建設(shè)領(lǐng)域典型檢驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備計(jì)量溯源在檢測(cè)結(jié)果不確定度評(píng)定中的應(yīng)用中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)CNAS-TRL-007:2018第1頁(yè)共45頁(yè) 2 2 2 3 CNAS-TRL-007:2018第2頁(yè)共45頁(yè)建設(shè)領(lǐng)域典型檢驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備計(jì)量溯源在檢測(cè)結(jié)果不確定度評(píng)定中的應(yīng)用CNAS-TRL-007:2018第3頁(yè)共45頁(yè)息過(guò)程等）明確的基礎(chǔ)上，建立由檢測(cè)原理所給出的數(shù)學(xué)模型，即輸出量Y與若CNAS-TRL-007:2018第4頁(yè)共45頁(yè)干個(gè)輸入量Xi之間的函數(shù)關(guān)系Y=f(X1，X2，…，Xn)。如果對(duì)數(shù)學(xué)模型中的所有學(xué)模型可以寫(xiě)成：Y=X1+X2+…Xn。4.1.3.3取樣的代表性不夠，即被測(cè)樣本可能不完全代表所定在建設(shè)工程領(lǐng)域，有些樣品是非勻質(zhì)的（如混凝土試件有些樣品的需要實(shí)驗(yàn)室制備具有一定要求的測(cè)試樣品（如水泥膠砂強(qiáng)度試件樣品均勻性和/或制樣重復(fù)性帶來(lái)的測(cè)試結(jié)果的不確定度可以用A類評(píng)定方CNAS-TRL-007:2018第5頁(yè)共45頁(yè)環(huán)境條件的要求往往比較寬泛。但是不管怎4.1.3.6測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)提供的標(biāo)準(zhǔn)值的 4.1.3.10其他CNAS-TRL-007:2018第6頁(yè)共45頁(yè)用貝塞爾公式計(jì)算出的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差s來(lái)表示A類評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度（typexi——第i次獨(dú)立觀測(cè)結(jié)果；①如果測(cè)量結(jié)果取觀測(cè)列任一次xi值，對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u(xi)=s（1-2）③當(dāng)測(cè)量結(jié)果取其中的m個(gè)觀測(cè)值的平均值xm時(shí)，所對(duì)應(yīng)的A類評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)v=n-1(1-5)CNAS-TRL-007:2018第7頁(yè)共45頁(yè)sp，即對(duì)輸入量x在重復(fù)條件下進(jìn)行了n次獨(dú)立測(cè)量，得到x1,x2,…,xn，其平均果進(jìn)行m組這樣的測(cè)量，則合并樣品標(biāo)準(zhǔn)差sp可按下式計(jì)算：vj——m組測(cè)量列中第j組測(cè)量列的自由度=n-1。vp=m×(n-1)定，可直接采用預(yù)先評(píng)定的高可靠性合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差sp。但應(yīng)注意，只有在同類型被測(cè)量較穩(wěn)定，m組測(cè)量列的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差sj相差不大，即sj的不確定度可以忽略時(shí)，才能使用同一個(gè)sp。因?yàn)闇y(cè)量列的標(biāo)準(zhǔn)差sj也是一個(gè)變量，標(biāo)準(zhǔn)差sj——第j組測(cè)量列的標(biāo)準(zhǔn)差。CNAS-TRL-007:2018第8頁(yè)共45頁(yè)①假如m組測(cè)量列標(biāo)準(zhǔn)差sj的標(biāo)準(zhǔn)差：(s)≤估s則表示測(cè)量狀態(tài)穩(wěn)定，高可靠度的sp可以應(yīng)用。(s)>估s則表示測(cè)量狀態(tài)不穩(wěn)定，高可靠度的sp不可應(yīng)用，這時(shí)可采用sj中的smax來(lái)評(píng)定。