【分析】谈谈陶瓷生产企业质量检验的误差分析

    谈谈陶瓷生产企业质量检验的误差分析

科学是从测量开始的，对自然界中各种量值的确定和变化的研究，如长度、质量、时间、电流强度等，常常需要借助于各种各样的实验和测量来完成。由于被测量的数值形式常是不可修约的(无法以有限位数表示)，又由于认识能力的不足和科学水平的限制，实验中测得的值和它的客观真值并不一致，这种矛盾在数值上的表现即为误差。随着科学水平的提高和人们的经验、技巧、专业知识的丰富，误差可以被控制得愈来愈小，但是不能使误差降低为零。

我们在进行陶瓷转吸水率试验时，称重的天平误差，真空表带入的误差，控制时间的秒表的误差，操作偏离标准程序的误差，天气干湿度等都会对测量过程引入误差。随科学的发展，各种测量方法的改进，会减小误差，但不可能消除。

测量结果都具有误差，误差自始至终存在于一切科学实验和测量的过程之中。在日常生活中，通常并不苛求误差小到什么程度，但总需要知道误差大体是多少。在我们日常检测过程中，误差的要求通常与该产品的工艺水平和功能要求有关。如：卫生陶瓷外形尺寸的测量误差为±1mm即可满足要求，陶瓷砖则为±0.02mm。

误差按照性质可分为随机误差、系统误差和粗大误差，其中随机误差大多是由影响量的随机变化引起，它们导致重复测量中的分散性，符合统计规律，可以减小，无法消除;系统误差是由系统效应所引起的，可以通过修正值进行有限度的补偿，但同样无法消除;粗大误差一般来源于错误或异常情况，可以避免或消除。

误差的表示方法通常有两种：绝对误差和相对误差。

绝对误差的定义：一个量给出值的绝对误差等于该量给出值与其真值之差。公式为：绝对误差=给出值-真值

给出值可以是测量结果、示值、标称值、计算近似值等。

绝对误差的特点：

绝对误差是有单位的，用“量值”表示。绝对误差的数值大小与给出值计量单位有关，如500g+1g，测量过程有1g的正绝对误差。

给出值大于真值，绝对误差为正，反之为负;绝对误差越大，测量准确度越低。

只能表示出给出值偏离真值的程度，但不能缺确切地表示测量的准确度。

相对误差的定义：测量的绝对误差与被测量的真值之比，该误差相当于测量的绝对误差占真值(或给出值)的百分比或用数量级表示，它是一个无量纲的值。相对误差一般分为四类：

实际相对误差：绝对误差(测量误差)除以被测量的真值。

给出值的相对误差：绝对误差(测量误差)除以被测量的给出值。

引用误差：测量仪器的误差除以测量仪器的特定值。(如标准板的相对引用误差)

分贝误差，本行业中很少涉及，不在此处说明。

下面用一个例子来说明绝对误差、实际相对误差和给出值的相对误差的计算和实际意义。

某陶瓷砖厂生产600mm×600mm瓷质抛光砖产品，检验员测量该产品一块样品时，测量值为599.85，计算绝对误差、实际相对误差和给出值的相对误差。

解：绝对误差=测量值-真值=598.65-600=-1.35mm

实际相对误差=绝对误差/真值=-1.35/600×100%=0.225%

给出值的相对误差=绝对误差 /给出值 =-1.35/598.65×100%=0.226%

再例如：某实验室测量光泽度所用的高光泽度标准板光泽度为：92±1gs，引用误差=1/92×100%=1.09%

测量所产生误差的原因来自于人员、设备、样品、测量方法和计算方法、环境条件等五个方面，即所谓人、机、料、法、环。

人员所造成的误差来自于多个方面，包括测量者生理上的最小分辨力，感觉器官的生理变化，反应速度和固有习惯引起的误差，人员培训的一致性，人员的情绪的影响等等。例如对于水箱配件水击试验的测定过程中，使用模拟表测定时，由于峰值压力是一瞬间产生的，不同反应速度的人对于结果的判断是有差异的。对于秒表掐表瞬间，有些人固有习惯会起提前掐表，有些人会滞后掐表等，这些都会对检测结果产生误差。人员带入的误差常表现为视差、观测误差、估读误差和读数误差等。

设备因素主要来自于三方面：一是标准器、标准物质、工作物质或试验材料的误差，二是仪器误差，三是附件误差。

建筑卫生陶瓷行业常用到的工作物质如陶瓷砖变形测量的标准板，天平用的砝码，冲洗功能试验用的聚丙烯球等。如一块300mm×300mm标准板，校准后确定尺寸实际为 299.98mm×299.99mm，则在两个边长上分别会产生0.02mm和0.01mm的绝对误差。再如如果在冲洗功能试验中所使用的聚丙烯球密度或直径不符合标准要求，都会在试验过程中产生误差。

仪器误差的误差主要包括仪器转换系统(传感器)、传输通道和指示系统的误差。带有自动控制系统的冲洗功能试验机上一般至少会有冲洗用水量、压力表和流量计三块电子仪表，冲洗用水量的测量系统是由称重装置、重量传感器、仪表三部分组成，重量传感器的灵敏度，转换成的电信号的稳定性，表盘示数的误差会对测量结果带来误差。压力测量系统由管路压力传输系统、压力传感器和仪表三部分组成，压力测定点的选择，附近的管路系统都会对测量结果产生影响，产生与实际管路系统不同的测量值。

附件的误差，设备上其他附件带来的误差。如我们测定无釉砖耐磨深度时，按下启动开关的瞬间，计时器和转轮的启动的一致性带来的误差。

样品带入的误差，主要是样品的代表性的问题，样品代表性在质量控制过程中表现为取样的问题。对于同一批粘土含水率的测量，取样位置不科学，可能带来很大的误差;进行卫生瓷吸水率测量时，在连体坐便器水箱上所取的样品，就和底部靠窑具的位置有差别。样品的处置也是一个问题，为了测定喷雾干燥塔下物料颗粒的含水率所取的样品，应及时放入密封袋中保存，否则也会带来误差。关于取样方法，下面会详细介绍。

试验方法带来的误差，包含所使用方法的本身偏离标准程序的误差和操作人员执行操作时带来的误差。如某实验室检验细则规定，在进行抗釉裂性试验时，把在氯化钙溶液中加热后陶瓷试片立刻放入2℃±1℃的冷水中，这里未规定冷水水量，未规定相应的试片重量，在实际操作中会由于水量的差异和陶瓷试片重量的差异引起温差的误差，从而导致试验结果的误差。当然，有些工厂虽然详尽地规定了检验的细则，操作人员缺省却了部分环节，这些问题会导致出现很大的误差。

计算过程也会带来误差，使用不同的公式，不同的计算工具，不同的数据处理方法都会对结果产生误差。使用低本底多谱道γ测定仪进行放射性测定时，传感器或取射线能量后，如果在仪器中选择不同的道区，不同的峰值点，计算得出的放射性比活度大不相同，并且，得到比活度值后，由仪器直接给出的内照射指数和外照射指数值与根据公式由计算器算得的也不相同，可见计算过程也同样可能带来误差。

　　环境对于测量过程非常重要，如果万分之一的天平放置在压砖机或空压机附近，瞬间的震动会对测量结果产生影响。不同的色温和光照条件下对于色差的测定结果、有釉砖耐磨性的测定结果等大相径庭，所以测量现场，环境也应当是重要的受控因素之一。

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