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計量論壇

標題: 求教通用卡尺兩點疑問 [打印本頁]

作者: 黑嘿小哥 時間: 2015-7-3 14:50
標題: 求教通用卡尺兩點疑問
1.通用卡尺的重復性要小于建標時的重復性，而建標時參照高度卡尺不確定度評定，不確定評定中沒有重復性，只有對線誤差，那重復性要滿足什么要求？
2.不確定評定后，打比方，51.2mm點評出來為11um，而示值誤差為0.02mm，不能滿足不確定度小于等于三分之一乘以0.02mm。這就不滿足要求了，求教各位兄弟同行。

作者: 規矩灣錦苑 時間: 2015-7-4 00:45
1.通用卡尺的重復性要小于建標時的重復性，而建標時不確定評定中沒有重復性，只有對線誤差，只要重復性引入的不確定度與其它不確定度分量合成后的不確定度仍然滿足測量能力要求即可。
2.不確定評定后，打比方，51.2mm點評出來為11um，而示值誤差為0.02mm（新規程為0.03mm），不能滿足JJF1094的1/3原則，1/3原則的比例系數一般為1/3～1/10，實際上JJF1094用的是1/6，因為卡尺并不用于高風險或高精度的測量，我們可以不一定選擇JJF1094的1/6，選擇1/4或1/5也沒有什么大問題。示值誤差允許值為0.03mm，控制限T＝0.06mm，U/T＝11÷60＜1/4，仍然滿足低風險測量活動U/T≤1/3的原則。

作者: 黑嘿小哥 時間: 2015-7-4 17:44
老師，謝謝您的回答，我還有點不太明白。
1.重復性與對線誤差引入的不確定度分量有沒有重復？我的理解是對線誤差是描述人或者讀數機構的誤差，重復性i引入的是包括人及其他環境因素影響的總誤差的不確定度，重復性引入的不確定度包括對線誤差引入的不確定度。通用卡尺測量結果不確定評定中，我沒有加入重復性引入的不確定度，您的意思是，對線誤差與重復性分別引入的不確定度加入到不確定度評定，然后重復性小于擴展不確定度嗎？依照計量標準考核的書上面，已建標的計量標準，重復性小于建標時測量不確定度中的不確定度，想知道您說的“只要重復性引入的不確定度與其它不確定度分量合成后的不確定度仍然滿足測量能力要求即可”，我在哪里可以找到依據啊。
2.JJF1094中5.3.1.4中您說的1/3-1/10，在什么地方，1/6也沒查到啊，“示值誤差允許值為0.03mm，控制限T＝0.06mm，U/T＝11÷60＜1/4，仍然滿足低風險測量活動U/T≤1/3的原則”，這句活也不是很明白？對于控制限，與U/T的公式也不明白，不知道出自哪里，請老師指導。

作者: 規矩灣錦苑 時間: 2015-7-5 01:22

黑嘿小哥發表于 2015-7-4 17:44
老師，謝謝您的回答，我還有點不太明白。
1.重復性與對線誤差引入的不確定度分量有沒有重復？我的理解是對 ...

　　重復性與對線誤差引入的不確定度分量當然是有重復的，在不確定度評定中應該哪個大就取哪個，刪除（忽略）那個小的。卡尺的重復性引入的不確定度分量遠小于分辨力引入的分量，一般都是刪除重復性引入的分量，甚至也就沒有必要去〔評估重復性引入的分量。
　　不確定度是評判檢定方案是否可靠，是否值得采信的量化參數，因此檢定方案是否可行最終落腳在擴展不確定度的大小上，無論重復性多差，分辨力多劣，它們引入的不確定度分量對擴展不確定度產生的影響使擴展不確定度仍然滿足U≤MPEV/3，檢定方案也就仍然滿足檢定要求，也就無所謂。這是不確定度的定義和用途所決定的，不必什么標準加以規定。不過JJF1033-2008《實施指南》79頁第六章的三（二）2的（6）還是講到了這個問題，明確指出若重復性考核結果大于建標時的重復性“則應重新進行測量不確定度評定”，如不確定度評定結果符合要求，重復性仍然“判為符合”。
　　常說的三分之一原則是指U/T≤1/3，一般取為1/3～1/10，這里的T是控制限，是允許的最大值減去最小值，類似于尺寸公差帶寬度。比值在1/3～1/10中到底取多大，要根據被測參數的風險性高低確定，一般測量過程取1/3足矣，檢定過程是特殊的測量過程，一個測量設備誤判會影響一堆產品的誤判，因此偏向于1/10取1/6，即U/T≤1/6。因為測量設備的最大允差絕對值MPEV＝T/2，將T＝2MPEV代入U/T≤1/6，即可得到：U/MPEV≤1/3，這就是JJF1094給出的評判檢定/校準方案是否可信，是否可靠的判別式。
　　卡尺是一種低精度測量設備，使用在風險并不太高的被測參數測量活動，因此在1/3～1/10中適當可選擇偏向1/3的比值，例如1/4。11÷60＜1/4，所以可以判定這種檢定方案仍然滿足卡尺檢定要求。

作者: 羅洋ing 時間: 2015-7-5 09:35
表示問題太深奧，看的很模糊

作者: 黑嘿小哥 時間: 2015-7-5 16:10

規矩灣錦苑發表于 2015-7-5 01:22
　　重復性與對線誤差引入的不確定度分量當然是有重復的，在不確定度評定中應該哪個大就取哪個，刪除（忽 ...

