關于示值誤差的A類不確定度分量評定時選用合成標準偏差...

例如：我們在針對一個被檢的壓力試驗機進行示值誤差重復性不確定度評定時，由于在日常按照檢定規程檢定中，每個示值點只測3次，按照書中規定：對于常規的計量檢定或校準，當無法滿足n大于等于10時,為使得到的實驗標準偏差更可靠,建議采用合并樣本偏差Sp作為由重復性引入的標準不確定度分量
引用一例：
輸入量 的標準不確定度來源主要是試驗機的重復性，可以通過連續測量得到測量列，采用A類方法評定。
任意選擇3臺同類型試驗機，每臺分別在滿量程的1/6、3/6、5/6負荷點進行測試。每點在重復性條件下連續測量10次，共得到9組測量列
求得樣本偏差sp，再除以根號3。
問題：我要求的是這一臺試驗機的示值誤差不確定度，而合并樣本偏差卻是三臺試驗機的重復示值合成的，道理在哪？
那么什么情況下使用合并樣本偏差呢？

類似的例子非常多，我明明針對特定的一個被檢儀器求重復性不確定度分量，可合并樣本偏差卻是多個被檢儀器的示值合成得到的，那豈不是這些被檢儀器的重復性不確定度分量全部一樣？

　　示值誤差Δ的檢定是被檢儀器顯示值M減去計量標準體現的值M－B，測量模型一般可寫為：Δ＝M－B。因此“輸出量”Δ的不確定度由來自于M和B兩個“輸入量”引入的不確定度分量組成。其中來自于B的不確定度分量因為所用計量標準的信息完全可以從規程、規范或標準中查到，簡簡單單的一個不確定度B類評定方法足以解決問題，而來自于M的不確定度分量因為被檢儀器的讀數信息在未檢定前完全不知，無法用不確定度的B類評定方法評定，不得不花費精力、時間、金錢去做重復性實驗，進行一個不確定度的A類評定方法來評定。
　　壓力試驗機進行示值誤差在評定被檢儀器顯示值M引入的不確定度分量時，根據檢定規程規定，如果以標準測力儀的值為依據，測量模型是q＝(F均－F)/F＝F均/F－1，而不是Δ＝M－B的形式，其中F是標準測力儀提供的標準值，F均是被檢儀器三次讀數值的平均值。F引入的不確定度分量因為標準測力儀的信息可以查得，用B類評定足矣，而F均引入的不確定度同樣因信息不清而必須進行一個A類評定。但評定方法并不是你所說的必須“任意選擇3臺同類型試驗機，每臺分別在滿量程的1/6、3/6、5/6負荷點進行測試。每點在重復性條件下連續測量10次，共得到9組測量列求得樣本偏差sp，再除以根號3”，任選一臺試驗機進行重復性實驗即可。重復性實驗次數最好n≥10，利用貝塞爾公式計算出實驗標準差S，S除以根號3就是單次測量的不確定度分量。之所以除以根號３是因為F均是3次測量取平均值作為測得值。在合成前。一定要注意兩個不確定度分量必須各自乘以自己的靈敏系數才能合成。F均的靈敏系數是1/F，F的靈敏系數是F均·F^(-2)。

規矩灣錦苑 發表于 2015-2-25 01:17
　　示值誤差Δ的檢定是被檢儀器顯示值M減去計量標準體現的值M－B，測量模型一般可寫為：Δ＝M－B。因此“ ...

這位老師您好，對于常規的計量檢定或校準，當無法滿足n大于等于10時,為使得到的實驗標準偏差更可靠,建議采用合并樣本偏差Sp作為由重復性引入的標準不確定度分量,這句話應該如何解釋？對于日常檢定校準，沒人會去做10次以上，現實情況也不允許，規程同樣也不要求這么做，所以只能選用合并樣本偏差Sp，這種情況又該如何理解？

這種合并樣本偏差使用的前提是：“每個同類被測量的實驗標準偏差基本相同”。

規矩灣錦苑 發表于 2015-2-25 01:17
　　示值誤差Δ的檢定是被檢儀器顯示值M減去計量標準體現的值M－B，測量模型一般可寫為：Δ＝M－B。因此“ ...

