單臺(tái)儀器檢定結(jié)論用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生原因和控制方法
公稱(chēng)值或示值作為被測(cè)物理量的約定真值，看被檢儀器的測(cè)量結(jié)果與此約定真值之間的偏差是否符合被檢儀器的準(zhǔn)確度指標(biāo)，并做出被檢儀器合格或不合格的結(jié)論。在這中間，測(cè)試不確定度比是一個(gè)極其重要的參數(shù)。它表明檢定所使用的標(biāo)準(zhǔn)是否合格及檢定結(jié)論是否可靠。所謂測(cè)試不確定度比Rtu是指被檢儀器的測(cè)量不確定度uuut和標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量不確定度一般認(rèn)為，當(dāng)Rtu在3141時(shí)，近年來(lái)，一些進(jìn)口儀器的測(cè)量不確定度uuut越來(lái)越小，廠家給出的儀器的準(zhǔn)確度指標(biāo)限Ls也隨之越來(lái)越小Ls=kuuut其中，k為與指標(biāo)置信度對(duì)應(yīng)的覆蓋因子。所謂的儀器準(zhǔn)確度指標(biāo)限是指廠家對(duì)用戶(hù)的一種承諾：儀器的示值將落在被測(cè)量真值兩側(cè)Ls范圍內(nèi)，也就是說(shuō)，被測(cè)量真值將落在儀器的示值兩側(cè)Ls范圍內(nèi)。如果儀器的計(jì)量特性是高斯的，k=2相應(yīng)于上述承諾具有95.45%的置信度，而k=3相應(yīng)于上述承諾有99.70%的置信度。在檢定時(shí)，實(shí)驗(yàn)室一般不考慮這些因素。只要被檢儀器的示值和標(biāo)準(zhǔn)的示值之間的偏差小于Ls，將判定被檢儀器為合格，因?yàn)檫@符合廠家的承諾；反之為不合格。目前國(guó)內(nèi)不少校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室普遍遇到測(cè)試不確定度比達(dá)不到31或41的尷尬局面。勉強(qiáng)給出的檢定結(jié)論不可避免含有用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)Cr，即把原本不合格的儀器誤判為合格的風(fēng)險(xiǎn)；或廠家風(fēng)險(xiǎn)Cp，即把原本合格的儀器誤判為不合格的風(fēng)險(xiǎn)。其中用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)Cr又可按大量檢定結(jié)論這一總體或單個(gè)檢定結(jié)論這一個(gè)體進(jìn)一步細(xì)分為總體用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)Crp和單個(gè)檢定結(jié)論的用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)Crs.已有不少文章對(duì)總體用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了論述，但對(duì)單個(gè)檢定結(jié)論的用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)則鮮有相關(guān)的論述。本文針對(duì)后者進(jìn)行研究，并給出相應(yīng)的解決辦法。
單臺(tái)儀器檢定結(jié)論的用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)所謂單臺(tái)儀器檢定結(jié)論的用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)Crs，是指通過(guò)檢定把某一臺(tái)原本不合格的儀器誤判為合格的可能性。是其產(chǎn)生原因的示意圖。其中假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和被檢儀器的計(jì)量特性均是高斯的，即被測(cè)量的真值將以高斯變量的形式落在示值的兩側(cè)，這符合大多數(shù)儀器或標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際情況。t為檢定中標(biāo)準(zhǔn)的示值和被檢儀器的示值之差。為了方便起見(jiàn)，圖中將被檢儀器的示值設(shè)置為零，這樣Ls就代表被檢儀器的準(zhǔn)確度極限。此外，還可將中的橫坐標(biāo)看作是用被檢儀器的不確定度uuut為單位進(jìn)行了分度。進(jìn)行了uuut=1這樣的歸一化處理后，圖形更具簡(jiǎn)潔性和一般性就成為量綱為一的歸一化示值差式中：a代表標(biāo)準(zhǔn)的示值；b代表被檢儀器的示值；uut是被檢儀器計(jì)量特性曲線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)差，一般情況下它也等于被檢儀器的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uuut.
