來鉆個牛角尖：粗糙度比較樣塊的計量性能應(yīng)該怎么寫？

最近突然想到一個小題，表面粗糙度比較樣塊的計量性能應(yīng)該怎么寫？我平時總是看規(guī)程規(guī)范，卻沒有著實想過這個問題。最近在看一個規(guī)范時突然想到這個“小問題”，拿來跟量友們談一下。表面粗糙度比較樣塊是用來比較測量表面粗糙度的，在眾多計量器具規(guī)程規(guī)范中都有用到，它的計量性能該如何填寫？作為標(biāo)準(zhǔn)器，通常以不確定度、準(zhǔn)確度等級或最大允許誤差來表示，尤其在建標(biāo)資料里經(jīng)常出現(xiàn)。我查看了一下，幾何量規(guī)程規(guī)范對于表面粗糙度比較樣塊的計量性能大都這樣寫：MPE：-17%～+12%，比如：JJG30-2012《通用卡尺》，JJG31-2011《高度卡尺》，JJG201-2008《指示類量具檢定儀》，JJF1255-2010《厚度表校準(zhǔn)規(guī)范》，JJF1253-2010《帶表卡規(guī)校準(zhǔn)規(guī)范》，JJF1307-2011《試模校準(zhǔn)規(guī)范》等。實際上，在JJF1099-2003《表面粗糙度比較樣塊校準(zhǔn)規(guī)范》里是這樣說的，樣塊校準(zhǔn)所得的Ra值對其標(biāo)稱值的偏差不應(yīng)超過+12%～-17%的范圍。也就是說，樣塊校準(zhǔn)所得的Ra值是誤差定義中的參考量值，+12%～-17%實際是樣塊的偏差范圍，而眾多規(guī)程規(guī)范，以及我們寫的建標(biāo)技術(shù)資料中寫的“MPE：-17%～+12%”正確么？MPE是最大允許誤差，與偏差符號相反。比如JJF1099附錄B給出的Ra標(biāo)稱值0.1μm，其測得結(jié)果（平均值）范圍是0.083～0.112，偏差范圍是：-17%～+12%，誤差范圍是：+17%～-12%。因此我感覺表面粗糙度比較樣塊的計量性能還是寫成MPE：-12%～+17%是正確的。實物量具多以偏差來表示，塞尺是實物量具，對于（0.02～1.00）mm的塞尺，其厚度極限偏差為±（5～16)μm，由于其偏差是對稱的，因此表示成MPE：±（5～16)μm沒有問題。但對于偏差是非對稱分布的，在寫MPE時，是不是需要注意一下符號呢？
這可能是書寫習(xí)慣或長度專業(yè)的慣例寫法，本人是年輕計量工作者，對以前的一些規(guī)定不是很清楚，大膽地說出了自己的看法，如有不對，懇請前輩們給以指點。

是不是應(yīng)該填1級啊

回復(fù) 2# laofan1201


呵呵，粗糙度比較樣塊分級么？

回復(fù) 1# 長度室

　　你的認真仔細一絲不茍的精神的確十分可嘉，值得我們學(xué)習(xí)。MPE在JJF1094中被賦予“最大允許誤差”maximum permissible err的縮寫，因此JJF1094的5.3.1.4條“測量儀器示值誤差符合性評定的基本要求”中才會有“最大允許誤差的絕對值”MPEV的縮寫和公式(14)。
　　眾所周知，誤差的定義是測量結(jié)果與參考值之差。對于測量設(shè)備的誤差，測量結(jié)果是測量設(shè)備的顯示值，參考值是計量標(biāo)準(zhǔn)的輸出值，示值誤差也就可以理解為測量設(shè)備顯示值與標(biāo)準(zhǔn)值的差。
　　表面粗糙度樣塊因為是實物量具，Ra的檢定要求沒有使用術(shù)語“示值誤差”，而使用了“偏差”，規(guī)定“樣塊校準(zhǔn)所得的Ra對其標(biāo)稱值的偏差不應(yīng)超過+12%～-17%的范圍”。實物量具顯示值是標(biāo)稱的值，校準(zhǔn)所得的值是標(biāo)準(zhǔn)輸出的標(biāo)準(zhǔn)值，則實物量具的偏差就是標(biāo)準(zhǔn)值與顯示值之差。
　　由上：示值誤差＝顯示值－標(biāo)準(zhǔn)值；偏差＝標(biāo)準(zhǔn)值－顯示值；因此可得：示值誤差＝－偏差。
　　所以，我認為你的想法是有道理的，即卡尺等幾個檢定規(guī)程寫成檢定所需“主要檢定設(shè)備表面粗糙度樣塊MPE：+12%～-17%”是錯誤的。正確寫法應(yīng)該是“表面粗糙度樣塊MPE：-12%～+17%”。因為偏差的英文單詞是deviation，仿照MPE的縮寫寫法，deviation替代了permissible err，若要保持與表面粗糙度樣塊檢定規(guī)程寫法一致，寫成“表面粗糙度樣塊MD：+12%～-17%”也未嘗不可。

