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[概念] 關于建模的思考-評UA評定(10)

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1#
史錦順 發表于 2012-9-14 10:09:51 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
本帖最后由 史錦順 于 2012-9-14 10:14 編輯

                        關于建模的思考-UA評定(10)

                                                                                           史錦順

-

不確定度論推行20年來,用得最多的場合是關于計量裝置的不確定度評定。建模是其中的基礎項目。

現結合壓力表檢定裝置的評定的案例,對建模思考并評論如下。

-

(一)量值偏差與測量誤差的統一表達

1 量本身的變化

設:被檢壓力表的示值所表征的壓力值是溫度T,敲打Q,數據處理S的函數:

                 P()=f(T,Q, S)                                                                                      1

量的展開表達

                P()=f(0)+ ?P/?T×ΔT+ ?P/?Q×ΔQ +?P/?S×ΔS               2

2)式可簡記為
                     
P()= P(0)+ΔP()

                       =P(0)+ΔP(T) +ΔP(Q) +ΔP(S)                                                       3

-

2 測量誤差

被檢儀器接標準器

              ΔP()=P(測)-Z=P(測)-P(標)+ P(標)-Z

                          = P(測)-P(平)+ P(平) -P(標)+ΔP(標)

                          =ΔP()+Δ()+ ΔP(標)                              (4)

    寫成相對誤差的形式

                   δP=[ΔP()+Δ()+ ΔP(標)]/P                           (5)

-

  (接下頁)

2#
 樓主| 史錦順 發表于 2012-9-14 10:16:05 | 只看該作者
本帖最后由 史錦順 于 2012-9-14 10:20 編輯

1# 史錦順 文


       3
量值偏差與測量誤差的綜合

以相對誤差(5)的儀器測量前述的P(),測得值應為

                      P()=(1+δp)P()

                              =(1+δP)[P(0)+ΔP()]

                     P(測)= P(0)+ΔP()+P(0)δP

                             = P(0)+ΔP(T)+ΔP(Q) +ΔP(S)+ΔP()+Δ()+ΔP(標)

                    ΔP()=P-P(0)

故有

                    ΔP=ΔP(T)+ΔP(Q) +ΔP(S) +ΔP()+ΔP()+ΔP(標)                  6

   其中,ΔP()包含示值的重復性與分辨力兩個因素。

-

    在上述表達中,(1)、(2)二式十分重要。求誤差傳遞系數(又稱靈敏系數),一定要求量值函數對變量的偏微分,而(3)式是各項變量總效果的表達。

-

(二)不能缺少量值關系式

不確定度論評定壓力表檢定裝置的性能,所建立數學模型為:

                     ΔP =PP()                                                                                                                       7

模型應是量值函數關系。GUM上是例子也都是量值的函數關系。

現在的絕大多數評定,都給出如(7)的表達式,是不妥的。

分析誤差,取微分等要從函數做起。直接寫出的關系(7),不符合誤差的定義,也不符合偏差的定義。它已是差分形式,不便于再對它取微分。許多作者對(7)式取微分,不符合微分的物理意義。要寫(1)式,并對(1)式做偏微分。表達標準的作用,要寫(4)式。

-

建模的標準作法是寫出測得值的量值表達式。偏差傳遞關系取決于量值對變化因素量的偏微分。現在大量的評定直接寫出微變量的關系式,不是好的表達方法。當分量以整體形式出現時,不出錯;但一些場合,變量的作用是通過變化率(又稱靈敏系數)而作用于總量,此時不寫函數關系,極易弄錯。我國一位著名學者,在一篇樣板評定中就是這樣弄錯了傳遞因子(《誤差與不確定度百論集》p206)。

