計量論壇

標題: 沒有給出測量誤差的要求，如何選擇測量儀器呢？ [打印本頁]

作者: 藍豬 時間: 2014-12-16 11:39
標題: 沒有給出測量誤差的要求，如何選擇測量儀器呢？
請教：有一些尺測量，沒有給出關于測量誤差的要求，這種情況下，如何選擇測量儀器呢？有關于測量誤差怎么要求的標準或是規程嗎？

作者: 史錦順 時間: 2014-12-16 12:26
本帖最后由史錦順于 2014-12-16 12:40 編輯

      先生提出的問題，似乎簡單，卻很有意義。
      第一，有效的測量，客觀上，都是有誤差要求的。沒有誤差要求，就沒有必要測量了。
      農貿市場上，賣蘿卜的大車前放著大臺秤。甲買一袋蘿卜，20kg，用大臺秤稱量，可以。設大臺秤的誤差范圍是0.2kg,則相對誤差是1%，測量是有意義的。
   乙買一個蘿卜，就不能用大臺秤了，要用鄰攤的案秤來稱量。表面上看，賣主買主都沒有明確的測量誤差的要求，但實際上都講究了誤差，符合誤差要求。
   一個蘿卜的重量，可能是0.3kg,而大臺秤的分辨力大概是0.2kg,如果用大臺秤稱量，相對誤差達50%，太大了，測量沒意義。而用案秤稱量，誤差范圍是10g,買賣雙方都可以接受。
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作者: 藍豬 時間: 2014-12-16 14:13
謝謝回復，正如您所舉的第二個例子，乙買一個蘿卜，就不能用大臺秤了，要用鄰攤的案秤來稱量。表面上看，賣主買主都沒有明確的測量誤差的要求，但實際上都講究了誤差，符合誤差要求。我就想知道沒有誤差要求的情況下，怎么做才算是講究了誤差，是這方面的規定嗎？
我現在遇到的具體情況是這樣的，待測件長度約是50微米，待測件的加工是有標準的，給出了允許偏差10%，也就是說加工出的工件如果長度在（45-55）微米就算合格，但標準中沒有給出測量誤差的要求，只是說要按國家計量管理規定進行測量。在這種情況下我選擇什么樣準確度的儀器可以對它進行測量呢？
實際上關于待測件新出臺了一個校準規范，要求用準確度為2微米的影像測儀器對其進行測量，使用這種儀器也可評出測量不確定度，但是沒有測量結果的最大允許誤差，我怎么驗證是否滿足三分之一關系呢？
盡管我問的是二個問題，但實際上是一個問題，就是：在沒有測量誤差要求的情況下，如何定儀測量誤差，是否有這方面的規定？

作者: 都成 時間: 2014-12-16 16:21
本帖最后由都成于 2014-12-16 16:25 編輯

   您的任務要求非常明確：待測件長度約是50微米，允許偏差10%，也就是說加工出的工件如果長度在（45-55）微米就算合格。
   這不需要標準中給出測量誤差的要求，也不需要按什么國家計量管理規定進行測量，憑借一點計量基礎知識就可以搞定選擇什么樣的儀器進行測量。道理只有一個，但是答案有很多：
1、你選擇的儀器在該測量點的最大允許誤差的絕對值MPEV大于等于5微米行嗎？不行！因為即使測量結果剛好是50微米，實際尺寸也可能超差。
2、你選擇的儀器在該測量點的MPEV等于4微米行嗎？行！因為只要測量結果在（41-51）微米，實際尺寸就可以合格。
3、你選擇的儀器在該測量點的MPEV等于3微米行嗎？行！因為只要測量結果在（42-52）微米，實際尺寸就可以合格。
4、你選擇的儀器在該測量點的MPEV等于2微米行嗎？行！因為只要測量結果在（43-53）微米，實際尺寸就可以合格。
5、你選擇的儀器在該測量點的MPEV等于1微米行嗎？行！因為只要測量結果在（44-54）微米，實際尺寸就可以合格。
   .... ....
6、你選擇的儀器在該測量點的MPEV等于0微米行嗎？當然行！此時測量結果在（45-55）微米，實際尺寸就可以合格，只是可能做不到。