F的靈敏系數是-F均·F^(-2)，應該有個負號的。

這種測量用不著合并樣本標準偏差，選一臺做重復性即可。而且通常的做法是選一個測量點做重復性試驗，我認為對于某些儀器這樣不合理，有的儀器不同測量點重復性會相差比較大，實際測量時應該對每一點計算實驗標準偏差。

長度室 發表于 2015-2-25 14:58
這種測量用不著合并樣本標準偏差，選一臺做重復性即可。而且通常的做法是選一個測量點做重復性試驗，我認為 ...

有道理，很多網上的資料都不對，我們在網上搜一下試驗機不確定度評定，都是采用合并樣本偏差，可這樣明明是不正確的

長度室 發表于 2015-2-25 14:52
F的靈敏系數是-F均·F^(-2)，應該有個負號的。

　　你說的非常有道理，對F求偏導后會產生一個負號。但因為測量不確定度是個“非負參數”沒有正負號，所以靈敏系數的正負號也就失去了任何意義，實際不確定度評定中可以不必考慮靈敏系數的符號。即無論對輸入量求偏導后的結果是正是負，求得的靈敏系數可一律橫為正號。

742632649826 發表于 2015-2-25 07:37
這位老師您好，對于常規的計量檢定或校準，當無法滿足n大于等于10時,為使得到的實驗標準偏差更可靠,建議 ...

　　我認為，常規的計量檢定或校準屬于實驗室內的測量過程并不是生產過程中的測量過程，不會受到諸多因素的影響而出現無法滿足n大于等于10的情況。如果真的出現無法滿足n大于等于10，那么做多組測量的可能性也同樣就不存在了。我在3樓的意見是作多組重復試驗不如做一組重復性實驗，一組重復性實驗的總次數大于或等于10次比多組重復性實驗的總次數大于等于10次會更加簡捷明了。
　　另外，檢定規程往往規定示值誤差檢定的受檢點個數大于等于3，所以7樓提出了“選一個測量點做重復性試驗，我認為對于某些儀器這樣不合理”的看法這是非常正確的。對每個受檢點均進行重復性實驗雖然是科學的，受推崇的，但工作量將數倍增加，成本也會數倍增加，這是我們不希望看到的，因此在用對一個受檢點重復性實驗代替各受檢點重復性實驗時一定要注意選擇最有代表性的受檢點，即應選擇絕對誤差重復性最差的一個受檢點進行重復性實驗，一般來說重復性最差的受檢點不是最小受檢點就是最大受檢點，實在沒有把握時可同時在最小受檢點和最大受檢點作重復性實驗取兩者實驗標準差的最大者。
　　還有一點，樓主講到“任意選擇3臺同類型試驗機，每臺分別在滿量程的1/6、3/6、5/6負荷點進行測試。每點在重復性條件下連續測量10次，共得到9組測量列求得樣本偏差sp，再除以根號3”，這句話似乎沒有講清楚到底是怎么回事，有必要提醒一下：多組重復性實驗是針對同一臺儀器的同一個受檢點進行的，我們千萬不能把對不同的儀器或雖是同一臺儀器但卻是不同的三個受檢點進行的重復性實驗結果當成對同一臺儀器的同一個受檢點進行的三組重復性實驗結果來進行數據處理。不同的三個受檢點的重復性實驗結果應該取最大值作為最終結果，三組重復性實驗結果則必須除以根號3作為最終結果。

我的理解，合并樣本標準差的目的：就是為了提高自由度，也就是可靠性吧

ssylqx 發表于 2015-2-26 07:36
我的理解，合并樣本標準差的目的：就是為了提高自由度，也就是可靠性吧

　　你說的非常對。不確定度是對測量結果的否定，定量表述對測量結果的懷疑程度，而自由度是對不確定度的否定，是對測量結果的否定之否定（對測量結果的量化肯定）。因此，不確定度越大的測量結果越可疑（越不可信），自由度越大的測量結果越可信?！昂喜颖緲藴什畹哪康模壕褪菫榱颂岣咦杂啥取保簿褪翘岣邷y量結果的可信性（可靠性）。利用分組重復性測量計算合并樣本標準差，本質上是提高重復性測量的次數從而增加實驗標準偏差的自由度，但，用一組測量也可以提高重復性測量次數，從而達到提高自由度。如果只有一個實驗者做多組重復性測量提高自由度，那就不如這個實驗者一鼓作氣做一組更多次數的重復性測量更省時省力。如果有多個實驗者可做重復性測量，用分組重復性測量的方法計算合并樣本的實驗標準偏差來提高自由度，雖不能節省實驗成本，但花的時間會更少，可以在短時間內完成重復性測量。

規矩灣錦苑 發表于 2015-2-25 23:08
　　我認為，常規的計量檢定或校準屬于實驗室內的測量過程并不是生產過程中的測量過程，不會受到諸多因素 ...

