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計量論壇

標題: 校準證書示值誤差及其不確定度如何應用？ [打印本頁]

作者: phoenix_zc 時間: 2016-6-3 10:45
標題: 校準證書示值誤差及其不確定度如何應用？
請教各位一個問題：一臺經過計量單位校準的測量儀器，校準證書給出示值誤差及其不確定度，如何在此設備的測量過程中應用？
舉個例子：
一把尺子，經校準可知100cm處的示值誤差為-0.1cm，不確定度U=0.01cm。
在使用該尺測量時，若測量結果顯示為100cm，則報告結果是否為：
1、測量結果100-（-0.1）=100.1cm；
2、上述測量結果中尺子引入的U=0.01cm。

作者: 規矩灣錦苑 時間: 2016-6-6 19:56
　　一把尺子，經校準可知100cm處的示值誤差為-0.1cm，不確定度U=0.01cm。這是檢定機構給被檢尺子出具的證書內容，不是你使用該尺實施測量的情況。
　　校準證書示值誤差及其不確定度使用方法是：
　　首先要用給出的不確定度U=0.01cm，判定示值誤差為-0.1cm的檢定結果值不值得你采信，方法是用1/3原則。要查該尺的檢定規程或校準規范，看看最大示值誤差的允差是多少。
　　如果示值允差為±0.03cm或以上（≥3U），比如說允差±0.05cm，示值誤差測得值-0.1cm就值得采信，就可將-0.1cm檢定結果與允差±0.05cm相比較評判被檢尺是否合格。因為-0.1cm超出±0.05cm的允差范圍，于是可判該尺不合格。
　　如果示值允差規定±0.03cm以下（＜3U），例如±0.02cm，則-0.1cm這個檢定結果就決不能采信，不能用來評判該尺子是否合格，必須宣布檢定結果無效，與檢定機構溝通協商，要求其更換檢定方法重新檢定。

作者: 吳下阿蒙 時間: 2016-6-15 15:26

規矩灣錦苑發表于 2016-6-6 19:56
　　一把尺子，經校準可知100cm處的示值誤差為-0.1cm，不確定度U=0.01cm。這是檢定機構給被檢尺子出具的證 ...

樓主給出的例子可能有些不當。將其修改一下
一把尺子，經校準可知100cm處的示值誤差為-0.01cm，不確定度U=0.01cm。卡尺最大允許誤差為0.05cm
在使用該尺測量時，若測量結果顯示為100cm，則報告結果該如何給出呢？
1、不確定度評定是B類評定中，上級不確定U和卡尺最大允許誤差都要考慮嘛？是否有重復的嫌疑？
2. 測試結果是100+u，還是100.1+u （u為測量擴展不確定）

作者: 規矩灣錦苑 時間: 2016-6-15 22:06

吳下阿蒙發表于 2016-6-15 15:26
樓主給出的例子可能有些不當。將其修改一下
一把尺子，經校準可知100cm處的示值誤差為-0.01cm，不確定度U ...

　　cm的計量單位對卡尺來說似乎過大，我們先不管計量單位，如果你的假設成立，經校準卡尺100cm處的示值誤差為-0.01cm，不確定度U=0.01cm，卡尺最大允許誤差為0.05cm，在使用該尺測量時，若測量結果顯示為100cm，則：
　　１示值誤差是被檢參數，顯示值不是被檢參數，報告的測量結果應該是示值誤差，不是顯示值。如果要報告顯示值，100cm處顯示值的測量結果是：測得值100.01cm，擴展不確定度為U=0.01cm。
　　２不確定度評定中，考慮的“上級不確定U”就是5等量塊的測量不確定度，卡尺示值誤差是輸出量，是被測參數，卡尺最大允許誤差是對被測參數的計量要求，不能考慮最大允許誤差。但卡尺讀數重復性和分度值將對示值誤差產生影響，因此應考慮重復性和分度值引入的不確定度分量。重復性和分度值引入的不確定度分量相互之間有重復的嫌疑，因此應該在兩者之中取大值。一般分度值引入的不確定度分量遠大于重復性引入的不確定度分量，因此只要考慮卡尺分度值引入的不確定度分量就可以了。
　　３測試結果不能寫成100+u，或100.1+u （u為測量擴展不確定），不確定度是評估測量結果可信性的參數，不是評估測量結果大小的參數，測量結果不能與其不確定度相加減。如１所述，根據題意示值誤差是被測（被檢）參數，示值（尺寸）不是被檢參數，“100cm處的示值誤差為-0.01cm”，示值誤差的檢定結果就是-0.01cm，測量結果的完整表述是：100cm處的示值誤差為-0.01cm，不確定度U=0.01cm，可簡寫為卡尺100cm處的示值誤差為：Δ＝-0.01cm±0.01cm，k＝2（其中包含因子k＝2為默認）。