如當(dāng)n=9時(shí)，估，所以，如果m組測(cè)量列標(biāo)準(zhǔn)差sj的標(biāo)準(zhǔn)差則測(cè)量穩(wěn)定，sp可應(yīng)用，否則只能應(yīng)用sj中的smax來(lái)評(píng)定?？啃缘暮喜颖緲?biāo)準(zhǔn)差sp后，在以后的測(cè)量中，如果對(duì)輸入量x，只進(jìn)行了k次測(cè)量(1≤k≤n)，以k次測(cè)量的平均值xk作為測(cè)量結(jié)果，則該結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定u(xk)的自由度均等于sp的自由度，即：十分明顯，計(jì)算合并標(biāo)準(zhǔn)偏差sp，采用的方法實(shí)質(zhì)上屬于貝塞爾公式法。CNAS-TRL-007:2018第9頁(yè)共45頁(yè)可采用極差法，即單次結(jié)果xi的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差s為：s=R/（1-14）式中C——極差系數(shù)u(x)=s/n=R/(（1-15）n23456789Cv同一問(wèn)題的計(jì)算表明，極差法與標(biāo)準(zhǔn)偏差法相比，不確定度增大，自由度1）B類評(píng)定的方法是根據(jù)有關(guān)的信息或經(jīng)驗(yàn)，判斷被測(cè)量的可能值區(qū)間[x-a,x+a],假設(shè)被測(cè)量值的概率分布，根據(jù)概率分布和要求的概率p確定k,2）k的確定方法CNAS-TRL-007:2018第10頁(yè)共45頁(yè)a)已知擴(kuò)展不確定度是合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的若干倍時(shí)，該倍數(shù)就是包含因子k。b)假設(shè)為正態(tài)分布時(shí)，根據(jù)要求的概率查表2得到k。表2正態(tài)分布情況下概率p與置信因子k間的關(guān)系pk123p（%）k(x) 6 a/62a/2 3 a/3力 2 a/21aCNAS-TRL-007:2018第11頁(yè)共45頁(yè)如果設(shè)備校準(zhǔn)證書(shū)中給出了擴(kuò)展不確定度U包含因子k，則某測(cè)量設(shè)備的最大允差為Δ,其概率分布可以近似的估計(jì)為均勻分布，則最儀器設(shè)備的分辨力為δ，其概率分布可估計(jì)為均勻分布，則儀器設(shè)備分辨對(duì)量值進(jìn)行數(shù)字修約，修約間隔為δ，其概率分布可估計(jì)為均勻分布，則4.1.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc4.1.5.1當(dāng)被測(cè)量Y由n個(gè)其他量X1，X2，…，Xn，通過(guò)線性測(cè)量函數(shù)f確定時(shí)，（1-22）式中：uc(y)——合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度；CNAS-TRL-007:2018第12頁(yè)共45頁(yè)y——被測(cè)量Y的估計(jì)值；xi——輸入量Xi的估計(jì)值；——靈敏系數(shù)；u(xi)——輸入量xi的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；r(xi,xj)——輸入量xi和xj的相關(guān)系數(shù)；u(xi,xj)——輸入量xi和xj的協(xié)方差。4.1.5.2當(dāng)各分量互不相關(guān)時(shí),相關(guān)系數(shù)r(xi,xj)=0，靈敏系數(shù)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc(y)可簡(jiǎn)化下列公式（1-23量的絕對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度等于各個(gè)輸入量絕對(duì)不確定度分量（已乘靈敏系數(shù)ci）的方和根，而且輸出量的相對(duì)合成不確定度等于各輸入量相對(duì)不確定度分（1-24）Up兩種。4.1.6.2輸出量估計(jì)值y的分布未知，采用U的表示方式。擴(kuò)展不確定度U由合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc(y)乘包含因子k得到，即：U=kuc(y)（1-25）通常情況取k=2。當(dāng)給出擴(kuò)展不確定度U時(shí)，一般應(yīng)注明所取的k值；若未注明k值，則指k=2。