圍觀美式校準報告，看不確定度為何

1.圖一、二表明：校準報告中儀器規格必不可少，但不確定度可有可無，說明校準是基于規格的合格性判定
2.圖三說明：在測量未知量時，擴展不確定度宣稱為95%概率包含真值的半寬，由于測量值本身未知，故可忽弄過去，但在校準時，面對真值這個問題就回避不了。從圖三中可以看出有相當一些真值是不能包含在所謂的95%的半寬內的（從整個報告中統計了一下，肯定有超過5%的點）。仔細想想也是，如果校準能確定出一個儀器自身規格值1/3的半寬，且包含概率達到95%的半寬，那儀器廠家還弄儀器規格值干啥？

學習了，謝謝分享

回復 28# 史錦順

　　加入被校儀器的性能，特定的性能、一般的性能都不該加。這個論斷太對了，校準不確定度的確是校準能力的一種定量表述，它屬于測量過程或測量結果，并不屬于測量設備，因此絕不能“加入被校儀器的性能，特定的性能、一般的性能都不該加”。
　　第二，“如果校準是為了獲得修正值，那就該在校準中確定被校儀器的系統誤差”，也是一針見血直截了當。修正值其實接受誤差值的反號，因此，修正值校準結果的“不確定度”來源必須包括計量標準的性能引入的不確定度分量，也包括被校的特定儀器的“隨機誤差”引入的不確定度分量。
現在給出的包含有“一般被校儀器”的性能，對第一種情況（判斷合格性）是多余（判別合格性的能力取決于計量標準，與被校儀器性能無關）；而對第二種情況（取得修正值）又不足，因為對某一臺儀器該不該修正，要看這臺儀器的特有的隨機誤差的大小。修正減少了系統誤差，但必將加入確定系統誤差時的誤差。不該修正的去修正，不如不修正，因為有可能反而擴大誤差范圍。

回復 29# Enalex


   我覺得圖中不確定度小于偏差要這樣理解，因為不確定度主要是從檢測設備（標準器）得出的，是上級設備，值當然可以很小，但偏差是從被檢設備得出的。不確定度所確定的真值區間是從標準器來講。偏差所確定的真值區間是被檢設備的，它是跟被檢設備的最大允許誤差做比較的。

不確定度從理論、方程、評定方法等各個方面的質疑，史老師有詳細的分析，大家可以看
在不確定度居多表述中，其聲稱的“合成不確定度”取k=2，擴展不確定度非負半寬范圍內包含95%真值，在實證環節卻難以自圓其說，這是最致命的缺陷
如：對某值（或多個值）多次測量后，按1059進行標準式評定，會得到擴展半寬，然后會聲明，這個被測量的真值以95%的概率落在這個已平均值的正負半寬內。到這里，大伙應該都輕騎熟路，沒有異議。
但接著往下，假定這個被測量就是當初定好的一個標準器（已知量），對上述所有的檢測點做進一步的分析就會發現，不確定度評定的結果就出問題了，首先是所宣稱的95%概率達不到，然后就是顧左右而言它，明明剛（沒有說測量值是已知值前）在還好好的測得值不確定評定，到這時（確定測量值是已知量）就不能淡定了，一會兒說評定的是示值不確定度，一會兒是示值誤差不確定度（已有一個帖子正在討論這個事情），甚至有人還說，這個是示值誤差的變動性不確定度，這個變量一下子升了三級！但不管怎樣，所宣稱的95%的半寬是難以服眾了！只能是在測量未知值是糊弄人

回復 22# chuxp


   

      謝謝先生的說明。

      先生說：（校準不確定度）包括標準裝置的最大允許誤差，及被檢設備引入的分量，如分辨力、被測量值的穩定程度等。有時也可能更仔細一些，如考慮到溫度、電源電壓、電源頻率等對測量結果的影響。評估一次后，作為模板，今后同樣的被檢設備則直接套用。

      這使我得知：原來，校準的不確定度，既包括被撿儀器的性能，而又不是特定被檢儀器的性能，而是“一般的”被檢儀器的性能。“作為模板”一詞，本質又形象。我因已退休多年，不了解實際工作情況；現在想一想，也只能如此。

這樣，矛盾就更多了。怎說也不通。

第一，如果校準是合格性判別，把校準不確定度理解為“校準能力”，那就不該加入被校儀器的性能，特定的性能、一般的性能都不該加。

第二，如果校準是為了獲得修正值，那就該在校準中確定被校儀器的系統誤差，這樣“不確定度”必須既包括計量標準的性能，也必須包括被校的特定儀器的“隨機誤差”，才好判別該不該修正。

