在B類不確定度評估時，如何用經“計量確認”的設備的數據

最近在修改公司內部的不確定度評估的程序文件，想請教一些問題：
我們公司是電氣領域的檢測實驗室，參考了cnas 編寫的電器領域不確定度評估指南，基本都是利用儀器最大允差MPE 或準確度等級來進行B類分量的評定；但是這類評定方法會將擴展不確定度評的很大；
考慮到我們公司的設備大都是送外部計量機構進行示值誤差的校準（非檢定），因此我在程序文件里面有一段是這樣寫的：

如選擇對測試結果(算術平均值)稍后不作示值誤差修正，根據JJF 1059.1-2012中3.12條款注1的解釋，將未作修正的部分，作為不確定度分量處理。此時參考儀器校準證書示值誤差Δ和擴展不確定度Ucalibration，即利用“計量確認”的偏差最大的點進行評定：
考慮CVHA約定值混合法理論|Δ|+U95≤MPEV；(U95是示值誤差的擴展不確定度，MPEV是最大允許誤差的絕對值)，可得如下：
半寬a=|Δ| + Ucalibration ；  
uB1（標準不確定度）= a / k；
以及儀器/環境的穩定性、波動度、讀數…引起的B類其他分量的標準不確定度(uB2...uB3...)

除去需要承擔一定的風險，我不確定這種描述是否正確？

另外我看了我們母公司檢測實驗室（歐洲）寫的不確定度評估指南，在測量結果不作示值誤差修正情況下，他們定義的uB標準不確定度=|Δ| + (Ucalibration/k) ，這個和我上面的理解有些出入,不知道大家是怎樣理解的？

uB標準不確定度=|Δ| + (Ucalibration/k) ，不確定度為什么會和示值誤差Δ有關系？？？？？求解。。。

基本都是利用儀器最大允差MPE 或準確度等級來進行B類分量的評定；但是這類評定方法會將擴展不確定度評的很大。在使用儀器標稱值時就是要引入MPEV的，使用校準證書的修正值使用的話，使用校準證書給出的擴展不確定度，這個一般比儀器的MPEV要小，比如1豪歐0.01級電阻，使用其標稱值1豪歐的話，評定時就必須引入MPEV=0.01%,而如果你用校準證書中的實測值（假設校準證書實測值1.00001毫歐，擴展不確定度0.005%，k=2），那么評定時只需引入0.005%即可。但像萬用表這種，你不可能還加修正值用的。。。如果你評定出來很大，那確實就是很大，得提高標準器的等級。

我們實驗室檢測結果基本都不加修正值，此外儀器基本都是走的校準報告（非檢定，需要內部計量工程師判定），很多儀器都是自己開發的研發設備，很難找到設備手冊上給出的最大允差，一般設備開發時提的要求就是產品標準規定的允差限；我們母公司的不確定度評定方法中，對于檢測結果不修正的情況，將該修正值考慮到B類分量，但我也不太清楚那個公示的來源；我自己的理解就是把|修正值|+校準報告的擴展不確定度作為半寬a，即縮小范圍的最大允差MPEV；然后除以估計分布得到來源于儀器設備的B類標準不確定度；

　　恕我直言，文件錯誤地把誤差概念的|Δ| 與不確定度概念U混淆了。誤差與允差比較用以評判被校儀器的合格性，不確定度與允差的1/3比較用以評判校準數據的可信性，誤差與不確定度是兩個本質上完全不同的概念，各有各的用處，不能相互混淆。
　　當不能滿足U/MPEV≤1/3時，表示校準數據不可信，不能用于被校儀器的合格性評判，而必須用U壓縮最大允差絕對值MPEV，即新的最大允差絕對值變為MPEV′＝MPEV－U。評判被校儀器合格性的標準是|Δ|≤MPEV，就要改為|Δ|≤MPEV′＝MPEV－U，于是可得U≤MPEV－|Δ|或MPEV≥|Δ|＋U，這就是你的公式“|Δ|+U95≤MPEV”和“半寬a=|Δ| + Ucalibration”的來源。你的公式沒有擺脫評判被校儀器合格性的誤差概念，仍是用來評判被校儀器合格性的，不是用來評判被校儀器校準值是否可信的，即不是用來評定不確定度的。
　　計量確認基于誤差理論，其定義核心是“確保測量設備(的計量特性)符合預期使用要求"，計量特性是檢定/校準證書給出的測得值Δ或規程/規范規定的最大允差絕對值|Δ|，預期使用要求是指圖紙工藝、檢驗規范、作業指導書等規定的控制限T，Δ、|Δ|、和T是確認員必須執行的，而不容確認員改變，這和不確定度評定是評定人員根據有用信息的主觀估計也完全不同，我們的文件不應該試圖將計量確認的結果與不確定度評定扯在一起。

