限制单台检定结论用户风险的对策研究

　　1　序　言

　　在检定测量仪器时,检定人员通常将标准(STD)的公称值和被检仪器(UUT)的示值进行比较,确定两者之差是否小于被检仪器的不确定度指标,从而得出被检仪器合格或不合格的结论。为了检定结论的可靠性,通常要求测量不确定度比(TUR),即被检仪器的测量不确定度uUUT和标准的测量不确定度uSTD之比达到3∶1或4∶1:

　　近年来,一些进口仪器的测量不确定度uUUT越来越小,厂家给出的仪器不确定度指标(±SL)也随之越来越小:

　　其中k为与指标置信度对应的包含因子。目前国内不少校准实验室普遍遇到TUR达不到3∶1的情况。这将导致用户风险(CR),即把原本不合格的仪器误判为合格;或导致厂家风险(PR),即把原本合格的仪器误判为不合格。为了减小检定结论的风险水平,目前国际上通行的做法是采用所谓的“保护带技术”。即在检定过程中不用原始的不确定度指标±SL,而用小于±SL的测试极限±TL。看被检仪器的示值和标准的示值之差是否落在±TL之内,从而做出仪器合格与否的判断。即一般地有

　　其中K称为允差带压缩因子。所谓保护带技术其实就集中体现为按某一准则,选择合适的K值。目前文献考虑的保护带技术主要是针对总体用户风险(CRp)的[1~3],而几乎未涉及到单台仪器检定结论的用户风险(CRs)。所谓的总体风险是一种统计的概念,与某一次具体检定的具体读数情况无关。相应的结论具有宏观的指导意义,但对于经常需要面对单个用户或单台仪器检定任务的国内大多数计量实验室来说,是不够的。为了弥补这一缺陷,本文专门针对单台仪器检定结论的用户风险问题,给出与设置保护带有关的一些考虑。为使问题简单化起见,本文只涉及单参数、单检定点仪器。但所得出的结论不难推广到多参数、多检定点仪器。

　　2　单台检定结论用户风险产生的原因

　　根据文献[4]的分析,单台检定的用户风险(CRs),即通过一次检定把原本不合格的一台特定仪器检定为合格的可能性可用图1加以说明。其中两条曲线分别对应于标准和被检仪器的高斯计量特性曲线。t为检定中读得的标准相对于被检仪器的示值差。

和相应的总体用户风险的计算公式比较后可以发现,这里的风险与当次检定的具体读数或归一化示值差t有关,而总体用户风险是与某一次检定的具体读数t无关的。作为例子,图2画出了k=2时根据式(5)计算得到的各种典型TUR条件下的用户风险。

　　可以看出,如果STD的示值落在UUT的不确定度指标±SL的附近不远处(则与检定合格结论相应的风险概率将很大。这样的观察在讨论总体风险时是没有的。这里也无法机械地套用限制总体风险的一些方法。例如,如果根据式(3)来设置TL:TL=K·SL,K<1,则从图1可知,单台检定结论的用户风险不是减少,而是增大,即