本帖最后由 史錦順 于 2014-11-21 19:37 編輯
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規矩灣先生帖中,提到零售大米該如何選用秤的問題。我把此題的討論復述一下。此題雖然簡單,卻是對計量工作者的實用知識的一次考驗。該討論還涉及一個重要問題:對稱量零售商品來說,不確定度論有沒有用,干什么用。
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題目:零售大米500g,國家規定允差是-20g。可用于稱量大米的臺秤的規格。
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1 說法1
規矩灣錦苑: 要滿足1/3原則,測量不確定度U要小于6.6g,臺秤允差2g可用。(按此要求法,允差為5g/10g/20g的常用臺秤都不能用——史注。)
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2 說法2
史錦順: 零售糧食,測得值就是決算值,實際值與決算值之差(要求)同測得值與實際值之差相等,因此臺秤的誤差范圍(最大允許誤差、準確度)小于等于被測大米允差的絕對值即可。準確度20g的臺秤可以用,準確度10g、準確度5g的臺秤更可以用。
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3 國家有關規定
國家質量監督檢驗檢疫總局
國家工商行政管理總局
零售商品稱重計量監督管理辦法
第66號
二〇〇四年八月十日
第三條 零售商品經銷者銷售商品時,必須使用合格的計量器具,其最大允許誤差應當優于或等于所銷售商品的負偏差。
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以下是史錦順論述說法1的帖子。
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討論:零售大米對秤的要求
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史錦順
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零售大米題目的控制限非常明確,就是重量的下限-20g,此規定的目的是保護消費者的利益,只有下限而沒有上限。至于由于正偏差引入的問題,是賣方能夠控制的,就是多給,也是賣主自愿的事,也不違法,沒必要控制,如果設置上偏差,反倒是多余的。
用數學的語言表達,本題允許的區間為:
[ -20g, ∞ ) (1)
規矩灣錦苑的控制限區間是
[ -20g, 0 ] (2),
用正確的區間公式(1),沒法用所謂1/3原則;而規矩灣用錯誤的(2)式,推演出的結果,不能不錯,因為出發點錯了。
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零售糧食,現場稱量,測得值當決算值。此時只有兩個值:測得值(決算值)M、實際值(真值)Z。國家允差規定,實際值Z減決算值M的限度是-20g。用誤差范圍(準確度,允差)為20g的中小臺秤稱重,測得值與實際值之差的絕對值的最大值是20g,這就說明實際值Z可能小些,但不會小于M-20g。因此,用準確度20g的秤就可以。而最通用的準確度10g的秤,更適用。
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如果是袋裝大米,就是另一回事。我家中的一袋東北大米,就印有25kg±0.2kg,這是重量偏差的承諾(規格)。零售糧食,交易大米25kg,偏差的允許量是-100g,而袋裝大米,要求就放寬了(允許的偏差是-200g),因為要顧及生產線裝袋的控制水平。
檢查袋裝大米的重量是否合格,也要用臺秤,但不能像零售那樣,用誤差范圍與允差等值的秤,而必須考慮“允差帶”的問題。
25kg袋裝大米,有三個值:標稱值W(決算值,25kg),測得值M,實際值Z(真值)。
合格的袋裝大米,大米的實際值Z,要在區間[24.8kg,25.2kg]中,怎樣檢查?怎樣選秤?這就相當于計量的合格性判別,相當于機加工的尺寸檢驗。要知道被檢的一袋大米的實際重量(真值),必須用臺秤稱量。而得到的是臺秤的示值,就是測得值M,要知道的是實際值Z與標稱值W的差,人們只能用測得值M來代替實際值Z與標稱值W比較。因而秤的誤差越小越好。測量儀器的誤差范圍與被檢袋裝大米的允差的絕對值之比,記為q, q越小越好。