首先，我在7樓提出的計算每一個測量點的實驗標準差并不是說“對每個受檢點均進行重復性實驗”，而是在實際檢定/校準時，對每一點的多次測量數據計算實驗標準差。比如規程、規范要求測5個點，每點測量5次，在原始記錄上每個點5次數據用極差法可方便地計算得到實驗標準差，這樣得到的每個點的重復性分量更加準確一些，是針對實際測量數據得到的測量結果的。
其次，重復性最差的受檢點可能是中間點。我經常校準超聲波測厚儀，遇到過不少臺測厚儀在校準點的中間點（100mm點）重復性差，因此這點的不確定度會比其他點大。有的規程、規范直接用重復性的計量要求來計算重復性分量，我認為也是不合理的，在儀器各點的重復性符合要求的情況下這樣評定可以，但有的儀器的個別測量點的重復性會超出計量要求，再這樣評定就不行了。
另外，樓主講到“任意選擇3臺同類型試驗機，每臺分別在滿量程的1/6、3/6、5/6負荷點進行測試。每點在重復性條件下連續測量10次，共得到9組測量列求得樣本偏差sp，再除以根號3”，這句話樓主說明白了，只是沒有必要這樣做，而且樓上有位量友也說了，這樣做的前提是每一臺的實驗標準偏差基本相同。待檢的試驗機我們不知道它實驗標準偏差與其他的是否相同，因此我認為還是不宜使用合并樣本標準偏差。還有就是對于規范化常規測量（教材上的說法），多組重復性實驗并不是針對同一臺儀器進行的，而是同類儀器進行的。

長度室 發表于 2015-2-26 17:04
首先，我在7樓提出的計算每一個測量點的實驗標準差并不是說“對每個受檢點均進行重復性實驗”，而是在實 ...

有道理，說的很好，贊一個

長度室 發表于 2015-2-26 17:04
首先，我在7樓提出的計算每一個測量點的實驗標準差并不是說“對每個受檢點均進行重復性實驗”，而是在實 ...

　　１一定要分清規程規范要求的測量結果與重復性實驗的測量結果，重復性實驗的結果不是規程規范要求的測量結果，反之也不是。如果是“規程、規范要求測5個點，每點測量5次，在原始記錄上每個點5次數據用極差法可方便地計算得到實驗標準差”，這樣得到的重復性不是不是重復性實驗的重復性，即不是不確定度A類評定得到的不確定度分量，而是規程/規范要求的測量結果。不確定度評定的重復試驗次數不是規程、規范要求的測量次數，而是為了獲得實驗標準偏差進行的重復試驗次數，因此重復試驗次數不受規程規范規定測量次數的限制，而是次數越多越好。規定的測量次數是獲得測量結果的實際測量次數，是不容隨意更改的測量次數，在已知實驗標準偏差的基礎上除以規定的測量次數平方根才是該種測量方案的不確定度一個分量。
　　２如果經驗告訴你“重復性最差的受檢點可能是中間點”，你完全可以取中間點進行重復性實驗進行不確定度的A類評定，總之應該取各受檢點中重復性最差的點（即常說的最有代表性的點）進行重復性實驗。如果檢定規程規定了被檢測量設備的重復性計量要求，那么用這個計量要求來評估重復性測量帶來的不確定度分量是合適的。其道理在于規程規定的重復性計量要求是對所有同種類同規格測量設備重復性的最差規定，實際檢定中所有的被檢測量設備重復性不能大于它，用這個“最壞的”重復性評估測量結果的不確定度如果（可信性）滿足要求，就是最有代表性的重復性，最有代表性的滿足要求了，其他的情況也就更能滿足要求。
　?。臣僭O“任意選擇3臺同類型試驗機，每臺分別在滿量程的1/6、3/6、5/6負荷點進行測試。每點在重復性條件下連續測量10次，共得到9組測量列求得樣本偏差sp，再除以根號3”，如果真的“9組測量列求得樣本偏差sp”，那就大錯特錯了，這就完全違背了重復性實驗的“重復性條件”的規定。被測對象不同，而且連被測量值甚至都不是同一個，還還能夠叫“重復性實驗”嗎？這種“合并樣本的標準偏差”毫無意義。重復性實驗必須是針對同一臺測量設備，而且還必須針對同一個受檢點進行重復測量。多組重復性實驗，也必須針對同一臺測量設備的同一個受檢點用同一個測量方法進行重復測量。