量綱一規(guī)一化測(cè)量法單次檢定結(jié)論的用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生原因示意被測(cè)量的真值x位于Ls之外，儀器應(yīng)判定為不合格。但因?yàn)闄z定過(guò)程中實(shí)際得到的t值位于Ls之內(nèi)，所以?xún)x器將被誤判為合格，用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)由此產(chǎn)生。這就是說(shuō)，用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生于兩個(gè)事件的共同出現(xiàn)：被測(cè)量的真值x落在UUT示值兩側(cè)的Ls之外（事件A），即|x|>Ls或|x|>k；檢定過(guò)程中實(shí)際得到的那個(gè)STD和UUT的歸一化示值差t落在Ls之內(nèi)，亦即tk（事件B）。用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)應(yīng)于這兩個(gè)事件的聯(lián)合概率。由概率知識(shí)可知，事件A和事件B的聯(lián)合概率，等于事件A的概率，乘以事件A存在條件下事件B的概率，亦即條件概率。單臺(tái)儀器檢定結(jié)論的廠家風(fēng)險(xiǎn)所謂單臺(tái)儀器檢定結(jié)論的廠家風(fēng)險(xiǎn)Rps，是指通過(guò)檢定把一臺(tái)原本合格的儀器誤判為不合格的可能性。是其產(chǎn)生原因的示意圖。與類(lèi)似，中將被檢儀器的示值設(shè)置為零，這樣Ls就代表被檢儀器的準(zhǔn)確度極限。其中t為標(biāo)準(zhǔn)和被檢儀器的歸一化示值差，即用被檢儀器的不確定度uuut歸一化處理后的示值差。如圖所示，被測(cè)量的真值x位于Ls之內(nèi)，儀器應(yīng)判定為合格。但因?yàn)闄z定過(guò)程中實(shí)際得到的t值位于Ls之外，所以?xún)x器將被誤判為不合格，廠家風(fēng)險(xiǎn)由此產(chǎn)生。量綱一規(guī)一化測(cè)量法單次檢定結(jié)論的廠家風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生原因示意圖由于對(duì)用戶(hù)和計(jì)量實(shí)驗(yàn)室來(lái)說(shuō)，最關(guān)心的是用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)而不是廠家風(fēng)險(xiǎn)。所以下面將集中考察與用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)的問(wèn)題。
典型條件下的用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)及相關(guān)分析為了進(jìn)一步直觀地了解用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)和Rtu以及歸一化示值差t之間的關(guān)系，6列出了k=2，即準(zhǔn)確度指標(biāo)對(duì)應(yīng)于95.45%置信度時(shí)各種典型條件下的用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)值。如果歸一化示值差t落在離被檢儀器的準(zhǔn)確度指標(biāo)極限不遠(yuǎn)處，即如果tk，則用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)較大。此時(shí)原則上不應(yīng)輕易將儀器判定為合格。如果UUT的分布是高斯的，情況要好得多。同等條件下的用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)明顯要小。即便在最?lèi)毫拥膖=k的情況下，用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)也不到50%.特別是，Rtu越小，這一現(xiàn)象越明顯。在UUT的分布屬高斯型時(shí)，還可以發(fā)現(xiàn)，t較小（t1.6）時(shí)，Rtu越大，用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)越小；t較大（t>1.8）時(shí)，Rtu越大，用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)越大。正是由于被積函數(shù)的這種移動(dòng)和偏倚，使得它下面的xk也就是圖中的x2那一部分面積亦即用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)減小了。移動(dòng)和偏倚越大，減小越多。
由此可以得出結(jié)論：只要UUT的分布是高斯的，即使歸一化示值差t靠近被檢儀器的準(zhǔn)確度指標(biāo)極限，用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)也不會(huì)很大。而Rtu較小時(shí)，這一現(xiàn)象更為明顯。由于絕大多數(shù)儀器的計(jì)量特性遵循高斯分布，而且目前計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)所能達(dá)到的Rtu也確實(shí)較小，因此上述結(jié)論對(duì)儀器用戶(hù)和檢定人員是有利的。限制用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)的方法許多情況下，一個(gè)用戶(hù)最自然的想法往往是希望將檢定過(guò)程的用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)限定在某個(gè)可以接受的范圍內(nèi)。為了滿(mǎn)足用戶(hù)的這一要求，計(jì)量實(shí)驗(yàn)室首先要和用戶(hù)協(xié)商選擇一個(gè)控制的目標(biāo)（最大允許的用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)值），然后再確定實(shí)施控制的具體方案。這里，作者建議把儀器出廠時(shí)的超差率Poot作為用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)的控制上限，即以作為目標(biāo)，并以此為基礎(chǔ)來(lái)考慮實(shí)施控制的方案。對(duì)剛出廠的儀器來(lái)說(shuō)，如果廠家用k=2標(biāo)明準(zhǔn)確度極限Ls，就意味著同一批出廠儀器的超差概率將是4.55%.這么多不合格的儀器被廠家當(dāng)作合格的售出，當(dāng)然也就有可能被用戶(hù)當(dāng)作合格的接收。也就是說(shuō)，Poot實(shí)際上是檢定前就存在的用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)，即事前的用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)。用這樣一種風(fēng)險(xiǎn)作為參照對(duì)象，使事后風(fēng)險(xiǎn)亦即檢定的用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)Crs與之相當(dāng)，應(yīng)該說(shuō)是恰當(dāng)?shù)倪x擇。為了使檢定的用戶(hù)風(fēng)險(xiǎn)不大于某個(gè)預(yù)定的數(shù)值，一般采用所謂的保護(hù)帶方法.具體做法是：不把儀器原始準(zhǔn)確度極限Ls作為儀器是否合格的參比對(duì)象，而是選擇某個(gè)新的測(cè)試限（實(shí)際測(cè)試限）Lt，該測(cè)試限要窄于原始準(zhǔn)確度極限。
【中國(guó)糧油儀器在線(xiàn)】部分信息來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)，力求安全及時(shí)、準(zhǔn)確無(wú)誤，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)對(duì)其觀點(diǎn)贊同或?qū)ζ湔鎸?shí)性負(fù)責(zé)。
