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反復(fù)比較先生在46#、58#、67#的說明,我認為,你所遇到的問題,就是不確定度理論與不確定度評定方法給實際工作造成的麻煩。
討論理論問題,模型越簡單越好。先生遇到的實際問題,有些復(fù)雜。這里面有電壓與電流的問題,有“表”與“源”的性質(zhì)不同的問題,也有該不該計入被檢儀器的分辨力誤差的問題。我不知道你的具體儀器的構(gòu)成原理與工作方式,但可以分開幾種情況來說明。
1 源類儀器。輸出是額定值。其指標與設(shè)置細度無關(guān)。沒有分辨力。數(shù)值顯示值表明是量值的標稱值。講兩個與先生的題目類似的例子。
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例1 頻率合成器HP8662A,輸出頻率范圍10kHz到1.2GHz,每隔0.1Hz有一個輸出值。如果內(nèi)標為1E-10,則所有輸出頻率值的相對誤差都是1E-10.(頻率合成技術(shù)主要是乘或除一個數(shù)字,以及鎖相技術(shù))準確度指標與0.1Hz沒有關(guān)系。 用8662A給出頻率值10MHz.此時8662A的顯示值為10.0000000MHz,此顯示值僅僅表明給出頻率的標稱值是10MHz,它的準確度是1E-10.可設(shè)置的下一個頻率值是9.9999999MHz,可設(shè)置的上一個頻率值是10.0000001MHz.而這三個頻率值的準確度都是1E-10。它們的間距0.1Hz,相對值是1E-8,僅僅表明是頻率的設(shè)置密度,與哪個頻率值的準確度都沒有關(guān)系。因此0.1Hz(相對值1E-8)不是分辨力。
例2 頻率合成器HP8672A,輸出頻率范圍2GHz到12GHz,每隔1kHz有一個輸出值。如果內(nèi)標為1E-10,則所有輸出頻率值的相對誤差都是1E-10.準確度指標與1kHz沒有關(guān)系。用8672A給出頻率值5GHz.此時8672A的顯示值為5000.000MHz,此顯示值僅僅表明給出頻率的標稱值是5000MHz,它的準確度是1E-10.可設(shè)置的下一個頻率值是4999.999MHz,可設(shè)置的上一個頻率值是5000.001MHz.而這三個頻率值的準確度都是1E-10。它們的間距1kHz(相對值為2E-7),僅僅表明是頻率的設(shè)置密度,與哪個頻率值的準確度都沒有關(guān)系。因此1000Hz(相對值為2E-7)不是分辨力。
電流源是源類儀器,其輸出的值的示值的最低位是0.01A,不是分辨力,僅僅是電流值的設(shè)置密度,與輸出電流的誤差范圍(準確度,最大允許誤差)無關(guān)。因此,原來的儀器指標沒有問題。對電流源,加上個“分辨力”,是對它的認識出錯。對電流源評定不確定度,又加入分辨力一項,“評定”的作法本身錯了。
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有時電流源的輸出值,不是靠標準電壓源與標準電阻來控制的,而是靠電流表的精密指示或電壓表的精密指示來控制的。此類電流源的檢定的本質(zhì)是對電流表或電壓表的檢定,就是對表類儀器的檢定。此時,電流表或電壓表的分辨力必定是指標很高。分辨力誤差必須小于電流誤差范圍(準確度、最大允許誤差)的1/3.
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2 表類儀器,有分辨力指標。分辨力誤差包含在指標中,計量中不能另計。
那么,對表類儀器的檢定,該不該計入被檢儀器的分辨力呢?不該。因為檢定儀器是考核被檢儀器的總誤差,是整體的測量,不必也不該拆分被檢儀器的誤差范圍指標值。
正確的合格性判別公式為:
|Δ|max ≤ MPEV ― R(標) (5)
檢定的誤差,就是所用標準的誤差范圍R(標),與被檢儀器的性能無關(guān)。
《JJF1094-2002 儀器特性評定》給出的合格性判別公式為:
|Δ|max ≤ MPEV ― U95 (6)
其中U95是擴展不確定度,按不確定度評定的規(guī)則與作法,U95包含有被檢儀器的部分性能。被檢儀器的分辨力就是其中的一項。這是錯誤的規(guī)定,是不確定度論的一大敗筆。被檢儀器的分辨力已體現(xiàn)在|Δ|max中,再計算,就重計了。
有些測量儀器,如計數(shù)式頻率計,在低頻段或取樣時間較小時(如0.01秒采樣),該頻率計的誤差僅僅取決于分辨力誤差一項(其他誤差都可略)這時的頻率計指標是分辨力誤差,而U95包含分辨力誤差及計量標準的誤差,又要求U95小于誤差指標的1/3,這是個邏輯錯誤。這樣要求,用銫頻標也不能檢定數(shù)字式頻率計。這當然是錯誤的。于是現(xiàn)在的情況就是,頻率計檢定規(guī)程與頻率計的檢定工作,任何人實際上都不理會JJF1094-2002的合格性判別公式。按那個規(guī)范,頻率計量就沒法干事。
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我查了一下電壓表、電流表的檢定規(guī)程(參見《DL/T 980-2005數(shù)字多用表檢定規(guī)程》),正文并沒有關(guān)于檢定中的U95的評定。也就是說,檢定規(guī)程執(zhí)行的仍然是誤差理論的要求即(5)式的要求。而并沒有執(zhí)行不確定度的(6)式要求。檢定規(guī)程只規(guī)定要求標準的誤差范圍小于被檢儀器的1/5到1/10,而無關(guān)于評定U95的要求,先生何必自討苦吃?
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