關于具有單側誤差限測量儀器的符合性評定問題

回復 15# 規矩灣錦苑


   

請見：GB/T 3177-2009 《產品幾何技術規范(GPS)光滑工件尺寸的檢驗》

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表1 太大，略。請細看表1。

表1 規定：公差等級9級，當T=100μm時，測尺的規格u1優先選取9μm（第Ⅱ檔為15μm，第Ⅲ檔為23μm）。正常情況，就要選優于9μm規格的測尺。

表1 規定：公差等級10級，當T=100μm時，測尺的規格u1優先選取9μm（第Ⅱ檔為15μm，第Ⅲ檔為23μm）。正常情況，就要選優于9μm規格的測尺。

表1 規定：公差等級11級，當T=90μm時，測尺的規格u1優先選取8.1μm（第Ⅱ檔為14μm，第Ⅲ檔為20μm）。正常情況，就要選優于8.1μm規格的測尺。

表1 規定：公差等級12級，當T=100μm時，測尺的規格u1優先選取9μm（第Ⅱ檔為15μm，沒有第Ⅲ檔）。正常情況，就要選優于9μm規格的測尺。

以上四個公差等級中，列有T=100μm的公差限（一個是相近值）。該用的測量工具，正常的情況下，都應是規格小于9μm的測尺。

正規的生產、檢驗、計量、驗收，都應照辦。

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我所說的“實際情況”，是指客觀需求，不是“湊合”。是要提倡先進，絕不該死啃某些不當規定。我甚至懷疑半寬1.5比1，是以訛傳訛或根本就是抄寫錯誤。太沒譜了！

上邊所引國標，本質是手段對象比為1比5.（半寬比半寬）。

本例該選用千分尺（螺旋測微器），不宜用游標卡尺。（我不知道有沒有指標優于10微米的游標卡尺；如有，當然可選。）

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世界上根本就沒有1/3原則；不要把“無奈”說成原則。更不能說是“公認原則”。

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現在通用的不確定度，就是誤差范圍即最大允許誤差。否認這一點，無法讀懂如上所引的國標。

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回復 24# 285166790

　　我沒有理解錯。因為測量設備沒有不確定度，因此那個U既不是被測儀器的，也不是標準器的，而是所用的測量設備計量特性給測量結果引入的不確定度分量。當使用量具和儀器檢測產品參數時，那個U就是量具和儀器的示值允差帶給測量結果的不確定度分量。檢定/校準無非是個特殊的測量過程而已，當使用計量標準檢定量具和儀器的示值誤差時，那個U就是計量標準的示值允差帶給檢定結果的不確定度分量?！　x器符不符合使用要求是將示值誤差的檢定結果與被測參數的計量要求相比較來確定的，這個確定過程國際上稱為“計量確認”。因此，用戶根據U/T≤1/3或U/MPEV≤1/3公式評判的不是儀器是否符合使用要求，而是測量者給出的測量結果或檢定/校準員給出的檢定/校準結果是否可信（又稱可靠）。這正是體現了在使用中證書報告的不確定度與誤差、偏差、示值誤差本質上不同的地方，判定測量結果、測量方案（或校準結果、校準方法）是否可信或可靠是不確定度最根本的的一個應用目的。

回復 27# 規矩灣錦苑


   JJF1094-2002就是用來進行“計量確認”的依據，U/T≤1/3只是判斷的第一步，如果符合這一點，則在后續判定中可以不考慮示值誤差測量不確定度的影響，用公式|Δ|≤MPEV,即可認為合格，否則就要用5.3.1.4中的公式來判定了。您在20討論的是測量方案，不應該聯系到JJF1094-2002上，它5.3.1.4 又不能確定測量方案，只是對測量結果進行判定用的，我們的測量方案顯然是來自于校準規范或說明書、公開發布的權威方法等的，或自行編寫校準規范，這些規范中已經包含了計量標準的選擇和測量的具體方法，甚至不確定度的評定方法，都是建標時定下來的成熟方案，沒有這些正規的方法和流程是不允許開展的校準工作的。所以說對結果判定的方法有疑問我還可以理解，不知道怎么選擇標準器我估計那就是還沒建標，所以才會有這種問題。

