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計量論壇

標題: 來鉆個牛角尖：粗糙度比較樣塊的計量性能應該怎么寫？ [打印本頁]

作者: 長度室 時間: 2013-10-11 18:09
標題: 來鉆個牛角尖：粗糙度比較樣塊的計量性能應該怎么寫？
最近突然想到一個小題，表面粗糙度比較樣塊的計量性能應該怎么寫？我平時總是看規程規范，卻沒有著實想過這個問題。最近在看一個規范時突然想到這個“小問題”，拿來跟量友們談一下。表面粗糙度比較樣塊是用來比較測量表面粗糙度的，在眾多計量器具規程規范中都有用到，它的計量性能該如何填寫？作為標準器，通常以不確定度、準確度等級或最大允許誤差來表示，尤其在建標資料里經常出現。我查看了一下，幾何量規程規范對于表面粗糙度比較樣塊的計量性能大都這樣寫：MPE：-17%～+12%，比如：JJG30-2012《通用卡尺》，JJG31-2011《高度卡尺》，JJG201-2008《指示類量具檢定儀》，JJF1255-2010《厚度表校準規范》，JJF1253-2010《帶表卡規校準規范》，JJF1307-2011《試模校準規范》等。實際上，在JJF1099-2003《表面粗糙度比較樣塊校準規范》里是這樣說的，樣塊校準所得的Ra值對其標稱值的偏差不應超過+12%～-17%的范圍。也就是說，樣塊校準所得的Ra值是誤差定義中的參考量值，+12%～-17%實際是樣塊的偏差范圍，而眾多規程規范，以及我們寫的建標技術資料中寫的“MPE：-17%～+12%”正確么？MPE是最大允許誤差，與偏差符號相反。比如JJF1099附錄B給出的Ra標稱值0.1μm，其測得結果（平均值）范圍是0.083～0.112，偏差范圍是：-17%～+12%，誤差范圍是：+17%～-12%。因此我感覺表面粗糙度比較樣塊的計量性能還是寫成MPE：-12%～+17%是正確的。實物量具多以偏差來表示，塞尺是實物量具，對于（0.02～1.00）mm的塞尺，其厚度極限偏差為±（5～16)μm，由于其偏差是對稱的，因此表示成MPE：±（5～16)μm沒有問題。但對于偏差是非對稱分布的，在寫MPE時，是不是需要注意一下符號呢？
這可能是書寫習慣或長度專業的慣例寫法，本人是年輕計量工作者，對以前的一些規定不是很清楚，大膽地說出了自己的看法，如有不對，懇請前輩們給以指點。

作者: laofan1201 時間: 2013-10-21 07:41
是不是應該填1級啊

作者: 長度室 時間: 2013-10-21 17:37
回復 2# laofan1201

呵呵，粗糙度比較樣塊分級么？

作者: 規矩灣錦苑 時間: 2013-10-21 21:33
回復 1# 長度室

　　你的認真仔細一絲不茍的精神的確十分可嘉，值得我們學習。MPE在JJF1094中被賦予“最大允許誤差”maximum permissible err的縮寫，因此JJF1094的5.3.1.4條“測量儀器示值誤差符合性評定的基本要求”中才會有“最大允許誤差的絕對值”MPEV的縮寫和公式(14)。
　　眾所周知，誤差的定義是測量結果與參考值之差。對于測量設備的誤差，測量結果是測量設備的顯示值，參考值是計量標準的輸出值，示值誤差也就可以理解為測量設備顯示值與標準值的差。
　　表面粗糙度樣塊因為是實物量具，Ra的檢定要求沒有使用術語“示值誤差”，而使用了“偏差”，規定“樣塊校準所得的Ra對其標稱值的偏差不應超過+12%～-17%的范圍”。實物量具顯示值是標稱的值，校準所得的值是標準輸出的標準值，則實物量具的偏差就是標準值與顯示值之差。
　　由上：示值誤差＝顯示值－標準值；偏差＝標準值－顯示值；因此可得：示值誤差＝－偏差。
　　所以，我認為你的想法是有道理的，即卡尺等幾個檢定規程寫成檢定所需“主要檢定設備表面粗糙度樣塊MPE：+12%～-17%”是錯誤的。正確寫法應該是“表面粗糙度樣塊MPE：-12%～+17%”。因為偏差的英文單詞是deviation，仿照MPE的縮寫寫法，deviation替代了permissible err，若要保持與表面粗糙度樣塊檢定規程寫法一致，寫成“表面粗糙度樣塊MD：+12%～-17%”也未嘗不可。