q值越小越好,沒有所謂1/3原則。1/3這個值是上世紀五十年代,受原蘇聯的影響而形成的。是技術水平限制下的一種無奈,不該奉為原則。據葉德培先生介紹,國外,q值一般都是取1/4。我國的壓力計量已要求為1/4. 影響最廣泛的機加工的尺寸檢驗,q的推薦值是1/5。而技術最先進的時間頻率計量,要求q為1/10。各行各業,隨著技術水平的提高,都應該逐漸減小q值。提倡1/3,且奉為“原則”,是一種不利于發展的謬說。
具體到檢驗25kg大米分量的合格性,按國際通用作法,取q為1/4,則選用準確度為50g的中型臺秤就可以了。測得M在[24.8kg,25.2kg]區間中,就是合格。
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第三種情況,是生產線上,為達到一定的控制水平,對測量儀器的要求。允差是Z與W之差,而機器識別Z是根據M。把M當成Z是測量的誤差,M與標稱值W之差是控制能力。總的要求是│Z-W│≤T/2,要把T/2這個指標分配給控制能力與測量儀器誤差。如果分給控制能力的是1/3,而儀器誤差占2/3,則有
│M-Z│=2/3│Z-W│≤2/3×T/2
R(儀) ≤T/3 (3)
可見按(3)式要求測量儀器,是有控制能力的生產線,一種可行的允差分配方案,不是什么原則。而且q值必須是同比,即全寬比全寬,半寬比半寬。(3)式的比例系數,不是計量界通常說的q值。用計量界的通用語言,生產線對儀器的要求,q值是1/1.5.這也說明,根本就沒有1/3原則。
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綜上,不同情況的q值上限(越小越好)的選取
1 零售(按測得值決算) q可取1
2 包裝商品(按標稱值決算,類似合格性判別如儀器計量、產品檢驗等) q可取1/3,1/4,1/5, 1/10
3 可控生產線, q可取1/1.5;而取1/2、1/3、1/5則更好,可減輕對控制能力的壓力。
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附錄 規矩灣錦苑的解法
1.概述
1.1被測參數的要求:被測對象大米500g,國家規定最大負誤差20g。
1.2所用測量設備:臺秤,測量范圍上限5kg,假設允差2g。
1.3環境條件:室內自然環境
1.4測量方法:直接將大米放在臺秤上讀取臺秤的讀數值即為被測大米重量。
2.測量模型:M=m。式中M為被測大米重量,m為臺秤顯示值。
3.靈敏系數:C=1
4.標準不確定度評定
測量模型中只有一個輸入量m,因此只有一個標準不確定度分量,這個分量的子項主要是測量設備計量特性引入,環境條件引入等。環境條件是室內自然環境,一般為20℃±15℃,環境的變化對重量的測量影響甚微,可忽略不計,即u(m1)=0。測量設備臺秤的計量特性是允差2g,半寬a=2g,按均勻分布處置k=√3,則u(m2)=2/√3=1.2g.
5.求合成標準不確定度
以上兩個子項合成,因為u(m1)=0,則uc=u(m2)=1.2g
6.求擴展不確定度
按老師要求取包含因子k=3,則U=3×1.2=4g
7.結論
用此臺秤測量大米重量的擴展不確定度U=4g,k=3。被測對象負誤差允許值20g,即控制限T=20g。U/T=4g/20g=1/5<1/3,因此本測量方案滿足500g大米允差20g的測量要求,可以用于被測大米重量的測量。
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【史評】
1 根據規矩灣錦苑的評定結果,糧店中的準確度為20g、10g、5g的臺秤不能用;而按國家質檢總局、工商管理總局的規定,這些秤都可以用。孰對孰錯?史錦順認為:國家主管部門的規定是正確的。規矩灣錦苑的說法是錯誤的。他自己沒弄懂問題,還固執地唱反調,太放肆了。
2 史錦順認為,規矩灣錦苑的錯誤認識不僅僅是因為他個人水平低,而是不確定度論的“可信性”的說教的不良影響之一。這個例子,從一個方面證明:不確定度論無用;不確定度論誤事。
3 合格性判別的不定區的問題,是誤差理論早已解決的問題。1964年前國際標準化組織ISO,就有關于合格區、不合格區、待定區的規定。待定區是測量儀器的誤差范圍形成的,用測量儀器誤差范圍表達待定區,才是準確的、恰當的;在儀器檢定的合格性判別中,由于不確定度評定的U95,加進了被檢儀器的因素,導致錯判。合格性判別中用U95,必錯。也就是說,不確定度論的作用就是添亂,就是出錯!
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