水利工程质量检测中测量不确定度的影响

李秋华

测量不确定度从词义上理解，是指测量结果可信性、有效性的怀疑程度或不肯定程度，是定量说明测量结果的质量的一个参数。实际上由于测量不完善和人们的认识不足，所得的被测量值具有分散性，即每次测得的结果不是同一值，而是以一定的概率分散在某个区域内的许多个值。虽然客观存在的系统误差是一个不变值，但由于我们不能完全认知或掌握，只能认为它是以某种概率分布存在于某个区域内，而这种概率分布本身也具有分散性。测量不确定度就是说明被测量之值分散性的参数，它不说明测量结果是否接近真值。随着水利工程检测市场准入限制的逐渐放宽及“放管服”改革工作的不断深入，水利工程检测机构的数量在不断的增加，而在检测中是否具备测量不确定度的评定能力，是检测机构体现整体水平和实力的依据，同时也是检测机构用来提升自身在市场中竞争力的重要手段之一。此外，企业资质认定能力评价的相关要求中指出，检测机构要结合实际需要建立和保持不确定度评定的相应流程，这就要求检测机构要掌握相关的评定方法。但在当前很多的水利质量检测测量工作中，对水利工程质量测量的不确定度都认为可以不考虑，均使用量值来直接表示测量结果，使得测量不确定度未能在水利检测中得到广泛的应用。然而，若水利检测机构能够在内部质量的控制、客户的要求以及存在临界值等的条件下，有能力提供出测量不确定度的评定报告，这不仅有助于提升水利工程的质量和解决工程的实际问题，同时对于整个水利行业服务水平的提升也是十分重要的。

一、测量不确定度概述以及对水利工程的影响简析

1. 测量不确定度的概述

在水利工程检测测量工作中，其测量结果通常根据相关要求以两部分进行表示，一部分是指测量不确定度，另一部分则是指测量得出的单个量值。测量不确定度主要是对测量值分散特征给予准确的反应，对测量量值进入半宽度范围的概率进行体现。测量不准确度不同于误差，若误差被视为是数轴上的一个点的话，那么不确定度则可视为成数轴上的某一个区间。因此而言，不确定度的应用其适用性、传递性、统一性都比较高，同时也可使得测量工作更加的严谨。所以，在水利工程质量检测工作中，做好测量不确定度的使用程序建设，不仅能够提升测量单位的技术水平，还能保障水利工程检测工作的质量，提升水利工程测量体系的完善性。

2. 测量不确定度对水利工程的影响

水利工程建设所处的环境都相对较差，在工程检测测量工作开展中，测量条件也有限，这些环境因素都会给测量工作带来一定的影响，造成测量数据与实际数据之间存在一些差异。而若在工程质量检测工作开展中，仅根据测量结果和相关标准对工程测量数据进行是否合格的判断，则会直接影响工程检测工作的科学性，这对于行业的发展是十分不利的。因此，测量单位在测量工作中不仅要重视实际测量结果，还要充分考虑测量不确定度，只有这样才能提升测量结果的质量，还能更加准确地对测量实际结果进行判断，从某种程度来说，测量不确定度与实际测量数据都是影响工程测量结果的扩展不确定度，只要对两者之间的关联度数据进行有效的应用，在一定程度上是对实际测量数据质量控制作用的体现。

二、测量不确定度在水利工程质量检测中的应用分析

1. 在测量设备校准评定中的应用

在水利工程质量检测中，测量设备的校准与检定工作都需要进行结果认定的落实，在校准证书中会对该设备的测量不确定度及存在的误差进行明确，在设备检定证书中会对该设备的评定结论进行明确。在设备进行校准之后，还要针对检测机构结合校准证书中的不确定度进行科学的判断，才能确定设备是否满足相应工作的要求。针对设备的校准评定主要有以下几个方面：

第一，设备中丨MPE丨代表允许范围内的最大误差参数，主要是根据设备生产厂家标记的技术参数、最小分度值、测量标准要求为参数来源，在标准结果评定开展中，要结合校准示值误差丨△丨和最大允许误差之间比对进行。

第二，在实际评定中有两个条件，其一是对应示值误差的测量不确定度U，在评定中若和设备允许范围内的最大误差值比小于或等于三分之一时，则表示合格，也就是U≤丨MPE丨，而若当丨△丨＞丨MPE丨，表示不合格。例如，水利工程中桩基检测中使用的静载荷测试仪，校准结果如表1：

表1 RS-JCY静载荷测试仪校准结果表

结合以上表格中的参数我们可以看出，此设备压力传感器测量范围是0～70MPa，而测量精准度的相对误差是±0.5%，那么它的最大允许误差值为|MPE|＝0.5%，结合以上评定条件，则可以看到设备判定的过程及结果了，如下表：

|MP E|不确定度U标准压力值/MPa判定0 0.00 0 0.01 0.01＞0 0＜0.01 合格15 0.01 0.075 0.02 0.02＜0.025 0.01＜0.075 合格30 0.10 0.15 0.02 0.02＜0.05 0.10＜0.15 合格45 0.22 0.225 0.02 0.02＜0.075 0.22＜0.225 合格60 0.38 0.30 0.02 0.02＜0.10 0.38＞0.30 不合格示值误差Δ/M Pa U和1/3|M P E|比较|Δ|和|MP E|或|MPE|－U比较

结合以上判定表格显示我们可以判定标准压力值在0～45MPa之间的属于正常范围，可以使用，而标准压力值在60MPa的为不合格，需要再次核查，在实际应用中应多加注意。

