，依据GUM或或JJF1059-1999对金属材料试样进行夏比冲击试验检测结果测量对金属材料试样进行夏比冲击试验检测结果测量不确定度评定时，假如接受干脆法，即依据冲击试验不确定度评定时，假如接受干脆法，即依据冲击试验上述的数学模型，对各个影响因
11、数（即输入量上述的数学模型，对各个影响因数（即输入量F、L、）引入的不确定度重量进行评定，再按不确定度）引入的不确定度重量进行评定，再按不确定度传播规律进行合成，最终扩展而得到结果，那么，一传播规律进行合成，最终扩展而得到结果，那么，一方面输入量方面输入量F、L、量化很难精确，量化很难精确，而另一方面有很多重要因数无法考虑进去，如材料而另一方面有很多重要因数无法考虑进去，如材料的不匀整性、在满足的不匀整性、在满足GB/T2291994标准前提下试标准前提下试样加工的差异、试验条件（试样对中、冲击速度、样加工的差异、试验条件（试样对中、冲击速度、温度）的差异等，这些不确定因素对不确定度的贡温度）
12、的差异等，这些不确定因素对不确定度的贡献无法在重量中计算进去。明显，这时所得到的结献无法在重量中计算进去。明显，这时所得到的结果其精确性和牢靠性都较差。因此，为了使冲击试果其精确性和牢靠性都较差。因此，为了使冲击试验结果的测量不确定度评定具有可操作性和相当的验结果的测量不确定度评定具有可操作性和相当的牢靠性，应当接受综合法，此方法的思路是：在试牢靠性，应当接受综合法，此方法的思路是：在试验方法（包括试样的制备和一切试验的操作）满足验方法（包括试样的制备和一切试验的操作）满足国家标准（如国家标准（如GB/T2291994）、所用设备、仪器）、所用设备、仪器和标样也满足国家标准或国家计量检定规程（
13、如对和标样也满足国家标准或国家计量检定规程（如对于冲击试验，于冲击试验，作者简介作者简介王承忠王承忠 教授级高级工程师教授级高级工程师国家自然科学基金委员会上海宝钢集团公司钢铁联合探讨基金国家自然科学基金委员会上海宝钢集团公司钢铁联合探讨基金 评议专家评议专家上海市科学技术专家库（上海市科学技术专家库（“上海科技上海科技”网站，专家标识号网站，专家标识号 0013014598)0013014598)专家专家中国合格评定国家认可委员会（中国合格评定国家认可委员会（CNASCNAS）国家试验室注册技术评审员国家试验室注册技术评审员CNASCNAS技术委员会测量不确定度分委员会技术委员会测量不确定度分委员会 委员委员 冶金、机械技术组冶金、机械技术组 组长组长中华人民共和国中华人民共和国 计量认证计量认证/审查认可审查认可 国家级注册评审员国家级注册评审员宝钢探讨院宝钢探讨院 客座专家客座专家宝钢特钢公司质量保证部宝钢特钢公司质量保证部 高级顾问高级顾问上海投资询问公司上海投资询问公司 专家库专家库 专家专家