   就是這么簡單的道理，這是最嚴謹的合格評定，您自由選擇，可是成本是不一樣的！會逐漸升高的，量力而行，不一定非要滿足什么1/3原則，有些人總是在這個問題上扯淡，1/3原則也是有風險的，當然滿足最好，滿足不了也能解決問題。

補充內容 (2014-12-17 08:34):
更正：
2、你選擇的儀器在該測量點的MPEV等于4微米行嗎？行！因為只要測量結果在（49-51）微米，實際尺寸就可以合格。

補充內容 (2014-12-17 08:34):
3、你選擇的儀器在該測量點的MPEV等于3微米行嗎？行！因為只要測量結果在（48-52）微米，實際尺寸就可以合格。

補充內容 (2014-12-17 08:34):
4、你選擇的儀器在該測量點的MPEV等于2微米行嗎？行！因為只要測量結果在（47-53）微米，實際尺寸就可以合格。

補充內容 (2014-12-17 08:35):
5、你選擇的儀器在該測量點的MPEV等于1微米行嗎？行！因為只要測量結果在（46-54）微米，實際尺寸就可以合格。

作者: 長度室 時間: 2014-12-16 18:04

都成發表于 2014-12-16 16:21
您的任務要求非常明確：待測件長度約是50微米，允許偏差10%，也就是說加工出的工件如果長度在（45-5 ...

“你選擇的儀器在該測量點的MPEV等于4微米行嗎？行！因為只要測量結果在（41-51）微米，實際尺寸就可以合格。”您是不是想說只要測量結果在（49-51）微米，實際尺寸就可以合格啊。以下幾個也是這種情況。

作者: njlyx 時間: 2014-12-16 19:35
本帖最后由 njlyx 于 2014-12-16 19:36 編輯

怎么給調的亂七八糟對不上茬了？

作者: 史錦順 時間: 2014-12-16 20:09
本帖最后由史錦順于 2014-12-16 20:26 編輯

藍豬發表于 2014-12-16 14:13
謝謝回復，正如您所舉的第二個例子，乙買一個蘿卜，就不能用大臺秤了，要用鄰攤的案秤來稱量。表面上看，賣 ...

       你的1#帖，話太簡單，回答起來很難。我本想借題發揮，談談當前一些國際國內文件上的問題。老伴催著吃午飯，只好剛開頭就收場。
   你的2#帖寫得具體明白，是可以明確回答的。你的條件，不是不知道，而是一切具備。
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   既然是加工件的尺寸檢查的問題，最接近的文件就是中華人民共和國國家標準《GB/T 3177一2009 光滑工件尺寸的檢驗》（本網上有，打搜索可找到下載）。
   工件要求的最大允許誤差是5微米，公差帶寬T=10微米，可設安全裕度為1微米。最好用誤差范圍為1微米的測量儀器，即屬于國標推薦的Ⅰ類測量儀器，現有的誤差范圍為2微米的測量儀器，略低于國標允許的Ⅱ類測量儀器，但優于國標允許的Ⅲ類儀器，因此可用。測量儀器的準確度就是最大允許誤差。不必考慮不確定度的事，那是個虛名，現在的實際應用，不確定度就是誤差范圍，又叫最大允許誤差、準確度等級、準確度。要知道，測量儀器的性能指標，只能由有標準的廠家確定，而由有夠格計量標準的計量部門來確認、公證。沒有人能在沒有標準的情況下，去評定測量儀器的性能指標。現行的A類、B類不確定度評定，是蒙人的鬼話，真正的測量計量行家，沒人那樣去評定。誰來評定，結果也必然是錯誤的。美國生產測量儀器的兩家主要的大公司安捷倫與福祿克，都宣布：不確定度就是準確度（就是中國現在稱呼的最大允許誤差）。
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   這份國標推薦的測量儀器的允差與公差帶T的比值是1/10，允許應用的比值是1/6、I/4.換成計量界的通常講法，即半寬比半寬，那就是推薦值是1/5，可以允許的值是1/3、1/2.你現在的條件是1/2.5，介于Ⅱ類和Ⅲ類之間。設置安全裕度1微米（檢查時測得值在46微米到54微米，才算合格）后，可以用。最好是添置準確度是1微米的測量儀器。那就是國標推薦的優良生產檢查的條件。
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   加工件尺寸檢驗，國家標準推薦的儀器的誤差與加工允差的比值是1/5，也允許用1/3以及1/2。由此可見，根本就沒有什么三分之一原則。如果三分之一是原則的話，國標就應該推薦1/3.國標推薦的值，就是提倡的值，是1/5，而不是1/3。可見“三分之一原則”的說法，不成立。
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作者: 規矩灣錦苑 時間: 2014-12-17 01:05

藍豬發表于 2014-12-16 14:13
謝謝回復，正如您所舉的第二個例子，乙買一個蘿卜，就不能用大臺秤了，要用鄰攤的案秤來稱量。表面上看，賣 ...

