参考值及数据处理的方法应在比对实施方案中明确。
1.确定测量结果的计算方法
(1)规定测量的量值点,测量次数。
(2)确定什么是测量结果,比如流量比对时测量结果可能是仪表系数,也可能是示值误差。这取决于流量计读数方式、计算方便等。由主导实验室在实施方案中给定,并给出计算公式。
(3)测量结果可以是可修正的,如仪表系数随温度变化,当实验室温度偏离规定的温度时可以进行修正。可以规定该修正由参加实验室完成,也可以在最终数据处理时由主导实验室进行。
2.参考值的来源
参考值主要由以下两种方式得到:
(1)以权威数据的量值作为参考值。如以计量基准或上一级计量标准的量值作为参考值。
(2)由多个参比实验室的量值经计算得到参考值。对于这类情况,需要首先分析参比实验室量值的独立性与相关性,确定用哪些实验室的测量结果计算参考值,如何分组计算;需考虑测量结果的不确定度数值差异及评定可靠性,选择适合的计算方法。参考值的计算通常采用算术平均法、加权平均法、中位值法等方法。
参考值的确定方法由主导实验室提出并征得参比实验室同意后确定。鼓励各主导实验室根据比对的具体情况采用合理的方式确定参考值。
(1)由主导实验室将传递标准送国家基准校准并给出不确定度,以传递标准的校准值作为参考值。此时,参考值是保存在主导实验室的已知值。
(2)由主导实验室提供传递标准,当其标准考核证书上的测量不确定度及自己分析的校准传递标准的校准值的不确定度明显小于参比实验室测量结果的不确定度时,可采用主导实验室传递标准的校准值作为参考值。此时参考值的不确定度为主导实验室测量结果的不确定度。主导实验室应在比对报告中给出参考值的来源及测量不确定度的分析过程。
(3)各参比实验室测量结果的算术平均值作为参考值。
当参与参考值计算的各实验室量值的不确定度接近时,可采用算术平均值法计算参考值;当各实验室量值的测量不确定度可靠性不能被确认且实验室数量较多时,为体现权益上的“平均”,算术平均值法也常被采用。比对实验第i个测量点的参考值Y
ri如下式所示:
式中:j——参与参考值计算的实验序号;
i——比对实验的测量点序号;
n——参与参考值计算的实验室数量;
Y
ji——第j个实验室在第i个测量点上的测量结果。
若各实验室的不确定度之间完全不相关,且比对实验中传递标准引入的不确定度的影响可以忽略,参考值Y
ri的不确定度按下式计算:
式中:u
ji——第j个实验室在第i个测量点上测量结果的标准不确定度;
u
ri——第i个测量点上的参考值的标准不确定度;
(4)各参比实验室测量结果的加权算术平均值作为参考值。当参与参考值计算的各实验室量值的测量不确定度可靠性被确认而且有显著差异时,可以采用加权算术平均法计算参考值。若比对实验中传递标准引入的不确定的影响可以忽略,则权重与各实验室宣称不确定度平方成反比,即
。第i个测量点的参考值Y
ri如下
此时加权算术平均值的标准不确定度按下式计算:
(5)参考值为主导实验室和部分参比实验室测量结果的加权算术平均值。
比如在流量装置比对中,参加比对实验室的测量装置有原始法和标准表法装置两种,因为标准表法装置的量值是来自于原始法装置,也就是说它的量值不是独立的,而是与某一原始法装置相关,且与原始法装置相比,该装置的不确定度偏大,因此在确定参考值时,可以仅采用原始法装置测量结果的加权平均值。
(6)参考值为在同种类仪器测量结果的平均值基础上的不同种类仪器测量结果的算术平均值。
当用同一种设备和测量方法可能会产生系统偏差时可以采用此种方法。例如在全国衰减量值比对中,比对的参考值计算采用不同种类标准设备间不加权平均的方法,但是当两个或两个以上实验室采用同一型号的标准设备和相同的测量方法时,则这些具有同种类标准设备的每个实验室的权重为1/N(N为相同标准设备和方法的实验室个数)。例如有5个实验室均采用HP8902作为标准设备时,这5个实验室中每个实验室的权重为0.2。将这5个实验室的平均值再与其他具有不同测量设备的实验室的测量结果进行算术平均。此时的计算方法自然是先按(3)和(4)的计算方法把各种标准设备自己的参考值及不确定度计算出来,再按(3)的计算方法将各种设备的值进行算术平均,即可得到参考值及其不确定度。