2. 在测量设备内部校准评定中的应用

在水利工程质量检测过程中，会涉及到许许多多的甲级资质参数，同时相关的检测设备数量及类型都会很多，在这样的情况下，会有一些设备经常无法送去校准和检定，那么，针对这部分设备，则需要开展内部校准。内部校准是测量设备校准工作中重要的组成部分，主要是通过实验室进行的，主要是在具体校准工作中由实验室工作人员对设备进行校准，在校准中结合参考标准及相关技术要求进行实际操作，主要是针对测量设备的精准度进行判断，实验室校准之后对设备出具不确定度及示值误差。针对测量设备的不确定度评定，则要结合相关规范及要求进行，在内部实际校准工作中的不确定评定主要有以下应用方法：一是，在符合相关规定及满足设备测量的条件下，可以通过使用统计分析法，针对测量值进行A类不确定度的评定；二是，测定工作人员可以结合自身的操作经验，或者结合相应的信息数据，对测量值进行B类不确定评定。这两种方法的应用可以由检测人员结合自身的情况进行选择检测，对测量工作进行操作落实，实现对水利工程测量设备的内部校准工作进行不确定度的评定，从而完善由于设备数量及类型较多而无法送校的设备测量评定工作。

3. 在测量检测结果评定中的应用

在水利工程质量检测工作中，对测量不确定度工作缺乏相应的标准及要求，相关部门也还未能对测量不确定度出示相关的要求及标准，而工程测量中的不确定度又是至关重要的。检测机构在实际测量工作中，如何使用科学合理的方法对测量不确定度进行评定，并提升对测量不确定度的应用能力，不仅是判定一个工程检测机构资质能力的重要依据之一，也是工程检测机构提升自身市场竞争力，获得更好发展的手段，同时也是促进行业整体发展水平的基础。因此，水利工程检测机构要结合实际情况加强对测量不确定度的应用，并针对测量评定方法进行相应的说明。测量不确定度的评定程序步骤如下：

首先要明确数据测量的主要目的，要清楚地指导本次测量工作想要获取的结果，然后结合测量主要目的和想要获得的结果以及实际测量环境、条件建立起计算模型，并对测量参数和测量结果之间的关联性进行有效的分析，利用相应的测量设备，完善测量准备各项工作，并结合实际环境等因素，考虑到实际测量中的影响因素，并通过相应的方法将测量中的影响因素降至最低。

在测量不确定度的工作中，要做好测量中的各个数据结果，并结合测量数据结果计算出各个测量数据相对应的不确定度，从而最终得出整体测量数据的不确定度。

通过以上步骤获取到测量数据库以及测量不确定度之后，再进行测量数据的分组，通过分组工作对相应的数据进行分析，找出数据之间的关联性，若数据之间存在关联，那么还需要通过使用相应的数据信息以及计算方法对各组数据之间的误差与不确定度进行系统的分析，同时结合之前的测量参数，从而得出相应的测量结果，并对各个分组赋予相应的权重，然后再对测量不确定度进行最终的综合计算，从而获得整体的测量不确定度。另外，还要对测量数据的相关影像因素进行分析，明晰各个影像因素之间的联系，从而确定其准确度，在这项工作的开展中，要将每一个过程进行详细的记录，并做好相关专业人员之间的交流和讨论，结合实际情况针对存在的问题进行及时的解决和处理，从而确保测量数据评定的准确性。

第四，针对实验设备要结合以往的记录进行调整、校正，减少固定误差的形成，从而降低测量不确定度，有效提升测量数据的准确性，促进工程质量检测工作效率及质量的有效提升。

总之，在检测结果评定的应用过程中，要明确测量的目标及结果，在实际测量工作中结合设备的实际情况进行合理的安排，做好各项工作的衔接和记录，分析出各个环节当中可能影响测量准确度的因素，并采用科学、适当的方法有效降低这些影响因素，从而提升检测质量和效果。

三、结束语

综上所述，在水利工程质量检测工作开展中，测量不确定度可以应用到各个方面及领域，同时，测量不确定度也会对水利工程的质量检测水平、精准度等具有至关重要的影响，工程检测机构要加强对测量不确定度的重视，并能结合自身的实际情况及经验建立起更加规范、细致、科学的测量工作流程，同时结合不同工程的实际情况及具体要求，具有针对性的、有计划、有目的的对工作进行细致的安排及有效的落实，从而有效提升水利工程检测工作的效率和质量。

检测机构要在实际测量工作中将不确定度有效地应用到各个工作环节中去，并在应用中结合各环节中的实际情况有效开展工作，在工程质量检测校准证书提供的校准误差、最大允许误差以及不确定度作为重要的条件和依据，进行校准结果及目标的确认，在测量中要保持在校准范围内进行，使得设备达到使用要求，检测机构要有效利用不确定度值来确保设备量值溯源的准确性，从而建立校准结果的确认程度。在设备内部的校准工作中，要提升设备内部校准有效性的判定，针对校准结果要进行不确定度的再度确认工作。在水利工程质量检测的各个环节当中要充分结合相应的规范标准及要求，还有明确的方法进行有效测量模型的构建，充分考虑水利工程检测的各种因素，并对其进行充分的分析和解决，有效降低各类误差的产生，降低测量不确定度，从而提高水利工程检测结果的准确性及可靠性，同时也为检测机构检测技术水平、服务水平的提升提供基础保障，有效促进行业更好的发展。