　　正如史老師所說，你的測量要求是明確的，并非沒有提出要求。你的被測量測量范圍（可用名義值）是50微米，待測件允許偏差10%的意思是控制限T＝(＋5微米)－(－5微米)＝10微米。
　　如果你的被測件風險一般，用測量設備允差Δ近似代替測量不確定度U，根據1/3原則（U/T≤1/3），可選擇比值1/3，并以U≈Δ代入U/T≤1/3，則Δ≤T/3＝10/3=3.3微米。因為市面上沒有3微米分辨力的儀器，可選擇分辨力或分度值2微米的測量設備測量，例如千分表、扭簧儀、測微儀等。
　　如果被測件風險較大，根據1/3原則選擇比1/3更小的比值，例如可選擇1/5，則Δ≤T/5＝10/5=2微米，仍可選擇分辨力或分度值2微米的測量設備測量，例如千分表、扭簧儀、測微儀等。
　　如果被測件風險很大，根據1/3原則選擇比1/3小很多的比值，例如可選擇1/10，則Δ≤T/10＝10/10=1微米，可選擇分辨力或分度值１微米的測量設備測量，例如扭簧儀、立式光學計、電感儀等。
　　如果被測件風險巨大，根據1/3原則選擇比1/3小得多得多的比值，例如可選擇1/20，則Δ≤T/20＝10/20=0.5微米，可選擇分辨力或分度值0.5微米以下的測量設備測量，例如接觸式干涉儀等。
　　總而言之。隨著被測件的風險增加，在使用1/3原則時，在滿足比值K＝U/T≤1/3的基礎上，K的選擇應該越來越小，1/3原則并不是比值K等于1/3，而是不得超過1/3，考慮到測量成本，K的一般選擇范圍為1/3～1/10，風險巨大的情況比較少見，萬一遇到這種情況可以不計測量成本而選擇比1/10更小的比值K。
　　千萬不要認為“不確定度就是誤差范圍，又叫最大允許誤差”，誤差范圍可以叫最大允許誤差，但絕不是不確定度。誤差范圍和不確定度定義不同、來源不同、特性不同、用途也不同，不能混為一談。之所以上面使用了Δ沒有用U，純屬是個近似評估，在對測量方案的不確定度進行近似粗略評估時，可以用所使用的測量設備的允差近似代替由這個允差給測量方案引入的測量不確定度分量，而這個分量在總不確定度中占據了絕大部分，而并非測量設備的允差就是測量方案的不確定度了。

作者: 285166790 時間: 2014-12-17 08:01
規程里一般應當是有明確的要求的，如果沒有明確要求，CNAS要求是標準器的不確定度在被檢的不確定度的1/3以內.

作者: 都成 時間: 2014-12-17 08:30

長度室發表于 2014-12-16 18:04
“你選擇的儀器在該測量點的MPEV等于4微米行嗎？行！因為只要測量結果在（41-51）微米，實際尺寸就可以合 ...

唉！我把小學的加減法都弄錯了。謝謝提醒！

作者: 藍豬 時間: 2014-12-17 09:21
本帖最后由藍豬于 2014-12-17 09:24 編輯

非常感謝各位前輩的回復，感謝史老師提供的《GB/T 3177一2009 光滑工件尺寸的檢驗》，以及對這份國標的解讀，這個就是我想要的依據，學習理解中。感謝規矩灣錦苑對三分之一原則的解讀，學習理解中。感謝大家對此問題的關注。

作者: 藍豬 時間: 2014-12-17 09:36

都成發表于 2014-12-16 16:21
您的任務要求非常明確：待測件長度約是50微米，允許偏差10%，也就是說加工出的工件如果長度在（45-5 ...

