關于“重復性”概念的理解

JJF1001—1998中對“重復性”的定義為：“在相同測量條件下，對同一被測量進行連續多次重復測量所得結果之間的一致性。”我個人認為不是很確切，嚴格地說應該是“在相同測量條件下，對同一量值的被測量進行連續多次重復測量所得結果之間的一致性。”舉例來說：“鋼棒直徑”是一個被測量，如果說“在相同的測量條件下，在短時間內用同一把卡尺對同一鋼棒的直徑進行連續多次重復測量所得結果之間的一致性就是這把卡尺的重復性。”這句話乍看起來似乎沒什么問題，但仔細推敲卻能發現問題。鋼棒的直徑可以在不同的部位、不同的方向測量。在不同部位和方向測量結果的不一致，除了卡尺的重復性，還包含了鋼棒直徑的不均勻性。要考核卡尺的重復性只能在相同部位、相同方向進行測量，以將鋼棒直徑的不均勻性的影響降到最低。

在工作中我只能盡量做到在同一個部位，不知這樣對否

老兄言之有理。
       但是這里面有一個“被測量”和“被測物”的區別問題，二者不能互換。如果“重復性”的定義為：在相同測量條件下，對同一“被測物”進行連續多次重復測量所得結果之間的一致性。老兄所說的就是完全正確的。因為鋼棒的直徑可以在不同的部位、不同的方向測量。可是，這實際上已經把被測量直徑悄悄的換成被測物鋼棒的概念了。但是JJF1001對“重復性”的定義卻是：在相同測量條件下，對同一被測量進行連續多次重復測量所得結果之間的一致性。
      JJF1001給“被測量”的定義是：
       作為測量對象的特定量。
       例：給定的水樣品在20℃時的蒸汽壓力。
       從定義給出的例子可以看出“特定量”的含義。不能簡單地說被測量是水樣品的蒸汽壓力，而應該說水樣品在20℃時的蒸汽壓力。同樣，你的例子也不能簡單地說，被測量是鋼棒的直徑，而應該說被測量是鋼棒某某截面某某方向的直徑。這實際上表明重復性定義中提到的“被測量”就是指你說的那個“同一量值的被測量”。
       所以JJF1001對重復性給出的定義是充分的、必要的、完善的，正確的。

JJF1001中對“被測量”的定義中的例子，您的理解是對的。但實際工作中有許多的被測量是無法實現重復測量的，例如：硬度這一參數，如果只是說“在重復性條件下對標稱值為20.5HRC的標準洛氏硬度塊進行連續多次重復測量。”實際上是做不到對同一量值進行測量的。規范中的例子往往是一些有固定量值，且可實現重復測量的量。而對于像硬度這樣無法在相同部位進行重復試驗的參量，又如何對測試儀器進行重復性考核呢？

破壞性試驗不能做重復性。

硬度測量儀器的重復性考核問題，應該使用標準硬度塊。像硬度，的確是無法在相同部位進行重復試驗的參量。但是，在這里標準硬度塊的硬度值均勻性在生產、出廠檢驗和計量檢定幾個過程中是經過嚴格篩選了的，它的硬度值盡管各處是有差異的，但是這個差異對于硬度測量儀器而言是小巫見大巫，可以忽略不計，我們仍然看作為標準硬度塊的硬度值處處一樣。就像量塊的長度，并不是處處一樣，但是對于游標卡尺的重復性考核而言，這一點點差異是微不足道的，我們仍然認為量塊的長度處處一樣。

對硬度計的檢定，用標準硬度塊去測量其重復性；對天平的檢定用標準砝碼測量其重復性；等等雖然方法不完全等同，但最后考察的結果是一致的。

硬度塊的均勻性并非您所說的那樣可以忽略不計，尤其是對于標準硬度計來說，標準硬度塊的均勻性往往要大于標準硬度計的重復性。所以，在評定標準裝置復現量值的不確定度時，重復性是主要貢獻分量，所占比重也最大。而重復性的主要來源，硬度塊的均勻性占了很大比重。因此，對標準硬度計的重復性考核時，只能在標準硬度塊工作面的局部小范圍內進行測試，將其均勻性的影響降至最低。
       另外樓上(10樓)所說的情況中，標準硬度塊和標準砝碼雖然都是標準，但測量的方法和屬性是不同的。砝碼這種物質在重復性條件下短時間內一般認為其質量是很穩定的，不會發生變化。其短期穩定性要遠遠高于天平的重復性。標準硬度塊是測量不同部位的硬度值，與它還是有區別的。就如同測量標準砝碼不同部位的密度一樣。

[ 本帖最后由 路云 于 2009-3-18 21:31 編輯 ]

“鋼棒直徑”這一個被測量，的穩定性重復性大于卡尺的重復性，所以卡尺是不能檢測到鋼棒直徑重復性，必須找一個儀器的穩定性重復性是鋼棒直徑這一個被測量的穩定性重復性的3倍才可以，現在人類還沒有發明該種儀器，所以你的例子卡尺是穩定性重復性不符合JJF1001 的對儀器檢定被測量要求