老師，重復性方面還是有點疑問。如下：
對于0.02mm分度值的游標卡尺，對線誤差分布區間為0.01mm，均勻分布，由公式得u=0.01mm/(2×√3)= 2.9μm
而重復性測量51.2mm的測量點，結果列如下（單位mm）：51.2、51.2、51.2、51.2、51.19、51.2、51.2、51.2、51.2、51.2，單次測量標準方差為s=3.2mm，這并不是如你所說小于對線誤差啊。

作者: 規矩灣錦苑 時間: 2015-7-5 22:54

黑嘿小哥發表于 2015-7-5 16:10
老師，重復性方面還是有點疑問。如下：
對于0.02mm分度值的游標卡尺，對線誤差分布區間為0.01mm，均勻分 ...

　　卡尺重復性實驗的目的是考察用5等量塊檢定游標卡尺這個檢定方案的可信性，測量模型是被檢卡尺示值誤差Δ＝被檢卡尺讀數L－量塊尺寸Ls。評定的是Δ檢定結果的不確定度，兩個不確定度分量分別由輸入量L和Ls引入，并不是考察某件卡尺的計量特性。
　　卡尺的分辨力在10μm，和量塊的不確定度不在同一個檔次上。對卡尺重復性實驗時，每個人的估讀能力是固定的，每次讀數要大都大，要小都小（俗稱斜眼），往往讀數一致，因此S＝0，一般不會出現你所說的9次讀數相同，1次讀數相差10μm的情況。如果用各部分相互作用很差的卡尺做試驗，測量時可能產生一定的位移，倒是有可能發生這種情況，但這是這件卡尺自身的計量特性問題，不是我們要評定的檢定方案的問題，此時應更換一把卡尺重新做重復性實驗。
　　另外，游標卡尺分度值0.02mm，不是0.01mm，分度值的半寬是0.01mm，按均勻分布對待取k＝√3，u＝10μm/√3=5.81μm，仍然大于3.2μm。

作者: 黑嘿小哥 時間: 2015-7-6 08:27
老師，高度卡尺規程上面的是0.02mm分度值的游標卡尺，對線誤差分布區間是0.01mm，均勻分布，計算出u1=0.01/2/根號3=2.9微米啊

作者: 黑嘿小哥 時間: 2015-7-6 17:48

規矩灣錦苑發表于 2015-7-5 22:54
　　卡尺重復性實驗的目的是考察用5等量塊檢定游標卡尺這個檢定方案的可信性，測量模型是被檢卡尺示值誤 ...

老師，今天我查了一些資料，認為：對線誤差相當于估讀誤差相當于重復性，只是他們的計算方法不同，下面以分度值為0.02mm的游標卡尺為例，對線誤差確定分布區間為0.01mm，則對線誤差引入的不確定度u1=0.01/2/√3=2.9微米，而估讀誤差引入的不確定度計算同對線誤差。對于重復性引入的不確定度計算使用貝塞爾公式，或者根據測量次數選擇極差法。測量51.2mm的測量點，結果列如下（單位mm）：51.2、51.2、51.2、51.2、51.19、51.2、51.2、51.2、51.2、51.2，貝塞爾單次測量標準方差為s=3.2微米，而是用極差法計算，s=0.01/3.08=3.2微米。重復性較其他兩種誤差引入的不確定度來說，因素較多，但對線誤差或估讀誤差引入的不確定度占主要因素，因此這三者根據個人理解，選擇重復性作為示值誤差測量結果的不確定度分量較能讓人信服一些，當然這是個人見解。

作者: 規矩灣錦苑 時間: 2015-7-7 01:15

黑嘿小哥發表于 2015-7-6 17:48
老師，今天我查了一些資料，認為：對線誤差相當于估讀誤差相當于重復性，只是他們的計算方法 ...

