本帖最后由 史錦順 于 2014-6-30 10:17 編輯
回復 293# 規(guī)矩灣錦苑
計量誤差公式的推導及測量模型的弊端 - 史錦順 - 規(guī)矩灣質(zhì)疑 史老師所說的“1、2、3、4項共同構(gòu)成游標卡尺的誤差范圍”,共同決定了卡尺的示值誤差,我認為一點都沒錯。根據(jù)這些影響因素,人們確定了卡尺示值誤差合格與否的MPEV。但在示值誤差的測量模型中,影響輸出量示值誤差的輸入量確實含有卡尺讀數(shù)與標準值兩個,卡尺的讀數(shù)將決定其示值誤差的優(yōu)劣,嚴重影響示值誤差的大小,因此勢必給示值誤差測量結(jié)果引人標準不確定度分量。這和實物量具的示值(偏差)檢定完全不同,示值檢定測量模型中沒有被檢對象的讀數(shù),所謂的讀數(shù)乃是人為規(guī)定的毫無誤差可言的標稱值或名義值。因此,示值檢定屬于史老師您所說的情況,是不考慮被檢對象的讀數(shù)引入的不確定度分量的,而示值誤差的檢定必須考慮被檢對象讀數(shù)引入的不確定度分量。 - 史錦順答辯 計量的誤差是什么呢? 測量是用測量儀器測量被測量,以求得被測量的值。而檢定是用被檢儀器來測量已知量值的標準,以求得測量儀器的誤差,看是否合格。檢定是測量的逆操作。測量儀器的誤差,是檢定的認識對象。 檢定的目的是求得儀器的誤差,而得到的是儀器示值與標準標稱值之差;計量的誤差分析,就是求得這二者的差別。 設測得值為M,標準的標稱值為B。標準的真值為Z。 設儀器的誤差元(以真值為參考)為r(儀),檢定得到的儀器測得值與標準的標稱值之差值為r(示),標準的誤差元為r(標)。 1 檢定得到儀器的視在誤差元為: r(示) = M―B 2 測量儀器的誤差元為: r(儀) = M―Z 3 標準的誤差元(根據(jù)《JJF1180-2007》)為 r(標) = Z―B 4 檢定的計量誤差元為: r(計) = r(示) ― r(儀) 綜上,有 r(計) = r(示)―r(儀) = M―B ―(M―Z) = Z―B = r(標) 誤差范圍是誤差元的絕對值的最大可能值。誤差范圍關系為: │r(計) │max = │r(標) │max 即有 R(計) = R(標) (1) (1)式是計量誤差的基本關系式,計量誤差由標準的誤差決定。計量誤差與被檢儀器的誤差因素無關。 標準選用:設被檢測量儀器的誤差范圍指標是R(儀,標稱),若: R(標) ≤ R(儀,標稱)/4 (2) 則檢定標準符合要求。 合格性判別:只要 │r(示)│max ≤ R(儀,標稱)―R(標) (3) 則被檢儀器合格。 與(3)式等效的表達式又記為: │Δ│max≤MEPV―R(標) (4) Δ是被檢儀器的視在誤差元r(示);MEPV是最大允許誤差,即被檢儀器誤差范圍指標值R(儀,標稱);R(標)是所用計量標準的誤差范圍。 以上這些,既不是老史的發(fā)現(xiàn),也不是老史的猜想;不確定度論誕生前,計量界歷來就是這樣認識的,就是這樣干事的。這是科學。是幾百年來計量實踐所證明了的經(jīng)典分析。 - 單值量具的檢定沒有分歧,就不說了。再談一次游標卡尺的計量。 游標卡尺的四項誤差因素,構(gòu)成游標卡尺的誤差范圍。這個誤差范圍,分兩個含義,第一實際的誤差范圍R(測)和誤差范圍的指標值R(儀)。Δ表示卡尺示值與標準的標稱值之差,|Δ|max就是測量儀器的實測誤差范圍R(測);而R(儀)就是MPEV。 MPEV只是一個人們規(guī)定的名義值、指標值,是廠家的承諾。