作者: 吳下阿蒙 時間: 2016-6-16 09:10

規矩灣錦苑發表于 2016-6-15 22:06
　　cm的計量單位對卡尺來說似乎過大，我們先不管計量單位，如果你的假設成立，經校準卡尺100cm處的示值 ...

好的，非常感謝。
在實際計算不確定時，我遇到一個這樣的問題。
首先，由不確定度的一般為上級校準報告，而校準報告只能說是當天當地環境時的測試值及不確定度。在很多計算不確定度的書上都提到這個。
然后，就是比如校準回來一個月了，我們在新環境使用此儀表時，可能會存在一個不確定的漂移，很多書中都有這個量，而這個量一般都用儀器的最大允許誤差表示。
現在的問題就是，很多儀器的最大允許誤差真的太大了。。。現在看到您給出的卡尺不確定計算時，并沒考慮此卡尺的最大允許誤差。
請問這個考慮與不考慮有什么依據嘛？我做的是電學計量，比如計算I=U/R。用電壓表和分流器，這個電流的不確定度需要考慮分流器的最大允許誤差嘛？還是只引用上級校準分流器的不確定度就可以了？
謝謝回復

作者: 規矩灣錦苑 時間: 2016-6-16 11:57

吳下阿蒙發表于 2016-6-16 09:10
好的，非常感謝。
在實際計算不確定時，我遇到一個這樣的問題。
首先，由不確定度的一般為上級校準報告， ...

　　被檢對象的最大允差MPEV不是其不確定度U的影響因素之一，而是判定其測量方法是否值得采信的指標，評定方法是JJF1094規定的U/MPEV≤1/3。因此，卡尺不確定計算時不能考慮卡尺的最大允許誤差，不確定度評定完成后，用不確定度評定的結果U與卡尺的最大允差絕對值MPEV相比較，判定檢定方法是否可信（可靠）。
　　你做電學計量，用電壓表和分流器檢測電流，使用了測量模型I=U/R。那么這個測量模型有電壓U和電阻R兩個輸入量，輸出量電流 I 就一定會有兩個不確定度分量，不能多也不能少。如果你使用了電壓表和分流器，則電壓表的最大允許誤差給電壓測得值引入了不確定度，分流器最大允許誤差給電阻測得值引入了不確定度，兩者共同給輸出量電流 I 引入了不確定度。上級校準分流器和電壓表的不確定度可以考慮，但分流器和電壓表檢定結果的不確定度相對于分流器和電壓表的最大允許誤差來說小得可憐，可以忽略不計。

作者: 吳下阿蒙 時間: 2016-6-16 13:26

規矩灣錦苑發表于 2016-6-16 11:57
　　被檢對象的最大允差MPEV不是其不確定度U的影響因素之一，而是判定其測量方法是否值得采信的指標，評 ...

是這樣的。被檢對象的最大允差MPEV是做為最后比較的。分流器是檢定儀器，是要考慮最大允許誤差的，對嗎？由于一般分流器最大允許誤差如0.02%遠高于電壓最大允許誤差等其他分量，對電流影響最大。想要提高電流的精度，那么必須提高分流器的等級。對吧？

那么之前，提到用卡尺校準物件時，卡尺的最大允許誤差0.05也應該考慮進去吧？

作者: 規矩灣錦苑 時間: 2016-6-16 14:20

吳下阿蒙發表于 2016-6-16 13:26
是這樣的。被檢對象的最大允差MPEV是做為最后比較的。分流器是檢定儀器，是要考慮最大允許誤差的，對嗎？ ...