規矩灣錦苑 發表于 2015-2-27 13:13
　?。币欢ㄒ智逡幊桃幏兑蟮臏y量結果與重復性實驗的測量結果，重復性實驗的結果不是規程規范要求的測 ...

計量標準的重復性試驗和測量結果的A類重復性不確定度分量不一樣，我們討論的是后者，你說的是前者，在常規化日常檢定校準中，我們都會按檢定規程要求的次數進行檢定，如果實驗室條件不變，人員不變，使用同一測量標準，方法相同而且每個同類被測量的實驗標準偏差基本相同，就可以用以前檢定過的檢定/校準記錄中的數據以及本次檢定/校準記錄中數據進行合并樣本偏差，求出不確定度分量，例如：砝碼，量塊等在實驗室中檢定/校準的穩定性較高的計量器具可以使用，而試驗機這種東西之間相差太大不建議使用合并樣本偏差

規矩灣錦苑 發表于 2015-2-27 13:13
　?。币欢ㄒ智逡幊桃幏兑蟮臏y量結果與重復性實驗的測量結果，重復性實驗的結果不是規程規范要求的測 ...

1.您說的重復性試驗的測量次數與實際檢定/校準的測量次數的區別，我們當然知道。但是對于日常工作中的每一次校準，都需要給出不確定度，為何不用實際測量值計算實驗標準差呢？對于某個測量點，實際校準時的5次測量值的標準差，與這個點做重復性試驗10次測得值的標準差會相差多少呢？后者應該更準確，但是對于日常大量的被測對象，用前者有什么不可呢？再有，測量前您不知哪個點重復性大（不能猜測最大點或最小點重復性大），總不能每個點都做測量次數大于等于10的重復性試驗吧。既然每點的實際校準數據出來了，為何不用它們來計算標準差呢。
2.“如果經驗告訴你“重復性最差的受檢點可能是中間點””，這可不是憑經驗，而是通過校準原始記錄上各測量點的測量數據看出來的。哪個點的多次測量數據分散，還是很容易看出的?！捌涞览碓谟谝幊桃幎ǖ闹貜托杂嬃恳笫菍λ型N類同規格測量設備重復性的最差規定，實際檢定中所有的被檢測量設備重復性不能大于它?！睂τ谥貜托源笥谝幊桃蟮?，您也得給出測量結果吧，總不能某個點的重復性超差了，這個點的測量結果就不給了。根據客戶需要可以出具校準證書，重復性大于規程要求的測量點的校準結果就得根據實際的重復性評定不確定度，而不應按規程的要求值來評定。而且，校準規范里也有重復性要求，但校準規范的上都說了不判定合格與否，計量特性要求僅供參考，您總不能再將“規定的重復性計量要求是對所有同種類同規格測量設備重復性的最差規定，實際檢定中所有的被檢測量設備重復性不能大于它”作為硬性指標。重復性可能比規范規定的小，也可能大，大于規范要求的就應該按實際重復性評定，不應按規范要求來評定。
3.您說得對，重復性實驗是針對同一臺測量設備，但對于由一組（同一類）這樣的設備組成的樣本，把每一臺重復性試驗得到的實驗標準差，進行數據處理，可以得到這個樣本的實驗標準差，即合并樣本標準偏差。您如果還認為“被測對象不同，而且連被測量值甚至都不是同一個，還還能夠叫“重復性實驗”嗎？這種“合并樣本的標準偏差”毫無意義。多組重復性實驗，也必須針對同一臺測量設備的同一個受檢點用同一個測量方法進行重復測量?！蹦敲唇ㄗh您看一下JJF 1059.1-2012的4.3.2.5。

742632649826 發表于 2015-2-27 14:22
計量標準的重復性試驗和測量結果的A類重復性不確定度分量不一樣，我們討論的是后者，你說的是前者，在常 ...