計量的任務就是依靠標準,測量R(測) 即|Δ|max,再比較|Δ|max與MPEV的大小,來判斷合格性。 游標卡尺的檢定方式,是用被檢卡尺測量量塊。設游標卡尺讀數(shù)為Mij,i表示不同尺寸測量點的序號,檢定規(guī)程規(guī)定取6點。j表示同一測量點的測量序號,以測3次為宜,取平均值來表示Mi,以減小視差的影響(數(shù)顯卡尺可每點測量一次)。設標準的標稱值為B,在Mi-B中,選最大值為|Δ|max。依(4)式判別合格性。 - 史錦順對游標卡尺校準評定的評論 這個評定樣板,是歐洲合格性合作組織給出的,又經(jīng)中國國家合格性認可委員會的推薦為“指南”,因此,權(quán)威性很高。倪育才的書也全文引用。吹得很高,實際是個全盤錯誤、根本錯誤。方法本身就不對;實際的評定更錯。 1 胡亂估計 測量、計量是實驗技術。測量靠儀器,計量靠標準。一切憑實測數(shù)據(jù)說話。計量是保證測量準確的社會行為,計量權(quán)威的基礎,是實驗事實、是測量結(jié)果。計量是社會公證:第一符合實際,第二符合法律,第三對用戶負責,不把不合格的儀器誤判成合格,第四對生產(chǎn)廠家負責,不把合格儀器誤判為不合格。 中國合格性評定國家認可委員會所引用的歐洲合格性合作組織的樣板評定,即倪書所引的不確定度評定的上述過程,主要部分δLM,純屬胡亂估計,是瞎編。本網(wǎng)規(guī)矩灣先生,把此項估計得小些,也還是沒根據(jù)的編瞎話。游標卡尺的機械不良要靠實測得知,神人也沒法估計。 2 離奇的結(jié)果 本評定的最后結(jié)果是被檢游標卡尺的示值誤差為(0.10±0.06)mm,就是說,此游標卡尺的示值誤差的可能值是0.04mm到0.16mm。也就是說,此卡尺示值誤差的最大可能值為0.16mm。而我國的國家標準規(guī)定,此類卡尺的允許誤差是±0.05mm。 卡尺國標與卡尺檢定規(guī)程,都規(guī)定量程150毫米、分辨力0.05毫米的卡尺,最大允許誤差是0.05毫米。而此例的評定結(jié)果卻是示值誤差最大可能為0.16毫米。竟相差3倍多。是產(chǎn)品真的不好,還是評定方法不對?我看是:1 瞎編數(shù)據(jù);2 不確定度評定方法錯誤。根本就不能進行此種評定;照此評定法,就不會有任何一把卡尺合格。計量本身的不確定度已是0.06mm,而其誤差最大允許值是0.05mm,二者之差已是負值,已沒有合格的通道。 3 要害問題是拋開實測 此不確定度評定中,影響最大的項是第5項即機械效應項。 為什么估計量是±50μm?為什么不估計為10μm?又為什么不估計為100μm?大了小了,都是沒有根據(jù)的廢話。計量工作,居然編造數(shù)據(jù),不僅無理,而且荒唐。如此荒唐的編造,竟成為中國國家合格性認可委員會的標準文件的樣板,真讓人沒法說話……。 4 不合理的重復 測量的示值離散性、有限的分辨力、卡尺制造中的機械結(jié)構(gòu)的不完善,這些因素的作用,必定表現(xiàn)在測量結(jié)果的偏離性與分散性上。也就是說被檢儀器的各種誤差因素的影響必將體現(xiàn)于它們引入的系統(tǒng)誤差上與隨機誤差上。如果不體現(xiàn)在測量結(jié)果上,那就是沒有這些因素的作用。慮及誤差因素在某些點上可能相互抵消,那就要恰當選點、多選點,使其暴露(更精密的測量儀器要進行重復測量)。總之要靠實測,實測的隨機誤差與系統(tǒng)誤差,就是各種誤差因素的最終效果。