　　“對線誤差相當于估讀誤差”是對的，但不是相當于重復性，而是與重復性相重疊。
　　卡尺的估讀誤差不同于其它模擬式儀器，對分度值0.02mm游標而言，肉眼分辨力為一個分度值，半寬為0.01mm=10μm。按均勻分布對待取k＝√3，u＝10μm/√3=5.81μm，仍然大于重復性引入的不確定度分量3.2μm。
　　“重復性較其他兩種誤差引入的不確定度來說因素較多”很有道理，但在分度值或分辨力遠大于所用計量標準的允差時，無法估讀出與計量標準精度相適應的數據，因此往往重復性實驗的結果趨近于零，無法體現出分度值或分辨力引入的不確定度分量，在這種情況下必須用估讀誤差或分辨力采用B類評定方法評估一個不確定度分量，兩者取最大值，而往往被舍棄的是重復性引入的不確定度分量。

作者: 長度室 時間: 2015-7-8 14:18

黑嘿小哥發表于 2015-7-6 08:27
老師，高度卡尺規程上面的是0.02mm分度值的游標卡尺，對線誤差分布區間是0.01mm，均勻分布，計算出u1=0.01/ ...

首先，這里的對線誤差就是代替的估讀誤差。應該是取對線誤差分量與重復性分量的大者，規程認為對線誤差分量大，因此沒有進行重復性實驗。但是“計算出u1=0.01/2/根號3=2.9微米”，我以前也注意過這個問題，很是懷疑除以2是怎么個意思。

作者: 長度室 時間: 2015-7-8 14:21

規矩灣錦苑發表于 2015-7-5 01:22
　　重復性與對線誤差引入的不確定度分量當然是有重復的，在不確定度評定中應該哪個大就取哪個，刪除（忽 ...

老問題了，51.2mm點處的公差帶按規程意思是0.04 mm，不是0.06 mm。規程按分段表示，您按單一值表示。

作者: 規矩灣錦苑 時間: 2015-7-8 21:54
本帖最后由規矩灣錦苑于 2015-7-8 22:04 編輯

長度室發表于 2015-7-8 14:21
老問題了，51.2mm點處的公差帶按規程意思是0.04 mm，不是0.06 mm。規程按分段表示，您按單一值表示。 ...

　　是的，這的確是個老問題。什么是“測量范圍”，JJF1001給出的定義得非常清楚，一把卡尺到底有幾個測量范圍，人人也都清楚。那么對卡尺來說沒有測量范圍的換擋機構，只有唯一一個“測量范圍”，這唯一一個測量范圍的“上限”自然只能有一個。現在有人居然可以把僅有的一個“測量范圍”分段搞出好幾個“測量范圍上限”，豈非綽綽怪事！這種不顧標準規定定義胡亂解釋和使用計量術語的現象在計量界的確也是一種常見病和多發病，我們應該倍加小心。
　　如果都像有的人解釋卡尺的測量范圍上限那樣可以解讀為分段成好幾個測量范圍的好幾個測量范圍上限，那么是否也可以說一只測量范圍0～6MPa的壓力表的示值允差在測量上限分別為1MPa、1.6MPa、2.5MPa、4MPa、6MPa時有各種不同的示值允許誤差呢？

作者: 規矩灣錦苑 時間: 2015-7-8 22:18

長度室發表于 2015-7-8 14:18
首先，這里的對線誤差就是代替的估讀誤差。應該是取對線誤差分量與重復性分量的大者，規程認為對線誤差分 ...

　　其實說白了還是對分度值0.02mm的卡尺，人的肉眼分辨力到底是±0.01mm，還是就為0.01mm。前者半寬是0.01mm，后者半寬是0.005mm。只要對眾多檢定人員進行統計試驗就會發現，有人會“左斜眼”估讀偏高，有人會“右斜眼”估讀偏低，所以還是應該按前者計算方法計算分度值引入的不確定度分量比較符合實際。

作者: 長度室 時間: 2015-7-9 13:34

規矩灣錦苑發表于 2015-7-8 21:54
　　是的，這的確是個老問題。什么是“測量范圍”，JJF1001給出的定義得非常清楚，一把卡尺到底有幾個測 ...

或許我們可以說卡尺規程想把卡尺的示值誤差按分段給出而含糊的使用了“測量范圍上限”術語，要改應該改“測量范圍上限”的說法，而不應該既定“測量范圍上限”使用正確而改示值允差。我不太清楚游標卡尺的線紋是如何刻上的，但我理解著線紋的增多誤差應該會逐漸累加，就像卷尺排版印制線紋那樣，因此允差應該是分段，逐漸增大的。

作者: 長度室 時間: 2015-7-9 13:40

規矩灣錦苑發表于 2015-7-8 22:18
　　其實說白了還是對分度值0.02mm的卡尺，人的肉眼分辨力到底是±0.01mm，還是就為0.01mm。前者半寬是0. ...