　　我承認你說的“計量標準的重復性試驗和測量結果的A類重復性不確定度分量不一樣”，但畢竟不確定度的A類評定方法必經之路是重復性實驗。既然我們討論不確定度的A類評定方法，也就不可避免地離不開重復性實驗這個話題。
　　“我們都會按檢定規程要求的次數進行檢定，如果實驗室條件不變，人員不變，使用同一測量標準，方法相同而且每個同類被測量的實驗標準偏差基本相同”，這的確具備了重復性條件，但不確定度的A類評定的重復性實驗次數的要求是實驗次數充分大，越大越好，越大越具有代表性。檢定規程/校準規范規定的檢定次數是考慮了檢定成本，而盡可能少，且重復測量次數不容隨意改變，較少的重復測量次數得到的結果不具有檢定方法的代表性。
　　當然，如果將該件測量設備的檢定記錄長期保存，若干年后將該測量設備同一受檢點的檢定結果作為合并樣本進行統計，計算出實驗標準差也許是可行的，不過還應該考慮“重復性條件”的必要條件必須是對“同一個被測量”測量，因為該測量設備該受檢點使用中產生磨損或其它變異，就失去了“同一個被測量”的必要條件，不再是同一個被測量了，合并樣本也就失去了合并的價值。

規矩灣錦苑 發表于 2015-2-27 15:20
　　我承認你說的“計量標準的重復性試驗和測量結果的A類重復性不確定度分量不一樣”，但畢竟不確定度的A ...

是同類被測量，不是同一被測量

規矩灣錦苑 發表于 2015-2-27 15:20
　　我承認你說的“計量標準的重復性試驗和測量結果的A類重復性不確定度分量不一樣”，但畢竟不確定度的A ...

合并樣本偏差是同類，比如說評定1號砝碼，我可以用2.3.4.5號砝碼來合并樣本偏差

長度室 發表于 2015-2-27 14:50
1.您說的重復性試驗的測量次數與實際檢定/校準的測量次數的區別，我們當然知道。但是對于日常工作中的每 ...

　　1.知道了重復性試驗的測量次數與實際檢定/校準的測量次數的區別，為什么日常工作中的每一次校準，都對某個測量點重復進行重復性引入的不確定度評定呢？一次評定就足夠了，每次給出的不確定度就是重復性實驗那次得到的具有代表性的不確定度。用實際測量值計算實驗標準差呢，對于某個測量點，實際校準時的5次測量值的標準差，然后再與這個點做重復性試驗10次測得值按合并樣本計算標準差，當然因為增加了測量次數更具有代表性，那我就要反問當初為什么不進行15次重復測量一氣呵成呢？你敢確保這回進行的5次檢定的那個受檢點就是上次那個受檢點嗎？不會在使用中發生變動嗎？只要發生變動，所謂的重復性條件就被打破，這回的5次和上回的10次沒有保證對“同一個被測量”重復測量的前提條件，也就不是重復性實驗了，這種合并樣本還有價值嗎？切記重復性測量的前提條件一定是對同一個被測量的重復測量，更換了被測量值，也就不能叫重復性實驗了。所以，重復性實驗最好還是一氣呵成。
　　2.“重復性最差的受檢點可能是中間點”，我的意思是不管你憑經驗，還是通過校準原始記錄證明的?？傊?，重復性實驗要找重復性最差，最有代表性的受檢點來做就行。我們是在對實施檢定過程的不確定度進行評定，不是對某個具體被檢表進行評定，我們評定被檢表是它的計量特性，它的計量特性要求是檢定規程對其示值誤差或重復性的要求，其實際重復性是“被測對象”，是要給出合格與否結論的檢定結果。因此，某件被檢儀器的重復性超出規程的規定與評定的檢定方法不確定度中的重復性測量引入的分量完全不是一碼事。某個點的重復性超差了，是這個被檢表的問題，判定它不合格就是了，它的重復性超差并不影響我們的檢定方法不確定度，因此我們的檢定結果的不確定度仍然是原來的不確定度，這個不確定度證明我們的檢定方法對這個被檢儀器實施檢定的檢定結果用于判定它不合格是可以“采信”的，是沒有問題的。根據客戶需要出具檢定證書也好，出具校準證書也罷，你的檢定/校準結果的不確定度沒有變，但該被檢儀器的重復性檢定結果大于規程要求的重復性指標。被檢儀器的重復性可能比規范規定的小，檢定結果是變化的，檢定方法是不變的，檢定結果的不確定度也就是不變的。
　　3.重復性實驗是針對同一臺測量設備的同一個受檢點進行的，這是“重復性”的定義規定的。在對某一個檢定方法進行不確定度評定時，不是隨意拿一個被檢儀器進行重復性實驗的。進行重復性實驗選擇的被測對象一定要盡量排除其對實驗結果的影響。因此應該盡可能選擇一件重復性很好的，至少是合格的被檢儀器做實驗。切記，我們評定的是檢定方案的或計量標準的計量特性引入的不確定度，不是被檢儀器給檢定方案引入的不確定度。檢定結果是檢定過程的“產品”，檢定方案（過程）的測量不確定度就可以代表檢定結果的不確定度。我們為什么在建標時要求建標報告必須進行不確定度評定？建標時的不確定度評定報告是對使用該計量標準開展某項檢定/校準活動是否值得采信的憑據，只要計量標準保持其“穩定性”，那個不確定度評定結果可以永遠用于該項計量檢定結果可信性的證明。如果每一個檢定結果都重復進行一個不確定度評定，那會累死人，是對不確定度評定理論的濫用，而且也完全沒有這個必要。