回復(fù) 4# 規(guī)矩灣錦苑


謝謝您的支持！我打算給幾何量技術(shù)委員會提個建議，看可否被采納，以便于在今后的規(guī)程規(guī)范中更改。在建標(biāo)報告里，主要標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備的計量性能一欄通常是“不確定度/準(zhǔn)確度等級/最大允許誤差”，沒有設(shè)置偏差這一項，大多還是寫MPE。

回復(fù) 5# 長度室

　　是的，因為規(guī)程規(guī)范給出的儀器儀表計量要求大多是示值允許誤差，實物量具計量要求大多是偏差，而測量不確定度的定義明確指出不確定度屬于測量結(jié)果的計量特性，測量設(shè)備的計量特性是給測量結(jié)果引入不確定度的一個因素，測量設(shè)備本身并不存在不確定度特性，因此，我認為可以向國家規(guī)程規(guī)范管理部門提出在今后的規(guī)程規(guī)范中更改，并且把建標(biāo)報告里主要標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備的計量性能一欄的“不確定度/準(zhǔn)確度等級/最大允許誤差”更改為“準(zhǔn)確度等級/最大允許誤差/最大允許偏差”。

回復(fù) 6# 規(guī)矩灣錦苑


以前不說測量設(shè)備的不確定度，可是新的JJF1001-2011中已經(jīng)有儀器的不確定度術(shù)語了。我前幾天去外地學(xué)習(xí)，老師也說儀器沒有不確定度，估計是沒有看到新的通用計量術(shù)語及定義。

回復(fù) 7# 長度室

　　我認為你的發(fā)現(xiàn)說明了你的認真和心細，值得我們從事計量工作的人員學(xué)習(xí)，但在你們培訓(xùn)中，培訓(xùn)老師講述的也是完全正確的。我的理由是，JJF1001-2011的5.11條對術(shù)語“測量不確定度”的定義已經(jīng)說清楚了。如果結(jié)合JJF1001-1998的定義聯(lián)系起來解讀，可以這樣理解：
　　不確定度為“與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)”，是“賦予被測量值分散性的”參數(shù)，所謂“賦予被測量值”的分散性就是賦予被測量之真實值（即“真值”）的分散性，用這個分散性區(qū)間半寬表示測量結(jié)果的可疑度。因此，測量不確定度這個參數(shù)不是賦予測量設(shè)備（測量儀器）這個“物”的。這個參數(shù)的“表征”是“根據(jù)（獲得測量結(jié)果）所用到的信息”評估出來的，而“所用到的信息”包括所用到的測量人員、測量設(shè)備、被測對象、測量原理、測量環(huán)境（常簡稱為“人機料法環(huán)五大要素”）等方面的所有信息。
　　其中所用到的測量設(shè)備的有關(guān)信息僅僅是以上“五大要素”信息中的一個，為了表述方便，“測量設(shè)備的不確定度”就被視為“由所用到的測量設(shè)備的計量特性給測量結(jié)果引入的不確定度分量”的簡稱。因此，JJF1001-2011的7.24條定義了“儀器的測量不確定度”是“由所用的測量儀器或測量系統(tǒng)引起的測量不確定度的分量”。我認為，這個定義也說清楚了，其內(nèi)涵為：儀器的不確定度是測量結(jié)果的不確定度一個分量，測量設(shè)備是引起這個不確定度分量的“因”，但這個分量屬于測量結(jié)果并不屬于測量設(shè)備。
　　定義儀器的不確定度純屬為了表述方便，千萬不能認為測量儀器真的有不確定度，儀器的特性是誤差或誤差范圍，誤差、誤差范圍或允差的信息可以用來評估該儀器給測量結(jié)果引入多大的不確定度分量。
　　因為定義了儀器的不確定度，由此擴展可得到計量標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)裝置的不確定度，還可以具體到量塊的不確定度、千分尺的不確定度、壓力表的不確定度、流量計的不確定度，等等。但無論怎么擴展，我們心中一定要清楚這個不確定度并不屬于它們，而是屬于測量結(jié)果。否則依此推而廣之，我們就會墜入進一步擴展到測量人員的不確定度、測量環(huán)境的不確定度、被測對象的不確定度、測量原理的不確定度，以至于再擴展的深淵，從而使術(shù)語“不確定度”的使用濫用到不可收拾。