謝謝版主提醒概念理解上的一些混淆；但我還有一個問題是，既然通過計量確認可以在承擔一定的風險下，存在縮小儀器原有最大允差范圍的可能性，假設這個更高等級對應的MPEV 可以得到內部計量員的確認，那我們還是可以用這個縮小的MPEV 去評價B類不確定度的，對吧？ 那既然|Δ| 和MPEV 存在小于等于的關系，那在對結果不修正的情況下，還豈不是還是可以用 半寬a=|Δ|，uB1（標準不確定度）= a / k 去處理B類不確定度嗎；

@版主：你的這個帖子里面也確實提到用縮小的 MPEV 進行不確定度評定http://www.bkd208.com/thread-187373-1-1.html
只是我考慮用半寬a=|Δ| 評定可以比 MPEV 更??； 另外在我看到的中國計量上的一篇文章“”正確應用示值誤差和測量結果不確定度概念“ 的文章也提到“為了獲得測量儀器不確定度分量，可以選擇的典型值方法來代替整個儀器的不確定度....因此通過測量或檢定確定偏差最大的點進行評定....”
http://wenku.baidu.com/link?url= ... K5KuaaKsABJt7ELgb9W

darkcat_xu 發表于 2016-10-26 12:41
@版主：你的這個帖子里面也確實提到用縮小的 MPEV 進行不確定度評定http://www.bkd208.com/thread-187373-1-1 ...

　　MPEV是指測量設備的最大允差絕對值，在使用MPEV時一定要注意這個MPEV屬于誰。當MPEV屬于檢定/校準測量設備所用的計量標準時，被校測量設備的示值誤差是被測量，計量標準的MPEV就是其“計量特性”，計量標準的計量特性將給被校測量設備的檢定結果引入不確定度分量，簡稱為“測量設備的不確定度”或直接稱為計量標準的不確定度，此時MPEV是引入不確定度的重要因素，應該使用MPEV評估檢定/校準結果的測量不確定度。因為這個不確定度分量占據校準結果不確定度的絕大部分，因此“為了獲得測量儀器不確定度分量，可以選擇的典型值方法來代替整個儀器的不確定度....因此通過測量或檢定確定偏差最大的點進行評定....”，或者干脆就將MPEV近似地當成校準結果的不確定度。這就是你所說的一個情況。
　　當MPEV屬于被檢測量設備的最大允差絕對值時，這個MPEV是評判被檢測量設備是否合格的標準，檢定結果需要與這個MPEV比較，以確定該測量設備是否合格，這個MPEV與檢定方法的可信性無關，絕對不能用于其檢定方法的不確定度評定。但這個MPEV卻是評判檢定方法是否可信的標準。檢定方法的不確定度評定結果不能大于這個MPEV的1/3，1/3以下的，檢定結果值得采信，可以使用，1/3以上的，檢定結果不可信，不能用來評判被檢測量設備是否合格。這就是MPEV與不確定度評定無關的情況。

darkcat_xu 發表于 2016-10-26 11:28
謝謝版主提醒概念理解上的一些混淆；但我還有一個問題是，既然通過計量確認可以在承擔一定的風險下，存在縮 ...

　　然后，我們再來看你在頂樓提的問題?！皡⒖純x器校準證書示值誤差Δ和擴展不確定度Ucalibration，即利用‘計量確認’的偏差最大的點進行評定”，“計量確認”的概念是使用校準結果得到的計量特性與被測參數的控制限相比較，前提條件是校準結果值得采信，不確定度的評價已經是歷史，不確定度的作用已經發揮，此時控制限T或MPEV（如果被檢對象是測量設備，2倍的MPEV就是被檢測量設備的T）就是判定被檢參數合格與否的指標，是純誤差的概念，沒有絲毫不確定度的含義，而不能用于不確定度的評定。
　　但如果是評定使用該測量設備對產品被測參數實施測量時，測量方案或測量結果的不確定度，這個測量設備的MPEV就又成為測量結果不確定度產生的主因，必須用于不確定度評定。圖紙工藝、操作規范規定的被測參數的控制限T，就相當于檢定過程中被檢測量設備的MPEV了，所用測量設備的MPEV則相當于檢定過程中計量標準的MPEV。
　　所以MPEV能不能用于不確定度評定不能簡單回答，不能只看表面，一定要搞清楚它屬于所用測量設備（檢定/校準為計量標準），還是屬于被測對象（檢定/校準為被檢測量設備）。