回復 26# 史錦順

　　您說的沒錯，但我說的也沒錯。GB/T3177-2009 《產品幾何技術規范(GPS)光滑工件尺寸的檢驗》的確是三分之一原則在光滑制件檢驗領域中的具體應用典型案例，在≤1/3的范圍內，和JJF1094的公式U/MPEV≤1/3選擇了U/T≤1/6一樣，根據風險大小在≤1/3范圍內GB/T3177分為三檔選擇了1/10、1/6、1/4（見GB/T 3177-2009的5.1條第二自然段）。史老師所說的T=100μm時，量具U1選取9μm、15μm、23μm正是100μm的1/10、1/6、1/4，至于有微小差別是因為考慮了測量設備引入的不確定度分量一般占總不確定度的90%造成的。因此，我還是那句話，不同的行業或專業測量領域在應用三分之一原則原則時，選擇的值根據本領域測量風險各不相同是正確的，但一定是在≤1/3的范圍內選擇，一般在1/3、1/4、1/5、1/6、1/8、1/10這幾個值中選擇。
　　不過，史老師并沒有回答我在20樓向您請教的案例，購買一車重30t的物資，允差5‰，即允許少給150kg已經非常肚量大了，可是這個5‰允差該用什么汽車衡來保證呢？如果對汽車衡的允差連占其1/3都認為太粗糙了，那我們該用什么樣的汽車衡來稱量呢？
　　其實GB/T3177-2009規定的優先選擇1/10，即您說的優先選擇9μm也只是說說而已，據我所知絕大多數企業從測量成本出發，在保證測量要求基本滿足的情況下仍然優先選擇Ⅲ檔（您說的23μm），即優先按U/T≤1/4選擇所用測量設備。
   　另外隨便提一下： GB/T3177-2009的規定證明了當被測參數的控制限上下偏差不對稱時，不能按上下偏差的要求分別計算所選測量方案的不確定度要求，無論上下偏差要求對不對稱，無論上下偏差是否有一個為０，一律按上下偏差的差，即控制限T來計算所選測量方案的不確定度要求。

回復 28# 285166790

　　您說的沒錯，JJF1094-2002就是用來進行“計量確認”的依據，U/T≤1/3只是判斷的第一步，這個第一步判斷就是用不確定度來判定所用測量方案或測量設備的可信性，而不是判定被測對象是否合格。判定被測對象合格與否的指標是|Δ|≤MPEV，公式|Δ|≤MPEV中沒有不確定度U，只有誤差，Δ是被測對象測量結果的誤差，MPEV是被測對象的最大允許誤差。
　　|Δ|≤MPEV和U/T≤1/3（對于校準是U/MPEV≤1/3）這兩個公式說明了誤差是準確性的量化，可用來判定被測對象是否合格，不確定度是可信性的量化，用來判定測量結果是否可信。但只有可信的測量結果才能用來判定被測對象是否合格，這就是不確定度與誤差的本質區別，因為有這個本質區別，誤差和不確定度各司其職，任何將不確定度與誤差相混淆，或視不確定度為誤差的一部分的觀點都是錯誤的。

回復 23# 規矩灣錦苑


我那時沒看到您在后來的帖子，后來看到了明白您的意思了。您是說在量傳過程中選用1/6，在量傳過程之后，用于測量產品、工件時選用1/3，是這樣子的吧。

回復 25# 285166790


我當然知道“它里面的U是測量結果的不確定度，不是標準器的”。你說“JJF1094-2002不是標準器選擇的依據，是校準結果的判定依據”，怎么會不是標準器、測量方法的選擇依據？你可以看一下，很多規程、規范的引用文獻（現在成為引用文件）里都引用了JJF1094-2002，在規程所附的不確定度評定示例的最后往往加上一句類似的話“U≤1/3MPEV，確認：本規程提出的XXX的技術要求、測量原理、測量方法和測量程序是科學的、經濟的及可行的”、或是“U≤1/3MPEV，可知本方法滿足XXX的檢定要求”，大多有這么一句話。假如現在有一件非常規計量器具，當然是沒有規程、規范的，讓你來編寫一個校準規范，那么你也要依據JJF1094-2002，看你所選用的測量儀器、測量方法所得到的測量結果的U是否滿足U≤1/3MPEV，滿足證明你制定的測量方法是可行的。

回復 31# 長度室

　　是的，你說的正是我的意思?！　/T≤1/3是個基本原則，至于≤到什么程度就要根據被測參數的重要度和不合格風險的大小進行選擇，風險小的一般測量過程選擇1/3，隨著風險的增加和重要度的增加逐漸減小，1/4、1/5、1/6、1/8、1/10等都是最常被選用的值。校準過程是風險較大重要度較高的測量過程，因此，JJF1094選擇了1/6，壓力表檢定規程甚至選擇了1/8。所以，1/3原則常常被說成U/T≤1/3～1/10。其中1/3是顧客最基本的要求，越小越好，1/10是組織的要求，是所能承受的測量成本極限，越大越好（測量成本越低）。測量方案的設計者應該靈活運用1/3原則，在1/3到1/10范圍內綜合平衡，找到顧客要求與組織要求的最佳平衡點。