現在給出的包含有“一般被校儀器”的性能，對第一種情況（判斷合格性）是多余（判別合格性的能力取決于計量標準，與被校儀器性能無關）；而對第二種情況（取得修正值）又不足，因為對某一臺儀器該不該修正，要看這臺儀器的特有的隨機誤差的大小。修正減少了系統誤差，但必將加入確定系統誤差時的誤差。不該修正的去修正，不如不修正，因為有可能反而擴大誤差范圍。

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　　贊同20樓都成兄的觀點。樓主圖中用紅鉤標出的這些偏差都大于不確定度，這很正常。偏差是被校儀器的實際性能，是一種客觀存在，不受不確定度大小的影響。如果不確定度U小于1/3MPEV(最右一列數據)，則偏差小于允差即為合格，如果這個條件不能滿足，則只要偏差的絕對值加上U后還小于MPEV，則仍可判定合格。只有在偏差的絕對值加上U后大于MPEV時才可判定合格樓主用紅色勾出的數據不合格！偏差可以等于0，但不確定度不可能為零，偏差為零說明被校和標準的量值相同。但若不確定度U大于1/3MPEV(最右一列數據)時，無論偏差的校準結果如何大或如何小，均不能評定被校對象是否合格，必須廢除這個《校準報告》或《證書》，要求校準機構更換更為可信（U更小）的校準方法重新校準，否則應淘汰該校準機構的“合格供方”資格，另外更換法定或授權的校準機構作為新的校準服務“合格供方”。這就是校準報告或證書中給出的誤差（或偏差）校準結果與不確定度的正確使用方法。

回復 14# 史錦順

　　并不是我的觀點改變了，是校準對象改變了。被校對象的計量特性會不會影響校準結果的不確定度，完全看其測量模型中的輸入量有沒有被校對象的示值或讀數值。
　　測量模型的輸入量沒有被檢儀器的讀數值，校準結果的不確定度與被撿儀器性能完全無關。
　　測量模型中的輸入量有被校對象的示值或讀數值，校準結果的不確定度與被撿儀器性能一定有關，不過這個與被撿儀器有關的性能絕不是被檢參數，而是影響被檢參數大小的被校儀器其它計量特性，這些計量特性在被檢儀器校準前是未知的，因此多數情況下需要一個A類評定。

回復 11# wjyiscool


   可能是被檢高阻器示值比較穩定，那么其重復性就可以忽略不計了，那么就只剩下標準器為主的不確定度分量了，如果其它一些因素影響比較小，那也可以忽略，最終結果就只有標準器的不確定度分量了。

回復 23# jktesla


   應該先請16#談一下。

回復 18# 都成
你怎么看？

回復 10# 史錦順

史老好。
      這個計量院報告中的不確定度是評出來的，一般主要考慮兩方面因素：包括標準裝置的最大允許誤差，及被檢設備引入的分量，如分辨力、被測量值的穩定程度等。有時也可能更仔細一些，如考慮到溫度、電源電壓、電源頻率等對測量結果的影響。評估一次后，作為模板，今后同樣的被檢設備則直接套用，不再另行評定。JJF1059規定，可以對最終給出的不確定度參數進行數據修約，原則上只允許進位而不可舍棄，且提出可執行一般的修約規則。那么，大家考慮到反正不確定度比允許誤差小很多，那么就往大了取整，表示出來看著比較整齊，又不違反JJF1059。
    美國的證書其實也是一樣的模式。看上去樓主的證書像是FLUKE公司的，如果是，那么肯定就是他們的那個自動校準軟件METCAL計算出來的，當然METCAL計算的公式也是技術人員按照評定方法事先編輯好的。

回復 20# 都成

剛才想明白了，這兩個值說的不是一個東西，出發點就不同。

我一開始把不確定度理解為被測設備值的范圍了。其實他反應的是測量設備

回復 19# jktesla

樓主的第三張圖中，用紅鉤標出的這些偏差都大于不確定度，這很正常。偏差是被校儀器的實際性能，如果不確定度U小于1/3MPEV(最右一列數據)，則偏差小于允差即為合格，如果這個條件不能滿足，則只要偏差的絕對值加上U后還小于MPEV，則仍可判定合格。樓主用紅色勾出的數據都是合格的！偏差可以等于0，但不確定度不可能為零，偏差為零說明被校和標準的量值或誤差相同。