工件的加工標準要求的是名義值50微米，允許偏差10%，我的理解是工件只要加工出來（也可以說測量出來的）的是45微米——55微米就滿足這個規定要求，但是沒有提出測量誤差要求，允許偏差要求的10%，不能表示測量誤差要求是+-5微米吧。因為不知道測量誤差是怎么規定的，所以有了之前的求。

作者: 史錦順 時間: 2014-12-17 11:20
本帖最后由史錦順于 2014-12-17 11:27 編輯

規矩灣錦苑發表于 2014-12-17 01:05
　　正如史老師所說，你的測量要求是明確的，并非沒有提出要求。你的被測量測量范圍（可用名義值）是50微 ...

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【規矩灣】
“如果你的被測件風險一般，用測量設備允差Δ近似代替測量不確定度U，根據1/3原則（U/T≤1/3），可選擇比值1/3，并以U≈Δ代入U/T≤1/3，則Δ≤T/3＝10/3=3.3微米。”
【史評】
規矩灣先生的這段話，是錯話；對問者是誤導。規矩灣先生是搞幾何量計量的，說出這種話來，真讓人失望。規矩灣把不是同比（半寬比全寬）的三分之一，當成什么原則，錯誤地濫用，實在不應該。
加工件的允差是正負5微米，居然說檢測的量具的誤差范圍可以是3.3微米，這是荒謬的。
如果不減去待定區寬度（儀器誤差），則可能有約50%的誤判，其中有約20%的產品本來不合格，誤判為合格，有約30%的產品，本來合格，被誤判為不合格。
如果減去待定區寬度（儀器誤差），加工件的尺寸只有測得值是48.3微米到51.7微米才能判為合格；這樣，沒有“誤收”，即可保證判為合格的是真合格，但“誤廢”的可能性高達30%到50%，這對生產廠家是過大的損失。不可取。
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國標推薦值是測量儀器誤差范圍1微米，正常的生產廠，應采用這個值。如果生產廠條件較差，允許放寬到1.5微米，最差一檔是放寬到2.3微米（參照標準中的等級為7的要求）。而用誤差范圍為3.3微米的測量儀器，違反國家標準的規定。我看，置國家標準于不顧的工廠，沒資格生產。
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生產廠遵守國家標準，對質量負責，對用戶負責，是必須的。對產量質量的要求體現在加工精度的等級上，論什么“風險”，還要分那么多檔次，是不著邊的空話，實踐中沒人這樣考慮，也沒法這樣考慮。知道任務重要，就用國標推薦值，就是采用誤差范圍是1微米的測量儀器，就行了。因有“裕度”等于儀器誤差范圍，不會有誤收，而誤廢率低，對工廠有利。選用夠格的測量儀器，花些代價，值。
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【規矩灣】
千萬不要認為“不確定度就是誤差范圍，又叫最大允許誤差”，誤差范圍可以叫最大允許誤差，但絕不是不確定度
   【史評】
不確定度是什么，這是個必然引起爭論的話題。
   我主張取消不確定度，因為按它的定義、評定方法，必定是個不倫不類的東西。其實它并不配當做“誤差范圍”用。但人們總要交往，那怎么用“不確定度”一詞呢？其實人們就把它看做是誤差范圍。且看國家級規范。
   1 《JJG30-2008 計量標準考核規范》，在規格欄中多處有“不確定度或準確度等級或最大允許誤差”，這說明三者等效。
   2 《JJG2007-2007 時間頻率計量器具檢定系統表》
3.2.1 銫噴泉鐘頻率準確度
   有多種因素造成噴泉鐘的頻率復現值偏離定義值。評定時，求出各項因素造成的偏離值及其不確定度，偏離值修正后，總的合成不確定度即為復現值對定義值的偏離程度，稱為頻率準確度。
請注意黑體字部分，不確定度就是復現值對定義值的誤差范圍（偏離程度），就叫準確度。因此，不確定度就是誤差范圍，就是準確度。
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世界上最高的計量標準是銫噴泉鐘，由此而產生基本單位“秒”，而且通過定義光速導出基本單位“米”。對噴泉鐘指標，中國叫“準確度”，又稱不確定度；美國人稱為“不準確度”又叫不確定度。都是指誤差范圍。中國的最高計量權威是NIM，美國的最高計量權威是NIST。NIM與NIST的最權威的講法就是：不確定度就是誤差范圍，就是準確度。你不服？沒用。-

作者: 規矩灣錦苑 時間: 2014-12-17 13:01

史錦順發表于 2014-12-17 11:20
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【規矩灣】
“如果你的被測件風險一般，用測量設備允差Δ近似代替測量不確定度U，根據1/3 ...