作者: 長度室 時間: 2013-10-22 10:55
回復 4# 規矩灣錦苑

謝謝您的支持！我打算給幾何量技術委員會提個建議，看可否被采納，以便于在今后的規程規范中更改。在建標報告里，主要標準器及配套設備的計量性能一欄通常是“不確定度/準確度等級/最大允許誤差”，沒有設置偏差這一項，大多還是寫MPE。

作者: 規矩灣錦苑 時間: 2013-10-22 14:30
回復 5# 長度室

　　是的，因為規程規范給出的儀器儀表計量要求大多是示值允許誤差，實物量具計量要求大多是偏差，而測量不確定度的定義明確指出不確定度屬于測量結果的計量特性，測量設備的計量特性是給測量結果引入不確定度的一個因素，測量設備本身并不存在不確定度特性，因此，我認為可以向國家規程規范管理部門提出在今后的規程規范中更改，并且把建標報告里主要標準器及配套設備的計量性能一欄的“不確定度/準確度等級/最大允許誤差”更改為“準確度等級/最大允許誤差/最大允許偏差”。

作者: 長度室 時間: 2013-10-28 13:01
回復 6# 規矩灣錦苑

以前不說測量設備的不確定度，可是新的JJF1001-2011中已經有儀器的不確定度術語了。我前幾天去外地學習，老師也說儀器沒有不確定度，估計是沒有看到新的通用計量術語及定義。

作者: 規矩灣錦苑 時間: 2013-10-28 22:11
回復 7# 長度室

　　我認為你的發現說明了你的認真和心細，值得我們從事計量工作的人員學習，但在你們培訓中，培訓老師講述的也是完全正確的。我的理由是，JJF1001-2011的5.11條對術語“測量不確定度”的定義已經說清楚了。如果結合JJF1001-1998的定義聯系起來解讀，可以這樣理解：
　　不確定度為“與測量結果相聯系的參數”，是“賦予被測量值分散性的”參數，所謂“賦予被測量值”的分散性就是賦予被測量之真實值（即“真值”）的分散性，用這個分散性區間半寬表示測量結果的可疑度。因此，測量不確定度這個參數不是賦予測量設備（測量儀器）這個“物”的。這個參數的“表征”是“根據（獲得測量結果）所用到的信息”評估出來的，而“所用到的信息”包括所用到的測量人員、測量設備、被測對象、測量原理、測量環境（常簡稱為“人機料法環五大要素”）等方面的所有信息。
　　其中所用到的測量設備的有關信息僅僅是以上“五大要素”信息中的一個，為了表述方便，“測量設備的不確定度”就被視為“由所用到的測量設備的計量特性給測量結果引入的不確定度分量”的簡稱。因此，JJF1001-2011的7.24條定義了“儀器的測量不確定度”是“由所用的測量儀器或測量系統引起的測量不確定度的分量”。我認為，這個定義也說清楚了，其內涵為：儀器的不確定度是測量結果的不確定度一個分量，測量設備是引起這個不確定度分量的“因”，但這個分量屬于測量結果并不屬于測量設備。
　　定義儀器的不確定度純屬為了表述方便，千萬不能認為測量儀器真的有不確定度，儀器的特性是誤差或誤差范圍，誤差、誤差范圍或允差的信息可以用來評估該儀器給測量結果引入多大的不確定度分量。
　　因為定義了儀器的不確定度，由此擴展可得到計量標準和標準裝置的不確定度，還可以具體到量塊的不確定度、千分尺的不確定度、壓力表的不確定度、流量計的不確定度，等等。但無論怎么擴展，我們心中一定要清楚這個不確定度并不屬于它們，而是屬于測量結果。否則依此推而廣之，我們就會墜入進一步擴展到測量人員的不確定度、測量環境的不確定度、被測對象的不確定度、測量原理的不確定度，以至于再擴展的深淵，從而使術語“不確定度”的使用濫用到不可收拾。