這個是附注，對于理解還是有幫助的注：
1． 這些條件稱為重復性條件。
2． 重復性條件包括：相同的測量程序；相同的觀測者；在相同的條件下使用相同的測量儀器；相同地點；在短時間內重復測量。
3． 重復性可以用測量結果的分散性定量地表示。
youhaoabc 發表于 2009-7-13 13:52

重復性條件相對來說比較好實現，重復性試驗當然要在上述條件下進行。但還有一項最為關鍵的是：要在短時間內對一個具有穩定量值的被測量進行測量。從這一點來說，對于那些要進行破壞性試驗才能得到測量結果的參數(如：硬度)，也就是說不能對同一部位的量值進行重復測量。在這種情況下，短時間內測量結果的變化就不完全是測量儀器的重復性所致，它還包括了被測對象量值的均勻性。

硬度塊的均勻性并非您所說的那樣可以忽略不計，尤其是對于標準硬度計來說，標準硬度塊的均勻性往往要大于標 ...
路云 發表于 2009-3-17 07:02

    你說的非常對。以布氏硬度為例，GB231.3-2002《標準硬度塊標定》規定，標準硬度塊的不均勻度的最大允許值根據壓痕的大小由1%～2%。而JJG150-2005規定布氏硬度計的示值重復性根據硬度值大小為2.5%～3.5%。硬度計示值重復性是硬度塊示值均勻性的大約兩倍，硬度塊的均勻性的確占了硬度計重復性很大比重。因此對硬度計的重復性考核時，在標準硬度塊工作面的局部小范圍內進行測試，將其均勻性的影響降至最低也是重要的技術措施之一。

回復 13# 規矩灣錦苑
      在我國，布氏硬度塊的標定或檢定并不是依據GB/T231.3—2002《布氏硬度試驗 第3部分：標準硬度塊的標定》，而是依據JJG147—2005《標準金屬布氏硬度塊檢定規程》。規程中對布氏硬度塊均勻性的要求并不是依據壓痕的大小，而是依據硬度值的高低來規定的，大小由2.0%～3.0%。而JJG150—2005《金屬布氏硬度計檢定規程》也是依據硬度值的高低來規定布氏硬度計的示值重復性，大小為2.5%～3.5%，兩者不到1倍的關系。

回復 14# 路云


    這樣我們就發現了兩個問題：
　　1.GB我們稱為國家標準，JJG我們可以稱為專業標準或者行業標準，現在關于標準硬度塊的均勻性規定GB231.3-2002和JJG147—2005發生了矛盾，一個規定為1%～2%。而另一個規定為2.0%～3.0%，發生糾紛時應該以國家標準為依據還是以專業標準為依據呢？
　　2.關于重復性、不均勻性、示值誤差之間的關系（以下例子暫不考慮測量人員、測量環境等帶來的不確定度分量）
　　以125mm卡尺檢定為例，檢定規程規定最大示值誤差為±0.02mm。量塊兩個工作面的距離在各個局部區域是不一樣的，稱為量塊尺寸的不均勻性，這個不均勻性相對卡尺示值誤差太小，其對檢定結果帶來的不確定度分量也就忽略不計了，評定檢定結果的不確定度，我們只考慮量塊中心長度的示值誤差帶來的不確定度分量就足夠了，就可以了。用卡尺對同一尺寸量塊多次測量，可以計算出檢定過程的重復性引入的不確定度分量。量塊中心長度示值誤差帶來的不確定度分量和重復性引入的不確定度分量合成就是檢定結果的標準不確定度。
　　對布氏硬度計的檢定，JJG150規定最大示值誤差±（2～3）%，示值重復性≤（2.5～3.5）%。標準硬度塊不均勻性（2.0～3.0）％，標準硬度塊沒有示值誤差，這個不均勻性就是標準硬度塊的示值誤差，而且是示值誤差的全寬（由最大示值減最小示值與約定真值平均值的比計算得到，無正負號），不像量塊的示值誤差是半寬（量塊的檢定結果與約定真值標準塊的長度之差得到，有正負號）。然后用硬度計多次測量同一標準硬度塊，可以得到重復性引入的不確定度分量，這個重復性引入的不確定度分量與標準硬度塊“示值誤差”引入的不確定度分量合成，就是硬度計檢定結果的標準不確定度。這樣我們就得到了與卡尺檢定相同的理解。
　　因此，千萬不要把JJG150中說的硬度計示值重復性與JJG147說的標準硬度塊均勻度相混淆，盡管計算方法似乎完全相同，但是含義卻完全不同。前者的確是重復性的概念，盡管沒有使用標準偏差表示。后者卻是相對示值誤差的概念，盡管使用了示值誤差的全寬。由JJF1033－2008可知，計量標準重復性考核時，并沒有過高要求，如果沒有明確規定重復性指標，只要“滿足檢定或校準結果的測量不確定度要求”就可以了，可以認為只要重復性不超過示值誤差的半寬也就可以了。因此規定硬度計的示值誤差是±(2～3)%，示值重復性≤(2.5～3.5)%也還算基本合理。但是JJG147規定檢定硬度計的標準器（標準硬度塊）示值誤差（不均勻性）也為〔（2.0～3.0）%〕/2＝±(1.0～1.5)%，似乎按三分之一原則要求稍微欠缺了點，GB231.3規定〔(1～2)%〕/2＝±（0.5～1）%是硬度計示值誤差的1/3～1/4應該更為合理。