回復 18# 都成



   樓主的第三張圖中，用紅鉤標出的這些偏差都大于不確定度，這樣對嗎？該如何理解呢？作為新手，我不太明白 。

回復 16# 東海魚躍
對同一只表在不同實驗室校準，結果信息如下：
證書a的數據：偏差（修正值）是0；
證書b的數據：偏差（修正值）是3。
您如何看待這兩份證書？

結果信息如下：
證書a的數據：偏差（修正值）是0，不確定度是10；
證書b的數據：偏差（修正值）是3，不確定度是1 。

您又如何看待這兩份證書？

回復 10# 史錦順


根據被校儀器的特點，評定不確定度時被校儀器及其它影響量可以忽略不計，因此這個不確定度應該是所用計量標準的允差。

說實話，可能高端研究會用到這些，我感覺我們企業實際應用的時候好像沒什么用處……
不確定度大了又怎樣？我實際依據的就是個偏差，或者說修正值

除了給出的數據比較詳細之外，沒發現和國內的有什么不同。

回復 13# 規矩灣錦苑


     先生說：“而不確定度恰恰是反映測量方法的可靠性（可信性），只與構成該校準方法的諸要素有關而與被校對象（被校儀器示值誤差和示值相對誤差）大小無關”。
     先生說得對，校準的不確定度應該與被校對象無關。這就是說，在評定校準能力時，不應混入被校儀器的性能。
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     請注意：我們爭論過這個題目。
     我說：現行的檢定裝置考核辦法，“把被撿儀器的性能（重復性、分辨力等）計入檢定裝置的能力”，這個評定方法不對。
     你說：檢定必有被撿儀器，被檢儀器性能必將影響檢定結果，應該計入。也就是說，檢定的不確定度是與被撿儀器性能有關的。
     是你的認識改變了，還是左右逢源？是該辨明是非，還是該認為“凡是有規定的，都是正確的”？

　　新的“校準”定義是兩大操作步驟，第一“賦值”，即給出測得值，第二給出測得值的測量不確定度，因此看校準證書要看兩個內容，校準測得值和校準不確定度，國內國外無一例外。
　　１什么是校準測得值？
　　檢定規程、校準規范或顧客要求的被檢參數的校準結果就是“測得值”。前面兩個案例通過校準得到的電壓值、電阻值及其相對誤差值等都是測得值。測得值是被校對象計量特性的真實反映，其大小只與被校對象的實際情況有關，與測量方法（校準方法）的可靠性大小無關。而不確定度恰恰是反映測量方法的可靠性（可信性），只與構成該校準方法的諸要素有關而與被校對象（被校儀器示值誤差和示值相對誤差）大小無關。因此，示值誤差或相對誤差的校準結果大小可能大于校準方法的不確定度，也可能小于校準方法的不確定度。
　　２關于校準數據與不確定度的使用：
　　我們應該先用給出的測量不確定度大小與“允許誤差”相比較判斷校準結果的符合性，當給出的測量不確定度小于允許誤差絕對值的1/3時，說明該測量結果合格（校準結果可用），然后在判定校準結果可用的基礎上，再用給出的校準結果（示值誤差或相對誤差值）與允許誤差相比較，以判定被校對象（測量設備）的符合性，在允差范圍內的測量設備判為合格，否則判為不合格。

回復 9# 都成


   歡迎圍觀、解讀、灌水、拍磚！
兩份報告，都需要給使用人進行解讀報告中項目的含義是什么，亦即有人問到報告中這個這個是什么意思，總得告訴人家，這些個名稱概念是啥含義，數據是那個量測得或評估的數據吧。
牽涉的幾個量中，最需要解讀的就是不確定度
不確定度最令人感興趣的是宣稱：取k=2進行擴展后，這個非負的半寬，可以包含95%的真值。作為評定測量結果來說，這是個了不起的事情，應為不僅這個半寬只是規格值的1/3，且包含概率達到了95%！因此在校準報告中出現了測量不確定度，自然就會問這個不確定度是評價誰的。但從這個美式的校準報告中，似乎那個量都說不過去，既然都說不過去，那是不是美國人不會評不確定度？把不確定度評錯了？還是不確定度本身就有問題？
對于都成網友提供的國內的校準報告，給人的感覺就是評的太“對”，太“正確”了，似乎是先定好了這個不確定一定要是規格值的1/3一下，且范圍都要包含到偏差值，甚至包含到100%

上面的例子，近似于單一標準器校準，其他影響因素的值很小，忽略不計或近似的的話，就都是1、2、5啦，玩個數字游戲，轉了一圈回來還是原來的，大家用的方便，余下的就是保留解釋權了。哈哈哈

回復 9# 都成


   