-

3#
 樓主| 史錦順 發表于 2012-9-14 11:28:46 | 只看該作者
本帖最后由 史錦順 于 2012-9-14 11:30 編輯

2# 史錦順

(三)評什么

看到的壓力計量方面的評定,有兩類,同樣的設備,一類是評壓力表的示值誤差的測量不確定度,一類是評定壓力表檢定裝置的不確定度。這里面有多種混淆。本來,壓力表的示值誤差,就是壓力表的允許誤差的抽樣值,弄出個“示值誤差的不確定度”來,不知算是什么東西。而分析檢定裝置的性能,卻又靠被檢儀器的性能,不知是哪兒對哪兒。

-

仔細分析(6)式諸項,前5項都是被檢測量儀器引入的,考核檢定裝置的功能,不該考核這些項目。最后一項是標準的問題,只有這一項是該考核的,但又考核不了,只能送檢。

其實,單位里的建標,是購置、設立計量標準的問題,應是利用計量標準制造廠的成果,以及上級計量部門的公證 。因為不是本單位研制計量標準,因而沒有必要去分析誤差的構成,也沒有必要建模,沒有必要評定。說到底,一個使用計量標準的單位,是無法完成“建模”、“誤差分析”、“考核性能”這些工作的。道理很簡單,你這個單位沒有比此標準高一個等級的計量標準,你干不了這些事。

不確定度論誕生以來,由于否定真值的可認識性,于是否定計量標準(相對真值,真值的代表)的作用,于是便產成了不確定度論特有的評定方式,即A類評定和B類評定。A類評定是用被檢對象考核計量標準,邏輯錯誤;B類評定只是收集些信息,不搞實際測量,不可能有自己的、有效的判別。其思路的本質是拋開那個最最重要的代表真值的上一級計量標準。而沒有上一級標準,你就考核不了本級標準。認真考慮一下,自從有不確定度評定以來,究竟干了些什么事,除了應付檢查,哪里有實際效果。任何一個務實的計量工作者,都該認清不確定度論的說教與不確定度的評定的虛偽性。

-

(四)為什么說“A類評定是錯誤的”

壓力表檢定裝置的重復性測量實驗,是A類評定。

所進行的A類評定,是用被檢儀器的性能來考察標準的檢定能力,這混淆了手段與對象的關系,是個邏輯錯誤。

計量的目的是認識、評定測量儀器的實際計量性能是否符合其性能指標。認識與評定的基礎是實測。怎么測,必須采用“孤立法”或稱“分割法”。測量操作,必定包括兩個方面,測量手段為一方,測量對象為一方。測量結果是兩方面共同作用的結果,如果不“分割”、不“孤立”,就不能分別認識其中的一個方面。

計量裝置的評定,不能用被檢儀器,而要用比檢定裝置更穩定(隨機變化小)、更準確(隨機誤差小,系統誤差也小)的計量標準。

用計量裝置去測量某量L,觀察測得值的隨機變化,由此來考察計量裝置的隨機誤差,這就要求被測量L的穩定性要遠優于計量裝置。如果被測量L有變化,則說不清測得值的變化是被測量L引入的,還是計量裝置引入的。A類評定以被檢儀器為測量對象,而被檢儀器的穩定性通常比計量裝置差,這就沒法考察計量裝置的穩定性。

總的來說,A類評定用于考核計量裝置,是錯誤的。

-

在使用儀器進行測量的場合,A類評定就是誤差理論指導下的重復性測量。但要注意,只有常量測量,以平均值為表征量時,才能除以根號N;當測量是統計測量(快變化測量,或考核被檢儀器的隨機誤差)時,不能除以根號N。因為單值的西格瑪才是分散性的統計表征量。注意,《JJF1033-2008 計量標準考核規范》指出:計量標準的重復性要用單值測量結果的實驗標準偏差來表示,這是對的,比不確定度論已有所清醒;但隨后又說:“當測量結果由N次重復的測量的平均值得到時”,要除以根號N,這又退回到錯誤作法上去了。可見該標準已自相矛盾,其本質是并沒理解單值的西格瑪才是隨機變量的統計表征量的本質,而這個本質與 是否以平均值為表征量無關。(求單值的西格瑪,也必須進行多次測量。)

-

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