不能另行評定,第一,不實測而評定是瞎評;第二,另評定是重計。 拋開實測而講究評估,是不確定度評定弊病的根源,是根本性的錯誤。誤差理論講究實測,一切憑數(shù)據(jù)說話;不確定度評定是評估,是脫離實際、否定個性的作法,能實際動手測量而空口搞估計,是思想路線的錯誤,是計量歷史的一次大倒退。 這個評定錯誤不是中國人的錯,評定是歐洲人做的,查不到作者。這是不確定度論本身的錯。國家合格性認可委員會不該把它當成好東西向讀者推薦,更不該當做“指南”。 5 歸屬問題 檢定或校準中,對誤差的測量結(jié)果,由被檢測量儀器與計量標準共同構(gòu)成。計量者必須分割這二者,才能做出正確的判斷。分割的方法就是預先設計方案,使計量標準的影響很小,可以忽略。要求計量中必須滿足條件:標準的誤差范圍與被檢測量儀器的誤差范圍的標稱值之比小于等于q,q是計量中的等級比,是計量的必備條件。一般q取1/4,時頻界取q為1/10。(有些行業(yè)取q為1/3,隨著技術的發(fā)展,該減小此值。) 測量儀器與計量標準兩項共同構(gòu)成測量結(jié)果,其中標準項的影響可略,這就有效的分離了二者,可以認定誤差的測量結(jié)果是屬于被檢測量儀器的。更嚴格的表達是把標準的影響視為誤差測量時的誤差,而表達在合格性判別的公式中, │Δ│max≤MEPV-R(標)
本例不確定度的評定,把本屬于被檢儀器性能的分辨力、機械不良效應,進行另外的計量不確定度中,在判別式中列入右邊的項目中,即判別式的U95中,這就完全放錯了位置。 │Δ│max≤MEPV-U95
測量儀器的分辨力、機械效應,客觀上已實際體現(xiàn)于左邊的│Δ│max中,有多大,是實測時必當表現(xiàn)出來的(操作者選用方法,包括多點測量、重復測量、標準的量值細度設置等)。所評U95中的極小一部分,標準與輔助儀器的誤差是該有的、正確的;而其中的主要部分,被檢儀器的重復性、分辨力、機械效應項以及溫度效應項,評定時放在U95中,又必然在合格性判別中放在右邊,那就成了合格性判別的標準項。這里很容易看出,這些項作為對儀器的性能要求已體現(xiàn)在MEPV中(這是規(guī)格的要求),檢定就是實測性能是否符合規(guī)格要求,左邊是實測的性能。左邊小于右邊則合格。本例游標卡尺的計量,把本應包含在左端的性能,另列出,加在U95中,這就必然減小卡尺的合格性的通道,使大量本來合格的卡尺不能判為合格。造成計量工作的失誤。更有甚者,本樣板胡亂評估機械效應項,使此種卡尺全部不能判為合格。對計量來說,就是嚴重的失職,是不可容忍的錯誤。 上次討論,規(guī)矩灣先生承認對機械效應項估計過大,是錯誤的;但他認為估計小些就可以了。我認為此處本不該包括此項,估計大還是小,都是不當?shù)摹r且作為規(guī)范,可以容忍人們隨意去估計大小,這本身就已失去規(guī)范的意義。 - 不確定度評定的弊端,來自不確定度的測量模型。測得值函數(shù)是個整體,不能拆分。求微分的結(jié)果是重計、錯計。 建立測得值函數(shù),進行誤差分析,給出誤差函數(shù)或誤差范圍,都是測量儀器研制者的事。測量計量,必須整體地運用測得值函數(shù)與誤差函數(shù)。不能微分,不能作泰勒展開。不確定度論的測量模型及隨之而來的微分,是錯誤的,必將形成對象與手段的混淆。 - 以上意見已表達過,規(guī)矩灣卻不理解。再重復一次,給新來的網(wǎng)友看看。品評一下,看看是老史對,還是不確定度論對。 - |