4.1.6.3輸出量的估計(jì)值y確定為正態(tài)分布或接近正態(tài)分布，在必須采用且可能給出Up的情況下（例如某些技術(shù)規(guī)范中規(guī)定）采用Up表示方式。CNAS-TRL-007:2018第13頁(yè)共45頁(yè)擴(kuò)展不確定度Up由uc(y)乘給定概率p的包含因子kp得到，即：Up=kpuc(y)（1-26）kp是包含概率為p是的包含因子，擴(kuò)展不確定度為Up時(shí)，應(yīng)同時(shí)給出概率分布。通常情況為U95。4.1.7.1輸出量估計(jì)值y的分布未知時(shí)，測(cè)量結(jié)果可以表示為公式（1-27Y=y±U,（k=21-27）y為測(cè)量結(jié)果的估計(jì)值，U為擴(kuò)展不確定度,k為包含因子。4.1.7.2輸出量的估計(jì)值y確定為正態(tài)分布或接近正態(tài)分布,且必須采用Up時(shí)，測(cè)Y=y±Up（1-28）y為測(cè)量結(jié)果的估計(jì)值，Up為擴(kuò)展不確定度，Up通常為U95。的估計(jì)值y及其擴(kuò)展不確定度U或Up；必要時(shí)也可給出相對(duì)擴(kuò)展不確定度；對(duì)U給出k值，對(duì)Up給出概率分布。測(cè)量結(jié)果不確定度的有效位數(shù)一般不超過(guò)兩CNAS-TRL-007:2018第14頁(yè)共45頁(yè)）；A.1.4測(cè)試過(guò)程：在室溫（10℃~35℃)條件下，用游標(biāo)卡尺測(cè)量鋼筋的內(nèi)徑，其偏差均在允許范圍(±0.5mm）內(nèi)。然后用鋼筋打點(diǎn)機(jī)在鋼筋上打標(biāo)距，用游標(biāo)卡尺測(cè)量鋼筋的原始標(biāo)距L0，將鋼筋固定筋被拉斷。測(cè)試鋼筋被拉至斷裂過(guò)程的最大力Fm，并通過(guò)計(jì)算得到鋼筋的抗拉S0為鋼筋的公稱面積A.4各輸入量不確定度分量及標(biāo)準(zhǔn)不確定度CNAS-TRL-007:2018第15頁(yè)共45頁(yè)A.4.1影響極限荷載的不確定度分量及標(biāo)準(zhǔn)將其估計(jì)為均勻分布，則其準(zhǔn)確性帶來(lái)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不為=0.577%（A-2）=0.00289kN（A-3）從檢測(cè)結(jié)果可以看出，極限荷載近似為170kN,其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為（A-4）A.4.2影響面積測(cè)量的不確定度分量及標(biāo)準(zhǔn)CNAS-TRL-007:2018第16頁(yè)共45頁(yè)uD,r=×100%=×100%=1.44%。（A-7）uD=9.07mm2（A-8）uA,r=×100%=2.88%（A-9）A.4.3樣品的不均勻性（重復(fù)性測(cè)量）帶來(lái)的據(jù)貝塞爾公式，樣品的標(biāo)準(zhǔn)偏差也即單次測(cè)量結(jié)果的xux,r=×100%=×100%=0.841%（A-11）=1.44MPa（A-12）CNAS-TRL-007:2018第17頁(yè)共45頁(yè)us,r=×100%=0.226%（A-13）度度//u=xur=640×3.06%=20MPa取k=2，則擴(kuò)展不確定度為：R=x±U=(640±40)MPa，k=2。CNAS-TRL-007:2018第18頁(yè)共45頁(yè)CNAS-TRL-007:2018第19頁(yè)共45頁(yè)B.1.3依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：依據(jù)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50序號(hào)123456789CNAS-TRL-007:2018第20頁(yè)共45頁(yè)（B-1）式中：f為混凝土抗壓強(qiáng)度，MPa；P為極限荷載，kN；分量uA，壓力測(cè)量不確定度分量uP，樣品不均勻性分量u(δ)。