回復(fù) 8# 規(guī)矩灣錦苑


前幾天單位一力學(xué)同事來我們這問點方法確認的事情，他們換了一個新規(guī)程JJG 112-2013 《金屬洛式硬度計》，無意間發(fā)現(xiàn)這個規(guī)程中檢定用器具表4中對于表面粗糙度比較樣塊的技術(shù)要求的描述是這樣的：“實測值與標(biāo)稱值的最大允許偏差：+12%～-17%”。我認為這樣表述才是正確的，而咱們幾何量中大量規(guī)程、規(guī)范描述的MPE：+12%～-17%，確實該改一改了。

回復(fù) 9# 長度室

　　MPE是英文詞組的縮寫，有五六十個英文詞組都可以縮寫成MPE，在計量領(lǐng)域一般是指 maximum permissible error 的縮寫，意思是“最大的允許誤差”，是允許的誤差極限值。作為“允許的極限值”應(yīng)該有兩個，最大極限值和最小極限值，分別在兩個方向上對誤差加以限制。
　　絕大多數(shù)測量設(shè)備的兩個“允許的誤差極限值”對稱于0，它們的絕對值(MPEV)相等而符號相反，因此在JJF1094給出了對測量儀器特性進行評價的方法（檢定/校準(zhǔn)方法）的基本要求U≤MPEV/3。但也有一些測量設(shè)備的兩個“允許的誤差極限值”并不對稱于0，它們雖然一大一小，絕對值并不相等，它們可能一正一負，也可能均未正或均為負，類似于“上偏差”與“下偏差”，公式U≤MPEV/3將失去其代表性和正確性。
　　在兩個“允許的誤差極限值”并不對稱于0的情況下一定要注意誤差和偏差的區(qū)別，偏差單詞是deviati，誤差單詞是error ，眾所周知“偏差”與“誤差”絕對值相等符號相反，“最大的允許偏差”和“最大的允許誤差”應(yīng)分別縮寫為MPD和MPE。例如表面粗糙度比較樣塊校準(zhǔn)規(guī)范JJF1099規(guī)定的4.1條兩個“允許的偏差極限值”分別是+12%和-17%，因此應(yīng)描述成MPD：+12%～-17%，若描述成MPE就應(yīng)該是-12%～+17%。
　　嚴(yán)格意義上說，JJF1094的公式U≤MPEV/3忽略了兩個“允許的誤差極限值”并不對稱于0的情況，因此也就失去了廣泛的代表性。例如MPE：-12%～+17% 的情況MPEV＝17%，MPEV/3≈6%。檢定/校準(zhǔn)選用測量設(shè)備（計量標(biāo)準(zhǔn)）更為正確和更具有廣泛代表性的公式應(yīng)該是U≤T/6。JJF1099的5.2.2條規(guī)定必須使用相對示值誤差不超過5%的觸針式表面粗糙度測量儀，就是依據(jù)U≤T/6＝[(+17%)－(-12%)]/6≈5%，若按U≤MPEV/3≈6%，選擇＞5%～6%的儀器顯然不滿足表面粗糙度樣塊的校準(zhǔn)要求。
　　JJG112-2013《金屬洛式硬度計》在表4中對表面粗糙度比較樣塊的技術(shù)要求的描述“實測值與標(biāo)稱值的最大允許偏差：+12%～-17%”，使用了“偏差”而未使用“誤差”是正確的，這與JF1099的4.1條描述完全一致。JF1099規(guī)定的4.1條描述的含義就是MPD：+12%～-17%，并未描述成MPE：+12%～-17%。如果把JJF1099所說的“偏差不應(yīng)超過+12%～-17%的范圍”理解成MPE為+12%～-17%，這只是個人的錯誤理解，不應(yīng)該是校準(zhǔn)規(guī)范的錯誤，校準(zhǔn)規(guī)范的描述仍然是正確的。

回復(fù) 10# 規(guī)矩灣錦苑


您說得對。我的意思就是以后幾何量的其他規(guī)程、規(guī)范對表面粗糙度比較樣塊的技術(shù)要求應(yīng)描述為“實測值與標(biāo)稱值的最大允許偏差：+12%～-17%”，這也是JJF1099的本意，而不應(yīng)再寫成MPE：+12%～-17%了。