回復 32# 長度室


   你看的哪個規范，我所接觸的規范中都沒有你提到的那句話。

回復 34# 285166790


校準規范通常不做符合性評定，因此基本上看不到那句話。檢定規程是要做符合性評定的，大多有。因專業不同，我只能提供幾個幾何量專業或光學專業的例子，你可以查一下，如JJG 1011-2006、JJG 194-2007、JJG 63-2007、JJG 704-2005、JJG 571-2004、JJG 818-2005、JJG 31-2011等，還有很多，不再一一列舉。

回復 35# 長度室


   我看了你們長度的規程真的挺特別，我接觸的比如溫度、壓力、電學的檢定規程中從來沒有類似的說法。按說被測儀器的重復性這一項是不確定的，除非提供一個穩定的被測儀器作為核查標準，否則在常規的測量中最終得出的不確定度大小也是不確定的，U的結果與被測儀器自身的性能有很大關系，所以怎么能通過這樣的方法來證明測量方法的正確性呢？要證明也只能通過比對或測量審核等活動，這個在注冊計量師的教材中也是有的。而且在JJF1094-2002的5.3.1.5也提到了，依據檢定規程對儀器進行評定，不需要考慮示值誤差評定的測量不確定度影響。所以你們那幾個規程提那句話實在讓人匪夷所思。   如果讓我來編寫校準規范，那肯定是要讓標準器及測量環境及測量方法引入的不確定度至少小于等于被測儀器的1/3MPEV，而不是通過測量結果中的U來選擇，因為這個U包含了被測儀器的重復性。

回復 35# 長度室


   沒有規程、規范的選擇計量標準應當按照《國家計量檢定系統表》，找到上一級標準器，測量方法要滿足客戶的需求是最重要的，自編的規范要進行方法確認。確認有幾種方法，但書上沒有一條方法 是依據JJF1094-2002的。

　　JJF1094的標題是《測量儀器特性評定》，不僅僅適用于長度計量，也適用于所有的計量專業。許多長度計量檢定規程中之所以有類似于也可以選擇“U≤1/3MPEV“的其它測量設備進行檢定的話語，是因為長度計量測量設備品種繁多，可供選擇的范圍較大，檢定規程往往只能推薦性給出某個建立檢定標準裝置的品種規格，但也并不是非它莫屬，只要滿足JJF1094的規定， 選擇其它滿足“U≤1/3MPEV“的測量設備建立該項計量標準也是可以的。而力學、溫度等計量領域中，往往能夠檢定某種計量器具的測量設備比較單一，例如工作用壓力表一般就只有選擇標準壓力表，而這種選擇已經使用了 “U≤1/3MPEV“原則，甚至壓力表檢定達到了 “U≤1/4MPEV“。這種現實狀況，也就很不容易讓人感到JJF1094在這個領域中的指導價值，其實任何計量專業領域的檢定規程/校準規范的制定都必須遵循JJF1094關于 “U≤1/3MPEV“ 的規定。
　　沒有規程、規范的選擇計量標準應當按照《國家計量檢定系統表》，這是對的，但國家計量檢定系統表也是符合 “U≤1/3MPEV“ 的，只有極少數項目因為現有測量技術達到 “U≤1/3MPEV“ 非常困難，不得不退一步按一般測量的要求 “U≤1/3T” 即 “U≤(1/1.5)MPEV”設計檢定系統表。
　　測量方法的不確定度必須滿足測量要求，這是顧客為關注焦點的具體體現。顧客提出了測量需求，這個需求就是“最大允差”MPEV，允差對稱時，被測參數的控制限T＝2MPEV，非對稱時T＝允差上限－允差下限。我們要滿足顧客的要求，實現測量（或檢定/校準），選擇的測量方案（或檢定/校準方法）的不確定度U就必須符合三分之一原則U≤T/3，對于檢定/校準這種特殊測量活動就應符合U≤T/6即U≤MPEV/3。