我理解著不是這樣，所謂±0.01mm不是對有的人會“左斜眼”估讀偏高，取+0.01mm，有的人會“右斜眼”估讀偏低，取-0.01mm。而是應該對同一的人，對于不同測量點有的是+0.01mm，有的是-0.01mm，或是對同一點多次讀數，有的是+0.01mm，有的是-0.01mm。比如說對于41.23mm點，這次讀41.22mm，下次讀成41.24mm。

作者: 規矩灣錦苑 時間: 2015-7-9 15:56

長度室發表于 2015-7-9 13:34
或許我們可以說卡尺規程想把卡尺的示值誤差按分段給出而含糊的使用了“測量范圍上限”術語，要改應該改“ ...

　　計量名詞術語的使用是極其嚴肅的和嚴謹的，既然卡尺檢定規程使用了“測量范圍上限”，按“測量范圍上限”來限定允許的示值誤差最大值，就應該嚴格遵守“測量范圍上限”的定義去做解釋，不能又隨意解釋僅有一個誤差范圍的卡尺卻存在著好幾個測量范圍上限，這樣做的結果把極其嚴肅的一個國家技術規范置于犯極其可笑和低級錯誤的境地，把國家技術規范變成了兒戲。
　　另外，我在13樓舉了壓力表的例子說明檢定規程給出最大允差的一般做法，其實許多品種的測量設備都只有一個測量范圍，它們也有大大小小的不同規格，它們的檢定規程和校準規范規定的以測量范圍上限或量程來限定示值允差時，沒有一個像你說的卡尺檢定規程這樣的允差說法，它們的大測量范圍規格示值允差也都只有一個，不會遇到小規格量值時就有不同的示值允差。
　　第三，如果卡尺真的需要“允差應該是分段，逐漸增大”，檢定規程的允差可以按相對誤差的允差給出，隨著測量值加大允差也變大，然后按規定進行圓整。而卡尺作為一種極其粗糙的幾何量測量設備來講，實際上根本就沒有這種必要。另外如果是這樣，你也可以計算一下一把0～2000mm的卡尺按尺寸段應該有多少個允差，那么受檢點應該有多少個，規程所謂的按均勻分布六個受檢點的規定還能行嗎，檢定規程豈不是自己打自己的耳光？

作者: 規矩灣錦苑 時間: 2015-7-9 22:29
本帖最后由規矩灣錦苑于 2015-7-9 22:32 編輯

長度室發表于 2015-7-9 13:34
或許我們可以說卡尺規程想把卡尺的示值誤差按分段給出而含糊的使用了“測量范圍上限”術語，要改應該改“ ...

　　第一，計量名詞術語的使用是極其嚴肅的和嚴謹的，檢定規程作為國家計量技術法規，在使用名詞術語時更是嚴肅和嚴謹的。既然卡尺檢定規程使用“測量范圍上限”對允許的示值誤差最大值加以限定，就應該嚴格遵守“測量范圍上限”的定義去做解釋，不能把僅有一個誤差范圍的卡尺解釋成存在著好幾個測量范圍上限，一個測量范圍有若干個測量范圍上限的解釋是極其可笑和低級的錯誤，國家技術法規不是兒戲，不能犯這樣可笑和低級的錯誤。
　　第二，我在13樓舉了壓力表的例子說明檢定規程給出最大允差的一般做法，其實只有一個測量范圍的測量設備品種有很多，它們也都有大大小小的不同規格，它們的檢定規程和校準規范規定的以測量范圍上限或量程來限定示值允差時，沒有一個像你解釋的這樣，它們的大測量范圍規格的儀器示值允差也都僅有一個，不會按比它小的規格的量值時，就“分段”規定有不同的示值允差。
　　第三，如果卡尺真的需要“允差應該是分段，逐漸增大”，檢定規程的允差可以按相對誤差的允差給出，隨著測量值加大允差也變大，然后按規定進行圓整，圓整到10微米，這種規定的情況也有一些測量設備。而卡尺作為一種極其粗糙的幾何量測量設備，根本就沒有這種規定的必要。退一步講，如果有這種必要，你也可以計算一下一把0～2000mm的卡尺按尺寸段應該有多少個允差，那么受檢點應該至少有多少個，規程所謂的按均勻分布六個受檢點的規定還行嗎？檢定規程豈不是自己打自己的耳光？
　　綜上所述，把卡尺檢定規程按測量范圍上限規定最大示值允差解釋成分段有若干個測量范圍上限，因此一把卡尺有若干個示值誤差允許值的說法，是極其錯誤的的做法，與卡尺的生產標準GB/T21389-2008也是格格不入的。GB/T21389的表1所規定的測量范圍均從0開始，沒有一個是分段的測量范圍，表12的測量范圍上限正是表1規定的各測量范圍中的“上限”，卡尺的測量范圍一旦確定，其測量范圍上限也就唯一，GB/T21389并不認可所謂“分段測量范圍”，因此也就不認可分段的什么測量范圍上限，不認可一把卡尺有若干個示值誤差允許值。

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