真的學習了，很有感覺的

回復 18# LLLWWW


    重復性就是樓主引用的JJF1001中的定義：“在相同測量條件下，對同一被測量進行連續多次重復測量所得結果之間的一致性。”，你說的這些內容就是解決“相同條件”這個要求的內容，是獲得重復性的必要條件之一。還有一個必要條件是“連續多次重復測量”，一個循環測量不能稱之為連續多次測量，只有進行多個循環測試后，才能得到重復性。

回復 15# 規矩灣錦苑

關于布氏硬度計的示值重復性與布氏硬度塊的均勻性的要求，存在著兩個標準版本，一個是國家推薦標準GB/T 231.2—2002《金屬布氏硬度試驗 第2部分：硬度計的檢驗與校準》和GB/T 231.3—2002《金屬布氏硬度試驗 第3部分：標準硬度塊的標定》；另一個是計量領域所實施的JJG 150—2005《金屬布氏硬度計檢定規程》和JJG 147—2005《標準金屬布氏硬度塊檢定規程》。兩者在示值重復性和均勻性的表達形式上是不同的，GB/T是用壓痕直徑的大小差來表示，JJG是用硬度值的大小差來表示的，兩者沒有簡單的可比性。

按照GB/T的規定：硬度計的示值誤差為2%～3%(相對于硬度值)，示值重復性為2.0%～3.0%(相對于壓痕直徑)，硬度塊的不均勻性為1.0%～2.0%(相對于壓痕直徑)；

按照JJG的規定：硬度計的示值誤差為2%～3%(相對于硬度值)，示值重復性為2.5%～3.5%(相對于硬度值)，硬度塊的不均勻性為2.0%～3.0%(相對于硬度值)。

從上面的比較可以看出，以硬度值來表示的范圍要更寬。我將布氏硬度的表達式進行了推導，得出了壓痕直徑的變化與硬度值變化的關系為(ΔH/H)=-2(Δd/d)，即硬度值的相對誤差是壓痕直徑相對誤差的負兩倍。這么看來JJG的要求盡管數字比GB/T大，實際上要求還更嚴。

JJF1001—1998中對“重復性”的定義為：“在相同測量條件下，對同一被測量進行連續多次重復測量所得結果之 ...
路云 發表于 2009/3/5 22:17

    同一測量量就是指同一處直徑啦，你沒搞懂概念，按你的理解的話那不同的被測量該如何理解啊

回復 21# 五七一二

按照JJF1001—1998《通用計量術語及定義》第3.1條“量”的定義是“現象、物體或物質可定性區別和定量確定的屬性。”在該條的注1也進行了說明：“量”可指一般意義的量或特定量。一般意義的量如長度、時間、質量、溫度、電阻等；特定量如某根棒的長度、某根導線的電阻等。

第4.7條“被測量”的定義是“作為被測對象的特定量。”并在后面加了注：對被測量的詳細描述，可要求包括對其他有關量(如時間、溫度和壓力)做出說明。

從以上定義看，“某鋼棒的直徑”可以認為是同一“被測量”了，只是沒有對該被測量的限制條件進行詳細的說明而已。“某鋼棒”是被測對象，“直徑”是特定的量(不是“長度”，也不是“硬度”)。“直徑”和“長度”屬于“同類量”。“鋼棒A的長度”和“鋼棒A的直徑”就屬于不同的被測量。同理，“鋼棒A的直徑”和“鋼棒B的直徑”也屬于不同的被測量。我們平時在重復性條件下對所選擇的“被測量”進行測量，不一定都能得到唯一的量值。測量結果的分散性不僅包括測量器具(或測量標準)的重復性，有時還包括了被測量的短期不穩定性(或均勻性)。對于那些性能穩定的被測量(如砝碼的質量)來說，測量結果的分散性基本上可以認為是測量器具(或測量標準)的重復性所致。另外一些是可以通過增加限制條件來獲得唯一量值的被測量(如某鋼棒某截面某方向的直徑)。還有一些是無法通過限制條件來獲得唯一量值的被測量(如金屬材料的硬度)，這些被測量的值往往是要通過破壞性試驗才能獲得。我發帖的目的是要提醒廣大量友，在進行重復性試驗時遇到這類情況，應充分考慮被測量的不穩定對試驗結果所帶來的影響，應將其影響程度降至最低。

學習，學習

JJF1001對重復性給出的定義是充分的、必要的、完善的，正確的。

破壞性的試驗是不是無法評估重復性？