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近年來,人造板行業(yè)和學科領域對《測量不確定度評定與表示》的關注程度在逐年加強。最早是質檢機構,現(xiàn)在是高校和科研單位都有相應的論文在行業(yè)媒體上發(fā)表。由于GUM和JJF 1059—1999的內容確實太過抽象,如果沒有經(jīng)過統(tǒng)計學和計量學方面長期系統(tǒng)的專業(yè)學習,產(chǎn)生一些不同的理解和觀點也是十分正常的。就是在一些專著中,往往也在介紹和回答一些不同觀點的爭論,甚至在GUM的附件中也有多處介紹不同的觀點,這對讀者全面和正確理解有關測量不確定度的知識十分有用,正是出于這樣的目的,筆者在此略陳管見。
在人造板的性能檢測中,不可能對整張成品大板作為被測對象進行測量(外觀和尺寸檢測等除外),通常是在批量產(chǎn)品中隨機抽取多張樣品,每張樣品還要切割成許多個試件;然后對試件進行測量。樣品和試件是否需要進行預處理和在怎樣的條件下處理?在某些項目的測量中可能是十分重要的,這在產(chǎn)品標準中應該會做出詳細的規(guī)定。于是,在對人造板進行測量時,由于測量的目的不同,對測量結果的評定程序自然也就不一樣。業(yè)內人士都非常清楚,與其他材料相比,人造板的板內各部位差異和樣品間的差異,都明顯大,即使是用當今最先進的制造技術,也只能減小這種差異,而不能消除這種差異。于是,在定義被測量的測量結果時,必須注明是對單個試件測量結果的評定,或是對一張樣品的測量結果的評定,還是對一批成品板材的測量結果的評定。這樣,也就把測量不確定度評定與表示和人造板的抽樣檢驗結合起來了。以上意見大概不會有明顯的分歧,但在不確定度分量評定時,可能存在一些分歧。
為了表達筆者的觀點,不得不引用幾段權威性的表述和知名專家的意見。在GUM的附件F中,F(xiàn) 1.1.2:“如被測量是某種材料的特性(不是給定樣品的特性),如觀測結果來自同一樣品,而取樣又是測量程序的一部分,則這些觀測值不具有獨立性,必須把不同樣品間可能存在的差異導致的方差分量與單個樣品的重復性條件下的測量結果方差相加。”在李慎安先生編著的《測量不確定度表達百問》的3.11中:“重復性條件下或復現(xiàn)性條件下……如果被測量的變化是隨機的,那么,這個變化造成的分散性與測量方法導致的分散性將構成一個總的分散性,通過貝塞爾公式的實驗標準偏差給出。單獨評定被測量之值隨機變化導致的標準偏差是困難的,必須通過測量,而測量方法也有其標準偏差。如果我們對這一測量條件下的測量方法的標準偏差已較準確的評定出了(自由度較大),設為S1,那么用這一方法測量這個帶有隨機變化的被測量,通過多次重復觀測,按貝塞爾公式計算出的實驗標準偏差設為S1.2,S1.2肯定大于S1,而被測量之值的隨機變化導致的標準偏差S2可按下式計算:S2= 。這就是表示樣本不確定度的實驗標準偏差。”以上兩段引文的內容,其本質是一致的。
以人造板靜曲強度的測量為例,可以這樣說:如對一張樣品的12個試件測量靜曲強度時,必須把12個試件之間存在的靜曲強度之間的隨機變化(也即差異)導致的方差與單個試件的重復性條件下靜曲強度的測量結果的方差相加才行。但是,這12個試件測量的靜曲強度的數(shù)據(jù)列的分散性實際上已經(jīng)是二者之和的反映,如要將二者分離,就按上述的S2= 式計算。問題在于,單個試件在重復性條件下的靜曲強度的測量結果的方差,其實是不可能得到的,因為是破壞性測量,所以無法實現(xiàn)再次和多次測量。因而只能用不確定度的B類評定來獲得其信息,這也就是我們多次強調要求的:每個檢測實驗室在自己的質量手冊中應該給出的測量方法導致的測量不確定度,而因試件或樣品間的隨機變化導致的測量不確定度,各實驗室實際上是無法給出的。此外,通過大量的實踐早就證實,以B類評定給出的人造板靜曲強度因測量方法導致的不確定度分量,遠遠小于因試件的隨機變化導致的不確定度分量。有一種觀點認為,12個試件的靜曲強度數(shù)據(jù)列的分散性主要是由測量方法導致的,那就完全誤解了。
已經(jīng)頒布的人造板產(chǎn)品的國際標準、歐洲標準EN 326和我國的行業(yè)標準《人造板抽樣檢驗指導通則》,對人造板樣品間及一張樣品的諸多試件之間的被測量的隨機變化,均與上述的標準不確定度的A類評定完全一致 :以貝賽爾公式計算出實驗標準偏差S1.2,并按95%的置信概率和不同的自由度查得單側t分布值,將測量結果的算術平均值加(或減)t·S1.2值,再與標準規(guī)定的限量值比對,以確定是否符合標準要求。可見,人造板的抽樣檢驗及合格評定與GUM及JJF 1059—1999 《測量不確定度評定與表示》是完全一致的。

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