@版主：說一下我這邊的背景，可能便于解釋，我所在的地方是屬于檢測實驗室，我們日常工作所涉及的被檢對象永遠是開關電器產品（日常檢測就是利用儀器測量這些產品的各個參數是否在iec標準要求的范圍內），最后出來的產品檢測結果的不確定度結合U：T小于等于1:3 （T是產品規范限），來考核我們的測試方法是不是可信； 同時，在我們這里用的這些儀器都是經過外部計量機構校準的（但由于很多都是內部自己開發或定制的儀器，儀器手冊MPEV是沒有的，計量工程師只能將校準證書示值誤差參考產品對應的iec 標準給出的試驗允差的要求做計量符合性判斷），我關心的是當我們對外出具的產品性能的檢測報告需要包含不確定度時，我們內部對B類分量評估的考量，是需要考慮來著儀器的不確定度分量的影響的，按照一般原則，我清楚是用儀器的mpev來評價最合適，但對我們的情況這個值太大（如上解釋，因為是內部研發的設備，沒有儀器手冊寫mpev，而是參考來自iec標準的允差范圍），所以提出在不用修正值修正示值誤差的情況下，是否可以用儀器校準證書的示值誤差最大值來代替那個比較大的mpev（來源于iec標準）做評定；

darkcat_xu 發表于 2016-10-26 23:43
@版主：說一下我這邊的背景，可能便于解釋，我所在的地方是屬于檢測實驗室，我們日常工作所涉及的被檢對象 ...

　　你們是檢測實驗室，那么測量過程實施是你們的主要工作，而不是計量校準工作。計量校準大多數采用外來服務完成，也可以內部自校完成。測量過程的實施主要還是是測量設備的使用，如你所說主要就是“使用儀器測量這些產品的各個參數是否在iec標準要求的范圍內”，因此判定測量設備能不能用是你們計量工作中一個重頭戲，這個工作就是當前國際上流行的“計量確認”。
　　日常工作中，你們用產品檢測結果的不確定度結合U/T≤1/3 考核測試方法的可信性，從而完成計量確認，是完全正確的。公式中T是產品規范限（控制限），U是測量過程的不確定度。其中U可用所用測量設備的計量特性引入的不確定度分量U1取代，因為U1≈U。而在量值的大小上所用測量設備的MPEV≈U1，所以計量確認使用的近似判別式可以寫為：MPEV/T≤1/3。請一定注意這里的MPEV是檢測產品使用測量設備的MPEV，不是檢定該測量設備使用的計量標準的MPEV。
　　問題是“由于很多都是內部自己開發或定制的儀器，儀器手冊MPEV是沒有的”，因此“只能參考產品對應的iec 標準給出的試驗允差的要求做計量符合性判斷”，這個工作在當前流行的測量管理體系中叫“計量要求導出”。你關心的是“對外出具的產品性能的檢測報告需要包含不確定度時”如何評估檢測方案的不確定度。只要你們導出了所用測量設備的計量要求，它就等同于檢定規程給出的MPEV，用這個計量要求評估其給檢測方案引入的不確定度分量即可。
　　現在你感覺“這個值太大”，是因為你們沒有將計量要求導出做完，你們做了“參考來自iec標準的允差范圍”的識別工作，這是計量要求導出的第一步，識別“顧客的要求”，你們還應該由顧客的要求按1/3原則導出測量過程的計量要求，再導出所用測量設備的計量要求，然后才能根據導出的測量設備計量要求評估檢測方案的測量不確定度，而不能用儀器校準證書的示值誤差最大值來代替那個比較大的mpev（來源于iec標準）做不確定度評定。