回復 35# 長度室


   我明白這幾個規程寫那句話的意思了，它們在編寫時是已經先確定了儀器的各項指標要求，包括被測儀器的重復性在內，然后去檢測一個符合這些要求的被測儀器，那么結論如果可以符合U≤1/3MPEV，由此得出測量方法是經濟合理的，且直接可以判為合格。如果我們自己編寫規程就不這么簡單了，首先你得明確儀器的各項指標要求，這個得來自于客戶的要求或國家的強制規定，必須事先確定，不是能事后驗證的內容。

回復 38# 規矩灣錦苑


   檢定規程中 “U≤1/4MPEV“，那是指標準器引入的不確定度，不是最終測量結果的，你又搞混了。

回復 40# 285166790

　　您說的沒錯，檢定規程的U指的是標準器引入的不確定度，不是最終結果的不確定度?！　≡趬毫y量或檢定過程中，環境條件和測量人員等給測量/檢定結果引入的不確定度分量與計量標準計量特性引入的不確定度分量相比，所占比重很小，在粗略評估測量方法不確定度時，這種情況往往以測量設備計量特性引入的不確定度作為測量方法的不確定度，直接用來評判測量方法的可信性或可靠性。

回復 41# 規矩灣錦苑


   壓力表作為指示性測量儀器，又不是穩定的實物量具，指針有時會有輕微的卡滯，其自身示值重復性是比較大的，評定時不能忽略。只有在確保被測儀器總體上較穩定的情形，才能把以往的不確定評定數據用到以后的評定中。

回復 39# 285166790


這個你還是有些誤解。幾何量專業的檢定規程的儀器的各項指標要求可不是事后驗證的內容，規程的制定同樣來自于相關的國家標準，大多是引用相關標準中的技術指標要求來作為規程、規范的技術要求。不是自己隨便定，再最后來個驗證。即也是“事先確定”的。那么在制定測量方法，規定使用的測量設備時，要考慮對測量結果的U要≤1/3MPEV，滿足U≤1/3MPEV，即說明規程規定的測量方法是合理的。

回復 42# 285166790

　　壓力表作為指示性測量儀器，因此指針有時會有輕微的卡滯，其自身示值重復性是較差的，但這都屬于被檢壓力表自身的質量參數指標，這些參數都是被檢對象，不屬于不確定度評定時的輸入量。
　　事實上有的壓力表檢定示值誤差合格，有的因穩定性差可能示值誤差檢定不合格，用于判定合格與不合格結論的依據都是各自的檢定結果，這兩種檢定結果的可信性相同，即不確定度相同，所以兩種檢定結果才都可用于評判被檢壓力表的符合性，符合性判定才不會造成誤判風險。因此評定檢定結果的不確定度應盡力排除被檢壓力表穩定性差對不確定度評定的影響，為此我們必須選擇穩定性好的壓力表做實驗進行重復性實驗。只有在確保評定不確定度時排除了被檢儀器的不穩定影響，才能把以往的不確定評定數據用到以后的評定中。

回復 44# 規矩灣錦苑


   你還在認為重復性不是輸入項那，這個我也不想多解釋了，如果你建過標或是搞過CNAS校準項目，應該不會老是抱著這種說法的，考評員也不會同意的。

回復 43# 長度室


   你說的對，這它是從某些角度說明方法比較經濟合理了，但是如果我們自行編寫規程規范，就不是這么簡單了，這個方法只能作為方法確認的一個方面，不能作為全部依據，不是說滿足這個條件方法就一定就正確了，方法的正確性首先要看理論上是否正確，再從實驗上證明客戶的需求是否得到滿足，得到客戶同意，還得經單位批準，考評部門同意后實施。不是一兩人臨時想出的辦法，鑒于過程的復雜性，一般單位很少會自行開展編寫的。

回復 45# 285166790

　　工作用計量標準除外，我所在計量室建了30多個最高計量標準，也參加過計量標準考核、法定計量技術機構評審和測量體系認證，用得最多的技術規范可以說就是JJF1069、JJF1059、JJF1094，最常用的標準可以說是GB/T27025、GB/T19022、GB/T19001了。　　JJF1094的U/MPEV≤1/3的確是在無國家檢定規程、校準規范和檢定系統時開展校準活動建立最高計量標準時遵循的基本原則。這個公式中的MPEV應該理解成被校對象控制限的一半，即MPEV＝T/2。因此樓主的問題：“對具有不對稱或單側允許誤差限的被評定測量儀器，……比如對于尺寸偏差下限為0，上限為0.05mm的儀器來說，選擇測量不確定度U≤0.05mm/3的測量方法”是否可以？應該回答“不可以！”。
　　因為將MPEV＝T/2代入U/MPEV≤1/3得U/T≤1/6。下限為0，上限為0.05mm的儀器控制限T＝0.05－0＝0.05mm，則應選擇測量不確定度U≤0.05mm/6的測量方法實施該項目計量校準活動。
　　至于重復性引入的不確定度是不是校準結果或校準方法的不確定度分量，則必須看測量模型中的輸入量是不是存在著“被校儀器讀數”。輸入量有“被校儀器讀數” 就必須進行一個重復性實驗進行A類評定，輸入量沒有“被校儀器讀數” 的身影，把重復性引入的不確定度分量計入總不確定度就違反了“既不遺漏也不重復”的原則，不確定度評定報告應判為不合格，必須重新評定。