　　那就看你的測量過程是什么。
　　如果測量過程是用量塊測量（檢定）卡尺的示值誤差，卡尺示值誤差是被測量，卡尺的最大允許誤差0.05是對卡尺合格與否的限定值，不是對測量過程的影響值，對測量結果不產生影響，不確定度評定就不能考慮進去。
　　如果測量過程是用卡尺測量零件的尺寸，卡尺是使用的工具，卡尺的最大允許誤差0.05將是主要影響零件被測尺寸測量結果的因素，因此卡尺的最大允許誤差0.05，在不確定度評定時就必須考慮進去。
　　說到底，不確定度評定時對某個量考慮還是不考慮，關鍵是看它是輸出量還是輸入量。同一個量的同一個“最大允許誤差”，當該量處在輸出量的地位時就不能考慮，當處于輸入量的地位時，就必須考慮。

作者: 吳下阿蒙 時間: 2016-6-16 16:35

規矩灣錦苑發表于 2016-6-16 14:20
　　那就看你的測量過程是什么。
　　如果測量過程是用量塊測量（檢定）卡尺的示值誤差，卡尺示值誤差是 ...

好的，謝謝！
不過在實際測量過程中，很多儀表的最大允許誤差都非常的大，而實際的偏差（以兩次第三方實驗室檢定的差）小很多。
以本公司夠買的0.1級分流器為例，其兩次校準之間的實際差基本不會大于0.02%，那么可否把此分流器等級提至0.02級，把0.02%做為MPE最大允許誤差？也就是說，一臺儀器的MPE最大允許誤差一般由出廠廠家說明書中提供，但使用方能否經過自己的多次測量，將其提高等級使用呢？這么用我知道必然是要承擔一定的風險，但出于降低成本考慮，此方法是否可行，是否有理論依據呢？
就個人接觸的很多儀表中，像分流器，卡尺，等儀器在正常使用中，其年/月的變化一般都遠遠小于其最大允許誤差。以分流器為例，那么對此型號分流器兩次校準的值進行比較和統計，得出此型號分流器在一個校準周期內的最大變化量，以此值做為其MPE最大允許誤差。假設此分流器原等級為0.1級，但我們使用校準0.02級分流器的測試系統（其中儀器都能到達分流器檢定規程要求，如標準分流器為0.005級）對其進行校準，以上次校準值為標稱值，其校準周期變化量都小于0.02%，即都小于這個預設的MPE。那么我們是否把此型號分流器做為0.02級分流器使用呢？

作者: 規矩灣錦苑 時間: 2016-6-16 20:19

吳下阿蒙發表于 2016-6-16 16:35
好的，謝謝！
不過在實際測量過程中，很多儀表的最大允許誤差都非常的大，而實際的偏差（以兩次第三方實 ...

　　你的想法非常好！這就是國際上通行的“計量確認”概念。
　　你買的0.1級分流器，但實際誤差的檢定結果不大于0.02%，檢定員只能按0.1級的要求開合格證。當被測參數使用0.02級分流器滿足測量要求時，計量確認員根據實際檢定結果可以簽發計量確認合格標識，并將檢定證書存檔備案。這個分流器下次檢定實際誤差達0.09%，檢定員仍開檢定合格證，決不能給不合格結論。雖然檢定員給了檢定合格證，但計量確認員必須簽發“不合格”或“禁用”的計量確認標識，并將檢定證書存檔備案。目前我國已取得測量管理體系認證證書的企業，就是按這種管理模式處置的。

作者: 吳下阿蒙 時間: 2016-6-17 10:14

規矩灣錦苑發表于 2016-6-16 20:19
　　你的想法非常好！這就是國際上通行的“計量確認”概念。
　　你買的0.1級分流器，但實際誤差的檢定結 ...

非常感謝您的解答，不過還有幾個問題您解答
1.請問“計量確認”有具體的方法嗎？可以推薦下相應的書籍或者規程嘛？謝謝！
2.在我看來，MPE是一個的固有特性，和廠家的制作工藝有關，如果廠家給出MPE為0.1%，而我們做為0.02%使用的話，如果“計量確認”不完善那么這個風險是非常大的。比如您提到的，第一次檢定在0.02%內。第二次檢定為0.09%，這是不能接受的，因為我們并不知道它在這個檢定周期內什么時候就已經超出范圍了。
3.這就是問題所在了，MPE做為廠家給出的參數，必然有其依據，其制造工藝擺在那里。以分流器為例，做為1個0.1%分流器，第一次檢定在0.02%內，第二次檢定為0.09%，這完全是有可能的。。。所以，在我看來這個風險只能降低，沒法消除。。。
而我們現在方法感覺很粗糙：
1.縮短校準周期，現在占定為3個月。。這個周期請問該如何定？
2.修改標稱值，以100毫歐分流器為例，我們以0.02%為標準，它首次校準為100.02毫歐，那么我們使用時就用100.02這個值，而在第二次校準時，其校準值假設為100.03，我們用100.03和上次校準的100.02比較，在0.02%以內，我們依然做為合格使用，但把使用值更新為100.03，假設在第三次校準時，校準值為100.06，和100.03比較大于0.02%，那么我們就判斷不合格，不在使用了。也就是說，我們把分流器隨時間的漂移分段了，雖然它可能在半年/一年中的漂移超出了0.02%，但其在每一個校準周期它都是小于0.02%的.
3. 請問我們這么做的話，在計算不確定度時，把分流器MPE做為0.02%可以嘛？