742632649826 發表于 2015-2-27 16:18
合并樣本偏差是同類，比如說評定1號砝碼，我可以用2.3.4.5號砝碼來合并樣本偏差 ...

　　但在不確定度的A類評定方法中要求進行的重復性實驗必須是針對同一個被測量的重復測量，利用合并樣本進行分組測量時，各“組”的重復性測量也必須是共同針對同一個被測量。因此，評定1號砝碼“量值”的不確定度時，可以用多個同規格的精密天平等儀器分組重復測量，但用2.3.4.5號砝碼，被測對象改變了就失去了重復測量的特性，這種重復測量求得合并樣本偏差觸犯了不確定度A類評定重復性實驗的基本條件“底線”，就不叫重復性實驗了，這種實驗是錯誤的，實驗結果也是得不到公認的。

規矩灣錦苑 發表于 2015-2-27 16:35
　　但在不確定度的A類評定方法中要求進行的重復性實驗必須是針對同一個被測量的重復測量，利用合并樣本 ...

不對，不是這樣的，是你理解錯誤了，書上說的很明確

742632649826 發表于 2015-2-27 19:18
不對，不是這樣的，是你理解錯誤了，書上說的很明確

　　我的依據是JJF1001-2011的5.17條實驗標準差是“對同一被測量進行n次測量，表征測量結果分散性的量，用符號S表示?！备鼡Q了被測量就失去了計算實驗標準差的基礎。但我又仔細品味了你所說的對不同被測對象進行重復性測量的問題，也許存在著這樣情況：用同一個計量標準的同一個量值測量同種型號規格的不同被檢儀器與之相對應的量值（示值），這就相當于用相同規格型號和準確度等級的儀器和相同測量方法重復測量計量標準的“同一個量值”，在這種情況下可以認為滿足了“實驗標準差”要求的重復性測量條件，視為對“同一被測量”的重復性測量，可以作為“合并樣本”的分組重復性實驗進行合成。除此之外，如果更換了被測對象，特別是更換了被測量，或不能構成對“同一被測量”的測量，均不能稱為重復性測量（或實驗），不能作為分組重復性測量或合并樣本進行處理。
　　你說我說的不對，“書上說的很明確”，請你給出是哪本書，哪個國家標準或國家技術規范的說法，標準或規范的編號及條款號，它是怎么個“說的很明確”。我的看法是只要是重復性測量或重復性實驗，就一定是針對“同一被測量”。

規矩灣錦苑 發表于 2015-2-27 22:32
　　我的依據是JJF1001-2011的5.17條實驗標準差是“對同一被測量進行n次測量，表征測量結果分散性的量， ...

哥們你的依據都沒選對，不確定度，應該看JJF1059-2012，P14-15頁，OK？