     國外的事，不好問。國內的，總該弄明白。校準證書是給用戶看的，應該一看就懂。我怎么就是弄不清楚表上的不確定度是怎樣來的呢。如果像都成先生書中那樣，是評出來的，不可能所有不確定度數據，都是1、2、5這等極其規范的數據。老史只能猜想這是所用計量標準的規格，而不是評定的結果。對不對？請教！

回復 1# Enalex

感謝樓主的分享！

上傳一份國家計量院2013年出具的高阻檢定儀校準證書數據頁（部分），與樓主提供的相差無幾，我們也能做到。樓主提供的證書信息也未發現合格判定的結論。校準結果及其不確定度是證書的核心內容，偏差或誤差和允差沒有提供，客戶也能自己獲得，當然同時給出更好，支持這種做法。中國當下要命的是眾多實驗室只給校準結果，不給不確定度，有的只給一個典型值的，這才是差距！

另外，也別太迷信老美，右上角的圖中右邊兩列數據沒有必要給出這么多的位數，微伏的單位符號都弄錯，實在不應該。

回復 5# Enalex


    現在見到的國際上給出的不確定度，大體有兩種。
    第一種，儀器的不確定度
      美國安捷倫公司與福祿克公司，公開說明過，作為測量儀器指標的不確定度，就是“accuracy”，也就是準確度、誤差范圍、最大允許誤差。這叫“測量儀器的不確定度”。測量儀器的不確定度，一定要包括系統誤差與隨機誤差的全部。這樣，實測的偏差（deviation,測得值減標準值）的絕對值，一定要（或說以95%的概率）小于測量儀器的不確定度，否則就是不合格。顯然，這種“儀器的不確定度”，不是該校準證書上的不確定度，而相當于校準證書上
格。寫了“不確定度”卻不是“儀器的不確定度”，而寫的“規格”才是“儀器的不確定度”。

如果不這樣理解，這個“校準證書”是沒法面世的，因為若把此處的不確定度看作是“儀器的不確定度”，那就等于宣布儀器不合格了。

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第二種，校準的不確定度。

用誤差理論的語言來說，就是確定測量儀器誤差時的誤差范圍。這有兩種看法。

A 僅僅包括計量標準及其附件的誤差范圍，與被撿測量儀器的性能無關。1992年以前，計量界要求檢定的資格是：標準的誤差范圍必須小于被撿儀器誤差范圍的1/3以下。

B 推行不確定度后，要求評定“校準不確定度”，其實質是標準的誤差范圍加上被撿儀器的隨機誤差（重復性、分辨力等）。

誤差理論時代的合格性判別公式為

          |Δ|≤ MPEV – R(B)                          (1)

|Δ|是實測偏差（測得值減標準值）的絕對值。R(B)是標準的誤差范圍。

當今標準文件的合格性判別公式為

          |Δ|≤ MPEV – U95                                (2)

這里的不確定度，可稱“合格性判別的不確定度”，要求U95≤MPEV/3.

由于U95遠大于R(B)，實際工作有些就不能干了。例如數字式頻率計、游標卡尺等無法檢定。我認為（1）式合理；而（2）式錯誤。把被檢儀器的性能算在檢定裝置上，不合理。

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我國理解的“校準”，不是合格性判別，而是為了獲得修正值。也就是確定被校儀器的系統誤差。因此這個不確定度可叫做“系統誤差的不確定度”。我認為，“包括標準誤差與測量儀器隨機誤差”的不確定度，可以當作修正時的根據。如果測得的偏差的絕對值遠大于不確定度，可修正；如果不確定度大于偏差絕對值或不確定度比偏差絕對值小不了多少，則不該修正。對測量儀器，由于測量點極多，我不贊成修正。要求高，就用高檔儀器。修正，可比作是補衣服。當代不必了。大生產，“修正”不便于管理。事實上，生產線上，不能搞修正。我搞一輩子計量與測量，沒搞過一次修正。

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你上傳的資料，表中的不確定度，大概是第二種不確定度，即被要求U95≤MPEV/3.的那個“合格性判別的不確定度”。表中的“規格”就是MPEV，都滿足不確定度小于規格的三分之一。（零點的不確定度不必要求。）美國人的“合格性判別的不確定度”相當穩定，我看不像是包含儀器的隨機誤差的不確定度，倒像是所用標準的不確定度。難猜。標準的資格，放在校準證書中，沒勁。能用作修正的根據嗎？我懷疑。因為它不包含特定點的隨機誤差。

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哎，一個不確定度有多種，還得猜。好一個添亂的不確定度！

了解一下國外情況，還是有意義的，謝謝你。

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