B.4各輸入量不確定度分量及標(biāo)準(zhǔn)不確混凝土試塊為正方體，其受壓面為正方形，實(shí)際測(cè)量時(shí)是測(cè)量試塊的邊長(zhǎng)，uL1==0.058mm（B-2）uL2==0.29mm（B-4）CNAS-TRL-007:2018第21頁(yè)共45頁(yè)方法標(biāo)準(zhǔn)》要求，混凝土邊長(zhǎng)的測(cè)量精確至1mm，則數(shù)值修uL3==0.29mm2（B-6）uL,r==0.414%（B-8）由于承壓面的面積為兩個(gè)邊長(zhǎng)的乘積，兩個(gè)邊長(zhǎng)測(cè)量過(guò)程有一定的相關(guān)性，為了避免確定相關(guān)系數(shù)，將其視為正相關(guān)，uA,r=2uL,r=0.83%（B-9）即±1kN，所測(cè)混凝土對(duì)應(yīng)的壓力值為968kN，按矩形分布，采用B類評(píng)定，則uP2==0.58（B-11）uP,r==0.58%（B-13）CNAS-TRL-007:2018第22頁(yè)共45頁(yè)usp/按照抗壓強(qiáng)度的數(shù)學(xué)模型，采用相對(duì)不確定度直接計(jì)算的方法，且各輸入量uf,r==2.83%（B-17）U=2uf=2.4(MPa)（B-19）：（或混凝土的抗壓強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果為：f=41.7MPa，U=2.4MPa，k=2CNAS-TRL-007:2018第23頁(yè)共45頁(yè)CNAS-TRL-007:2018第24頁(yè)共45頁(yè)似于以兩個(gè)平行的溫度均勻的平面為界的無(wú)限大平板中存在的一維的均勻熱流C.1.4環(huán)境條件：溫度為（23±2）℃,相對(duì)濕度（50±5）%。λ=Φ×d(C-1)CNAS-TRL-007:2018第25頁(yè)共45頁(yè)123456789=0.00025W/(C-3)CNAS-TRL-007:2018第26頁(yè)共45頁(yè)uB2==2.89×10-5W/(C-6)×100%=0.029%(C-8)游標(biāo)卡尺讀值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:uB5==0.0115mm(C-1uB45,rel==0.071%(C-13)CNAS-TRL-007:2018第27頁(yè)共45頁(yè)uB6==0.000058m2(C-14) uc,rel=u,rel+u1,rel+u2,rel+u3,rel+u45,rel+u6,rel+u7,rel+u8,rel=0.67%2+1.73%2+0.078%2+0.029%2+0.071%2+0.26%2+0.058%2+1.28%2合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc=uc,rel×λ=2.3%×0.0371=0.00086W/(mK)(C-20)U=k×uc=2×0.00086=0.0018W/(mK)(C-21)CNAS-TRL-007:2018第28頁(yè)共45頁(yè)λ=（0.0371±0.0018）W/(mK),k=2(C-22)CNAS-TRL-007:2018第29頁(yè)共45頁(yè)分析天平(精確至0.0001g)；馬弗爐：隔焰加熱爐，在爐膛外圍進(jìn)行電阻加于坩堝上，放在馬弗爐內(nèi)從低溫開(kāi)始逐漸升高溫度，在(950±25)℃下灼燒15~20min，取出坩堝置于干燥器中冷卻至室溫，稱量。反復(fù)灼燒，直至恒重。燒失12燒失量%燒失量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)XLOI：XLOI=×100（D-1）XLOI——燒失量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，%;m7——試料的質(zhì)量，g；m8——灼燒后試料的質(zhì)量，g。CNAS-TRL-007:2018第30頁(yè)共45頁(yè)=0.088%uA'=0.06XLOI=2.49%，U=0.12%，k=2CNAS-TRL-007:2018第31頁(yè)共45頁(yè)E.1.2檢測(cè)參數(shù)：TVOC濃度E.4各輸入量不確定度分量及標(biāo)準(zhǔn)不確定度CNAS-TRL-007:2018第32頁(yè)共45頁(yè)urel(Q)——采樣器流量的相對(duì)urel(t)——采樣時(shí)間的相對(duì)不確定度；urel(T)——采樣溫度的相urel(P)——?dú)鈮旱南鄬?duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度。