@版主 感謝答復， 對于你提到的有 “所用測量設備MPEV≈U1≈U“， 我有一些不同看法；因為在我們評定檢測結果的質量的時候，那個U不光看"所用測量設備的計量特性引入的不確定度分量", 還要評估A 類重復性分量（在產品身上多次重復測量），B類里面儀器MPEV只是其中一個分量，還有其他B類分量（例如人為讀數分辨力，穩壓源/環境波動...），綜合所有A、B類分量。。。進而得到Uc, Up， 因此我理解U/T≤1/3 的要求很難直接用MPEV/T≤1/3 來代替；
還有一點想請教：因為我們不是校準實驗室，所以不太清楚你提到的“還應該由顧客的要求按1/3原則導出測量過程的計量要求，再導出所用測量設備的計量要求“ 有具體哪本計量標準或國標提到嗎？（我們實驗室應該沒有做你提到第二步，所以我想了解一下）

darkcat_xu 發表于 2016-10-26 23:43
@版主：說一下我這邊的背景，可能便于解釋，我所在的地方是屬于檢測實驗室，我們日常工作所涉及的被檢對象 ...

你這么一說 ，我可能有些理解，uB標準不確定度=|Δ| + (Ucalibration/k) 的含義了。

假設一次電壓值標稱值是10V，校準報告測出結果為：實測值10.02V,不確定讀U=0.05,K=2。那么這個結果的意思是標稱值10V時，實際值應該在10+0.02-0.05~10+0.02+0.05之間概率為95%。那么0.02+0.05，即|Δ| + (Ucalibration) 實際上就是電壓值標稱值10V實際95%可能的偏差上限，個人認為把這個作為上限使用比較好，就是樓主頂樓給出的半寬a=|Δ| + Ucalibration ；。如果貴公司uB標準不確定度=|Δ| + (Ucalibration/k)是這么算的話，那么實際使用的上限為擴展不確定度U=2uB,那么就是U=2|Δ| + (Ucalibration).k=2，這個上限更大于|Δ| + (Ucalibration) ，從保守層面是可行的。其實這么使用就是使用了修正值和校準報告中不確定度，只是這個表述有點問題。

在不知儀器實際MPEV的情況下，就應該使用校準值和U，由于校準值=標稱值+誤差|Δ|，即必須同時考慮校準報告中誤差|Δ|和U。

你提出的方法：所以提出在不用修正值修正示值誤差的情況下，是否可以用儀器校準證書的示值誤差最大值來代替那個比較大的mpev（來源于iec標準）做評定；個人認為明顯是不合適的

吳下阿蒙 發表于 2016-10-27 16:11
你這么一說 ，我可能有些理解，uB標準不確定度=|Δ| + (Ucalibration/k) 的含義了。

假設一次電壓值標稱 ...

你提到的例子“假設一次電壓值標稱值是10V，校準報告測出結果為：實測值10.02V,不確定讀U=0.05,K=2。那么這個結果的意思是標稱值10V時，實際值應該在10+0.02-0.05~10+0.02+0.05之間概率為95%。那么0.02+0.05，即|Δ| + (Ucalibration) 實際上就是電壓值標稱值10V實際95%可能的偏差上限，個人認為把這個作為上限使用比較好，就是樓主頂樓給出的半寬a=|Δ| + Ucalibration ； 的確就是我的本意；我們母公司的方法uB標準不確定度=|Δ| + (Ucalibration/k) 計算出來的上限會更高，因此不確定度會更大；（我也不了解他們的出處）
我也一直糾結uB 在沒有mpev 的情況下的來源問題；由于我們實驗室的儀器是不做檢定的，都是校準，因此校準結果給出的示值誤差和U給出了儀器可能觸及的上下限，并且我們通常不利用校準報告對產品的測試結果做修正，所以提出半寬a=|Δ| + Ucalibration， 然后uB=a/k

其實樓主的問題可以這樣理解：
1.使用最大允許誤差或準確度等級來評定B類分量，是安全和保守的做法，而使用儀器設備的校準結果來評定B類不確定度，也是可以的，只是風險大一些，評定出來的結果是會小一些；
2.通常不確定度評定是在試驗條件下做重復性后評定的，平時發證書是可以直接使用，如果條件不變可以不需重新評定，如果采用第二種評定B類不確定度。因每年儀器設備的校準結果不同，不確定度就需要重新評定，采用第一種方法，儀器設備校準后不需重新評定。

darkcat_xu 發表于 2016-10-27 20:20
你提到的例子“假設一次電壓值標稱值是10V，校準報告測出結果為：實測值10.02V,不確定讀U=0.05,K=2。那么 ...