回復 47# 規矩灣錦苑


     那按您這樣說，測量模型都得寫的十分嚴謹才行，否則總有一些模型體現不出的輸入量，比如分辨力，死區形成的影響量，你都怎么表達進測量模型中去呢？就拿那個溫度計案例來說，溫場的均勻性也沒有寫在模型中，那是不是評定時都不考慮了？以此來看，書中幾乎沒有一個案例能做到模型表達的清清楚楚。

回復 48# 285166790

　　是的，測量模型是不確定度評定的目標，的確必須寫的十分嚴謹才行。應該根據被測量的準確度要求篩選出與主要輸入量，然后根據被測量的定義或被測量與輸入量之間的函數關系寫出測量模型。分辨力，死區形成的影響量一般不是輸入量，而是輸入量的子項。
　　術語的定義都是簡明直接的，被測量的定義一般不使用“分辨力，死區”等間接術語來定義，而是直接指出被測量是什么，或直接指出它與其它量的關系。例如示值誤差的定義是“被校儀器顯示值與對應輸入量的真值之差”，根據定義，“被校儀器顯示值”和“輸入量的真值”就是其兩個輸入量。輸入量的“真值”是通過計量標準儀器體現的，因此被校儀器和計量標準儀器的計量特性就分別是兩個輸入量的子項。在考慮“被校儀器顯示值”的各個子項時，“示值誤差”是被檢對象必須排除在外，只考慮影響被校儀器讀數大小的其它特性值，例如它們的“分辨力，死區”等。在溫度計案例中，溫場均勻性不能作為輸入量寫入測量模型，因為“溫場均勻性”是計量標準的特性之一，屬于計量標準儀器體現的“真值”這個輸入量的子項。
　　有些書籍和資料在給出不確定度評定案例時測量模型書寫不夠規范，甚至有的連測量模型都未給出，這種不符合JJF1059的規定的評定案例有時的確令人丈二和尚摸不著頭腦，其案例分析只能供我們參考，不能照搬。

回復 48# 285166790


      如果是進行測量儀器或計量標準的設計，必須找到恰當的物理機制，并且寫出嚴格的物理公式。由此出發，寫出計值公式。聯立物理公式與計值公式，得到測量方程。有了測量方程，就可給出測得值函數。分清常量與變量，對變量取微分，這就是誤差分析。這是儀器設計的事。
     測量中有直接測量和間接測量。直接測量的誤差范圍，就用測量儀器的誤差范圍指標值。在滿足測量儀器的應用條件的情況下，不必考慮環境（如溫度）的影響。
     間接測量，要知道物理量間的關系式。對這個物理公式取微分，分析誤差的傳遞關系。
     以上這些，是誤差理論的基礎。是真學問。搞計量一定要看誤差理論的書，要學誤差理論與知識。
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     不確定度論的一套，全是蒙人的。所謂的誤差模型，寫成y=x,或Δ=y-x,毫無內容，可以說對什么問題都對，可是什么問題也解決不了。微分不知函數關系，對誰微分？所謂那些評定的樣板，隨意得很，并不認真對待模型。模型中根本沒有的變量，想到哪兒微分到哪兒。問誰也回答不出。這是不確定度評定本身的弊病。不治之癥。
     一臺測量儀器的測得值函數，只在研制時可以拆分；計量時，儀器是作為整體與標準比較的，以求出誤差值；看是否合格；在測量中，就是利用廠家承諾、計量公證過的誤差范圍指標值。在計量中、測量中，拆分測得值函數（取微分），是錯誤操作。畫蛇添足，沒必要；有可能多計、錯計，從而造成錯誤。
     我說這些，你不一定贊成；多看看，多想一想，就會明白：測量計量要靠誤差理論；而不確定度論誤事。
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