流量示值不確定度urel(Q)：采樣器在0～10L／min流量量程的示值擴(kuò)展不確定度urel=0.0289%（E-4）urel=0.150E-5）溫度引入的不確定度urel(T):溫度計(jì)的示值允許誤差為±0.2℃,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)溫度為CNAS-TRL-007:2018第33頁(yè)共45頁(yè)urel=0.0394E-6）urel=0.914%（E-7）（1）標(biāo)準(zhǔn)溶液不確定度及配制標(biāo)準(zhǔn)系列時(shí)產(chǎn)生的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不（2）根據(jù)儀器的檢測(cè)數(shù)據(jù)擬合工作曲線求C時(shí)產(chǎn)生的不確定度ureE.4.2.1配制標(biāo)準(zhǔn)工作管時(shí)產(chǎn)生的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel1 甲苯標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ururel×100%=0.205％。（E-8）天平稱量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(ms)urel×100%=0.0058%。（E-9）CNAS-TRL-007:2018第34頁(yè)共45頁(yè)urel×100%=0.173%（E-12）E.4.2.2標(biāo)準(zhǔn)工作管含量和峰面積校準(zhǔn)曲線求m時(shí)產(chǎn)生的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel2 CNAS-TRL-007:2018第35頁(yè)共45頁(yè)urel=3.059%（E-20）=urel(C2)×C2=0.004根據(jù)自由度和置信水平，取包含因子k=2(95％置信度)，則U=k×uC2=0.008mg/m3C=(0.132±0.008)mg/m3，k=2urel(C0)=ul(C1)+2ul(C2)+ul(C3)+ul(C4)+ul(C5)+ul(C6)+ul(C7)+ul(C8)+ul(C9)1、依據(jù)JTGE20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行測(cè)量。（1）重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(x)CNAS-TRL-007:2018第36頁(yè)共45頁(yè)（2）試驗(yàn)溫度測(cè)量引入的不確定度分量u(T)；（3）馬歇爾試驗(yàn)儀引入的不確定度分量u(M)；（4）試件的直徑及高度引入的不確定度分量u(d)、u(h)。重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(x)123456789F.3.2.1由試驗(yàn)溫度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(T)試驗(yàn)溫度最大允許誤差為±0.5℃,假設(shè)試驗(yàn)溫度為60℃,以均勻分布估計(jì)，urel=4.82×10-3（F-4）假設(shè)馬歇爾穩(wěn)定度為12.92kN，則由試驗(yàn)溫度引入的馬歇爾穩(wěn)定度的不確F.3.2.2馬歇爾穩(wěn)定度測(cè)定儀分辨力引入的不確定度u(M1)9-310（F-6）馬歇爾穩(wěn)定度測(cè)定儀校準(zhǔn)帶來(lái)的不確定度u(M2)CNAS-TRL-007:2018第37頁(yè)共45頁(yè)u（M2）=0.2%×12.92=0.0258(kN)F.3.2.3試件的直徑及高度引入的不確定度分量urel(d)和urel(h)由于u(M1)、u(M2)、u(T)、u(x)四個(gè)分量之間彼此獨(dú)立，則馬歇爾穩(wěn)定度CNAS-TRL-007:2018第38頁(yè)共45頁(yè)G.1.3依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：依據(jù)《瀝青針入度測(cè)貫入瀝青試樣的深度，以0.1mm計(jì)。其標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件為溫度25℃,荷重100g，G.1.5評(píng)定要求：對(duì)瀝青針入度檢測(cè)結(jié)12+x/G-1）2nCNAS-TRL-007:2018第39頁(yè)共45頁(yè)雜，只能用A類評(píng)定，讓3個(gè)因素同時(shí)作用，通過(guò)試驗(yàn)評(píng)價(jià)它的綜合影 xi-x)