在沒有MEPV的時候，使用修正值和校準報告的U，這個是沒有問題的。你提到的并且我們通常不利用校準報告對產品的測試結果做修正，所以提出半寬a=|Δ| + Ucalibration， 然后uB=a/k中，不使用修正值，但在半寬中加入了|Δ| ，在數據結果理論上應該是更大的。比如之前的例子中（標稱值10V,Δ=0.02V,U=0.05V,k=2),那么按照正常的使用修正值和校準報告的U，其結果應該是9.97V~10.07V。而按照半寬a=|Δ| + Ucalibration，計算半寬為0.07V，結果為9.93V~10.07V,這范圍比前者大。而按照你們公司的公式ub=|Δ| + Ucalibration，這個范圍就更大了。

公司訂立的MPEV和內部limit的方式是各種各樣的，但有一點，它必然比|Δ| + Ucalibration大，即Δ<mpev-Ucalibration的管控是最起碼的要求，比如可能要求Δ<（mpev-Ucalibration）X80%（mpev是對外宣稱的最大允許誤差，Ucalibration為測試的擴展不確定度）,即在公司內檢時，測試誤差Δ在mpev-Ucalibration的80%內才判定合格。如果貴公司的管控是按照|Δ|<（mpev-Ucalibration）/k來運轉的話，那么實際對外宣傳的MPEV=k|Δ|+Ucalibration（此次Δ為公司內部管控的最大誤差limit限）,那么在引入儀器標準不確定度uB=MPEV/k=|Δ|+Ucalibration/k 。當然這是我個人的推測，你可以詳細詢問下你們工程師，你們內控的limit是如何管控的

|Δ|應當取儀器說明書或者是實驗手冊上要求的儀器指標，不是校準證書的誤差最大值。母公司的公式似乎有些道理，因為MPEV和U的k值是不一樣的。

“還應該由顧客的要求按1/3原則導出測量過程的計量要求，再導出所用測量設備的計量要求“ 有具體哪本計量標準或國標提到嗎？
答：ISO10012：2003，測量管理體系標準。

guojy 發表于 2016-10-28 17:29
“還應該由顧客的要求按1/3原則導出測量過程的計量要求，再導出所用測量設備的計量要求“ 有具體哪本計量標 ...

感謝，回去研讀一下

guojy 發表于 2016-10-28 17:29
“還應該由顧客的要求按1/3原則導出測量過程的計量要求，再導出所用測量設備的計量要求“ 有具體哪本計量標 ...

看了一下這本iso 標準，感覺客戶計量要求CMR 是隨客戶要求變化的，并沒有提到1/3的原則；我就是不太了解1/3的要求在哪個標準有提及？

darkcat_xu 發表于 2016-10-29 20:39
看了一下這本iso 標準，感覺客戶計量要求CMR 是隨客戶要求變化的，并沒有提到1/3的原則；我就是不太了解1 ...

　　客戶計量要求CMR的確是隨客戶要求變化的，不同的客戶，同一個客戶用于不同的測量過程，計量要求CMR也就各不相同，因此標準說“顧客的計量要求是顧客根據相應的生產過程規定的測量要求”，同一個測量設備被確認可以用于某個測量過程，不一定就可以用于另一個測量過程。
　　至于1/3原則是技術上的原則，GB/T19022是計量管理標準，是關于測量管理體系建立和運行的標準，因此不會在管理標準中提及具體的技術判定原則。1/3原則是計量學的基本原則，意思是測量過程與生產過程在產品控制限所占比例不能超過1/3，要把2/3以上的控制限留給生產者，以在確保產品質量的前提條件下，盡可能提高生產效率，降低生產成本。
　　不大于1/3的意思是越小越好，一般取1/3～1/10。1/3是滿足顧客產品質量測量要求的底線，1/10是測量成本分攤的最大承受力。為確保質量且盡可能降低測量成本，風險小比值向1/3傾斜，風險大比值向1/10傾斜。測量設備的檢定、校準、型式批準等測量過程風險大于一般產品檢驗活動的風險，因此JJF1094規定了比值取1/6。測量設備的最大允差絕對值MPEV＝T/2（T為控制限，即允許的最大值與最小值之差），所以導出了測量設備檢定/校準領域中1/3原則的具體應用公式為U/MPEV≤1/3。