作者: 規矩灣錦苑 時間: 2016-6-17 11:00

吳下阿蒙發表于 2016-6-17 10:14
非常感謝您的解答，不過還有幾個問題您解答
1.請問“計量確認”有具體的方法嗎？可以推薦下相應的書籍或 ...

　　１有關計量確認的知識和要求，請學習一下國家標準GB/T19022，這個標準就是國際標準ISO10012。
　　２你對MPE的理解完全正確，這是設計人員或管理人員提出的“計量要求”，適用于所有同規格的測量設備，是固定不變的。實際檢定結果每一個測量設備個體都不一樣，但只要檢定員開了合格證，就一定會小于（含等于）這個計量要求。第一次檢定在0.02%內。第二次檢定為0.09%，對于計量要求MPEV＝0.1%來說，都沒有超出，檢定員有理由都簽發合格證書。你不能接受是因為你的測量要求，你的測量過程必須使用計量要求0.02%以內的測量設備，這是計量確認員的職責，不是計量檢定員的職責，這個關由計量確認員來把，檢定員的職責仍然是滿足檢定規程的要求就開合格證，滿不滿足使用要求由計量確認員判定，不管檢定合格與否，不滿足使用要求的一律簽發確認不合格標識，滿足使用要求的同樣不管檢定合格與否一律簽發確認合格標識。
　　３非強制檢定的測量設備檢定周期由企業根據實際情況確定，在首次確定周期時可以參照兄弟單位的，或憑自己的經驗。經過若干個周期后可按JJF1139-2005《計量器具檢定周期確定》給出的方法調整。
　　４關于對測量結果的修正。使用了修正值并采用比較測量法，無論修正值多大，不確定度不變。檢定證書告訴你100毫歐示值點的值是100.02、100.03、100.06，你就按給出的值對測量結果修正就行了，測量不確定度是不會改變的。但如果你對測量結果不修正，僅僅是按合格測量設備使用，則測量結果的不確定度必須按檢定規程規定的允差0.1%評估，不能用0.02%評估，當然也不能用0.06%評估。
　　５可能在半年/一年中的漂移超出了0.02%，但在每一個校準周期它都小于0.02%，這種情況不可能出現，除非校準周期是小于半年的。只要每一個校準周期它都小于0.02%，當然你可以按0.02%進行不確定度評定。另外無論控制計量標準的穩定性，在相鄰兩次校準中間進行穩定性考核（核查）更是加了一把雙保險的鎖，確保了用0.02%進行不確定度評定不會出問題。

作者: 皋龍人 時間: 2016-6-17 11:31
很專業，學習了

作者: 吳下阿蒙 時間: 2016-6-17 14:51

規矩灣錦苑發表于 2016-6-17 11:00
　　１有關計量確認的知識和要求，請學習一下國家標準GB/T19022，這個標準就是國際標準ISO10012。
　　２ ...

非常感謝您的回復，受益良多！

作者: 煙花散盡 時間: 2017-11-13 23:25
作為剛入門的計量確認人員，看了此貼，受益匪淺，復制了慢慢再學學

作者: purple88 時間: 2018-3-15 13:20
又學習了，謝謝

作者: 風月無邊 時間: 2018-6-25 11:17
謝謝分享。

作者: 默默潛水的魚 時間: 2018-7-5 17:00
專業。學習了。

作者: ypp01 時間: 2018-7-6 17:18
非常感謝各位大神！

作者: xianhuahe 時間: 2018-8-24 10:14
又學習了，謝謝

作者: njlyx 時間: 2018-8-24 12:04
樓主提問時的理解是恰當的！讓x人一通xxxxxx了。

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