　　我也多次強調了所謂的“三分之一原則”一定是不確定度與被測參數的控制限之比不能大于1/3，不確定度U是個半寬，控制限T是個全寬，而不是全寬與全寬相比，半寬與半寬相比。“不大于”并不是“等于”，1/3、1/4、1/5、1/6、1/8、1/10是三分之一原則最常用的比值，比1/10還要小的比值仍然符合“三分之一原則”，仍然是是1/3原則的具體應用。JJF1094中的判別式U/MPEV≤1/3實際上是取了比值為1/6，因為T＝2MPEV，所以導致U/T≤1/6變成了U/MPEV≤1/3，取小于1/3的比值1/6是計量檢定/校準領域對1/3原則在本領域中的具體應用。
　　關于“不確定度是什么”，JJF1059.1和JJF1001都給了它明確的定義，關于誤差范圍的定義我贊同史老師7樓所說的“誤差范圍，又叫最大允許誤差”，只要稍微對照一下兩個定義就會發現不確定度絕不是“最大允許誤差”，也就清楚老師您7樓所說的“不確定度就是誤差范圍”這個論斷是無論如何也站不住腳了。
　　JJF1033《計量標準考核規范》在規格欄中多處有“不確定度或準確度等級或最大允許誤差”，這說明了三者等效，但不能說明三者完全是一回事，只是講述了選擇余地。正如牛羊豬我們都可以作為一個選擇做菜，但牛羊豬畢竟不能畫等號。最大允許誤差是定量的應該優先選擇；準確度等級是定性的，但通過準確度等級還是可以查到定量的數據，無非是麻煩一點，因此作為第二選擇；不確定度是測量結果的，不是測量設備的，但這個不確定度絕大多數的值是測量設備計量特性引入的，實在查不到測量設備的允差和準確度等級時，就只有填寫不確定度了，這是無奈的第三選擇。
　　JJG2007-2007 時間頻率計量器具檢定系統表把“合成不確定度即為復現值對定義值的偏離程度，稱為頻率準確度”的確值得商討，第一它違背了“準確度”為定性的術語，不能用于定量的表述的規定，把一個定量表述的不確定度定義為“頻率準確度”。第二，混淆了“不確定度”與“準確度”兩個術語，這兩個術語在JJF1001上都有明確規定，這是完全不同的兩個術語，強拉硬扯畫等號實在是不應該。
　　美國人NIM與NIST的最權威的講法就是：不確定度就是誤差范圍，就是準確度。這就證明了“權威機構”在不確定度和準確度的定義上面也并不權威，也是糊里糊涂的，我們必須根據定義來駁斥他們的謬論。

作者: 史錦順 時間: 2014-12-17 16:01

規矩灣錦苑發表于 2014-12-17 13:01
　　我也多次強調了所謂的“三分之一原則”一定是不確定度與被測參數的控制限之比不能大于1/3，不確定度U ...

        NIM 是中國計量科學研究院的英文縮寫。NIM是中國的國家計量院。
      NIST,原來叫NBS，是美國的國家計量院。
      不確定度理論與評定的一套就是NIST提出的。如今NIST的最高基準的指標就叫不準確度。

作者: 規矩灣錦苑 時間: 2014-12-17 16:10

史錦順發表于 2014-12-17 16:01
NIM 是中國計量科學研究院的英文縮寫。NIM是中國的國家計量院。
NIST,原來叫NBS， ...

　　謝謝史老師對 NIM的內容指正，不確定度理論與評定的一套是NIST提出的。我并不是否認該機構在計量量值溯源方面的權威性，但如今NIST的最高基準的指標就叫不準確度，顯然該權威機構在不確定度與準確度兩個術語的說法出爾反爾，而且明明VIM給“準確度”的定義也是“定性”的術語不能用在定量的場合，該權威機構在“準確度”定義上的理解和使用上卻仍然是糊里糊涂的，

作者: sfjljczx 時間: 2014-12-27 11:20
學習了，謝謝呀

作者: sfjljczx 時間: 2014-12-27 19:30
學習了，謝謝

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