作者: 長度室 時間: 2014-6-9 08:47
回復 8# 規矩灣錦苑

前幾天單位一力學同事來我們這問點方法確認的事情，他們換了一個新規程JJG 112-2013 《金屬洛式硬度計》，無意間發現這個規程中檢定用器具表4中對于表面粗糙度比較樣塊的技術要求的描述是這樣的：“實測值與標稱值的最大允許偏差：+12%～-17%”。我認為這樣表述才是正確的，而咱們幾何量中大量規程、規范描述的MPE：+12%～-17%，確實該改一改了。

作者: 規矩灣錦苑 時間: 2014-6-9 12:32
回復 9# 長度室

　　MPE是英文詞組的縮寫，有五六十個英文詞組都可以縮寫成MPE，在計量領域一般是指 maximum permissible error 的縮寫，意思是“最大的允許誤差”，是允許的誤差極限值。作為“允許的極限值”應該有兩個，最大極限值和最小極限值，分別在兩個方向上對誤差加以限制。
　　絕大多數測量設備的兩個“允許的誤差極限值”對稱于0，它們的絕對值(MPEV)相等而符號相反，因此在JJF1094給出了對測量儀器特性進行評價的方法（檢定/校準方法）的基本要求U≤MPEV/3。但也有一些測量設備的兩個“允許的誤差極限值”并不對稱于0，它們雖然一大一小，絕對值并不相等，它們可能一正一負，也可能均未正或均為負，類似于“上偏差”與“下偏差”，公式U≤MPEV/3將失去其代表性和正確性。
　　在兩個“允許的誤差極限值”并不對稱于0的情況下一定要注意誤差和偏差的區別，偏差單詞是deviati，誤差單詞是error ，眾所周知“偏差”與“誤差”絕對值相等符號相反，“最大的允許偏差”和“最大的允許誤差”應分別縮寫為MPD和MPE。例如表面粗糙度比較樣塊校準規范JJF1099規定的4.1條兩個“允許的偏差極限值”分別是+12%和-17%，因此應描述成MPD：+12%～-17%，若描述成MPE就應該是-12%～+17%。
　　嚴格意義上說，JJF1094的公式U≤MPEV/3忽略了兩個“允許的誤差極限值”并不對稱于0的情況，因此也就失去了廣泛的代表性。例如MPE：-12%～+17% 的情況MPEV＝17%，MPEV/3≈6%。檢定/校準選用測量設備（計量標準）更為正確和更具有廣泛代表性的公式應該是U≤T/6。JJF1099的5.2.2條規定必須使用相對示值誤差不超過5%的觸針式表面粗糙度測量儀，就是依據U≤T/6＝[(+17%)－(-12%)]/6≈5%，若按U≤MPEV/3≈6%，選擇＞5%～6%的儀器顯然不滿足表面粗糙度樣塊的校準要求。
　　JJG112-2013《金屬洛式硬度計》在表4中對表面粗糙度比較樣塊的技術要求的描述“實測值與標稱值的最大允許偏差：+12%～-17%”，使用了“偏差”而未使用“誤差”是正確的，這與JF1099的4.1條描述完全一致。JF1099規定的4.1條描述的含義就是MPD：+12%～-17%，并未描述成MPE：+12%～-17%。如果把JJF1099所說的“偏差不應超過+12%～-17%的范圍”理解成MPE為+12%～-17%，這只是個人的錯誤理解，不應該是校準規范的錯誤，校準規范的描述仍然是正確的。

作者: 長度室 時間: 2014-6-9 13:55
回復 10# 規矩灣錦苑

您說得對。我的意思就是以后幾何量的其他規程、規范對表面粗糙度比較樣塊的技術要求應描述為“實測值與標稱值的最大允許偏差：+12%～-17%”，這也是JJF1099的本意，而不應再寫成MPE：+12%～-17%了。

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