新疆維吾爾自治區(qū)計(jì)量測(cè)試研究所  陳順德

　　某些計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具通過(guò)與基準(zhǔn)或上一等計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)比較時(shí)，穩(wěn)定性應(yīng)是一個(gè)重要的考察項(xiàng)目，只有當(dāng)所有受檢項(xiàng)目(含穩(wěn)定性)經(jīng)檢定合格后，才能出具檢定證書(shū)，檢定證書(shū)一般給出測(cè)量結(jié)果及測(cè)量不確定度。當(dāng)用這些計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行量傳時(shí)，使用這些計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際值，當(dāng)對(duì)量傳不確定度評(píng)定時(shí)，往往對(duì)穩(wěn)定性引起的測(cè)量不確定度不予考慮。經(jīng)查JJF1059-1999及ISO出版的《測(cè)量不確定度表示指南》1995年修訂版，有穩(wěn)定性的定義而無(wú)穩(wěn)定性的處理方法。本文寫(xiě)作之目的是想通過(guò)對(duì)穩(wěn)定性屬性及操作方法的討論，試圖提醒人們?cè)跍y(cè)量不確定度評(píng)定時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮由穩(wěn)定性引起的不確定度分量，提請(qǐng)修改有關(guān)技術(shù)規(guī)范時(shí)對(duì)此問(wèn)題予以考慮。

　　一、關(guān)于穩(wěn)定性的屬性及特點(diǎn)

　　JJF1001-1998對(duì)穩(wěn)定性的定義是“測(cè)量?jī)x器保持其計(jì)量特性隨時(shí)間恒定的能力”。穩(wěn)定性確定考察的方法一般是將計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)與更穩(wěn)定的基準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)定期進(jìn)行比較，用兩次不同時(shí)間段得到的實(shí)際值之差，來(lái)度量穩(wěn)定性，“確定其計(jì)量特性經(jīng)規(guī)定的時(shí)間所發(fā)生的變化”。因此，測(cè)得的實(shí)際值即為穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)來(lái)源，其操作方法可用下式表示， 即:y_s=y₂-y₁
　　式中:y_s——穩(wěn)定性；y₂——規(guī)定時(shí)間段結(jié)束時(shí)(或本次周檢)的實(shí)際值；y₁——規(guī)定時(shí)間段開(kāi)始時(shí)(或上次周檢)的實(shí)際值。

　　某些以等使用的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)如量塊的穩(wěn)定性，檢定規(guī)程是用年變化量、與上一檢定周期之差等來(lái)要求的，也是客觀存在的。經(jīng)基準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)檢定后，只要穩(wěn)定性在規(guī)定時(shí)間段內(nèi)，不超過(guò)規(guī)程規(guī)定即可認(rèn)為穩(wěn)定性合格。現(xiàn)在的問(wèn)題是，如果用這些標(biāo)準(zhǔn)再向下一等量傳時(shí)，穩(wěn)定性引起的量值變化因只知其變化范圍，不知其具體變化量，故既不能予以修正，也未將它當(dāng)作不確定度分量予以評(píng)定，因此它是一個(gè)在測(cè)量不確定度評(píng)定中被遺漏的分量。簡(jiǎn)言之，只知其變化范圍，不知其具體變化量的量，筆者認(rèn)為其屬性完全是一個(gè)不確定度分量。    

　　二、遺漏該分量的后果分析

　　對(duì)穩(wěn)定性而言，只要穩(wěn)定性不超差，規(guī)程規(guī)定則可認(rèn)為是合格的，但是如果遺漏一個(gè)只知其變化范圍，不知其具體變化量的不確定度分量，將對(duì)測(cè)量不確定度的評(píng)定及量傳可靠性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。現(xiàn)以檢定周期為1年、100mm的2等標(biāo)準(zhǔn)量塊為例，來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。

　　按照量塊檢定規(guī)程(JJG146-1994)的規(guī)定100mm、2等標(biāo)準(zhǔn)量塊長(zhǎng)度測(cè)量的不確定度不應(yīng)超過(guò)0.10μm，長(zhǎng)度的年變化量應(yīng)不超過(guò)0.07μm，長(zhǎng)度的年變化量占長(zhǎng)度測(cè)量不確定度的2/3多，如果不將年變化量這一不確定度因素考慮進(jìn)去，如此大的年變化量允差，在一個(gè)有效周期內(nèi)變化，又無(wú)法對(duì)其進(jìn)行修正，勢(shì)必對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)量塊的量值產(chǎn)生嚴(yán)重影響，再往下一等傳遞時(shí)，傳遞量值的可靠性將很難保證。    

　　三、方法及建議

　　根據(jù)以上討論分析，本文認(rèn)為可采用以下辦法對(duì)由穩(wěn)定性引起的不確定度予以評(píng)定和修正。
　　1.按隨機(jī)效應(yīng)引起的不確定度評(píng)定。
　　無(wú)法給出特定檢定周期(時(shí)間段)內(nèi)量值變化的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，雖然知其分布區(qū)間，但不知其特定時(shí)段變化量的特性，將其作為測(cè)量不確定度分量考慮，用下式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。
    
　　式中u(s)—穩(wěn)定性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量；A—穩(wěn)定性允差的半寬；—均勻分布的覆蓋因子。

　　2.參照有關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)和國(guó)際建議(OIML)的有關(guān)規(guī)定，如果由穩(wěn)定性引起的量值變化與測(cè)量不確定度可以被識(shí)別，則可將其作為系統(tǒng)效應(yīng)引起的不確定度予以修正，具體有下列幾種:
    (1)銷售前的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具，生產(chǎn)廠進(jìn)行過(guò)長(zhǎng)期的穩(wěn)定性考察，給出了該標(biāo)準(zhǔn)隨時(shí)間變化量值亦隨之變化的有關(guān)信息(如量值、校準(zhǔn)曲線等)；
    (2)根據(jù)已有多次周檢數(shù)據(jù)之趨勢(shì)；
    (3)根據(jù)驗(yàn)證之?dāng)?shù)據(jù)及數(shù)據(jù)趨勢(shì)；
    (4)根據(jù)比對(duì)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)趨勢(shì)。

　　3.下列情況可不考慮穩(wěn)定性的影響:
    (1)已掌握了穩(wěn)定性引起變化的特點(diǎn)、規(guī)律，適當(dāng)?shù)臋z定周期、檢定頻次；
    (2)上一等標(biāo)準(zhǔn)(基準(zhǔn))量傳時(shí)，已考慮到穩(wěn)定性的影響。