本帖最后由 史錦順 于 2018-12-17 08:40 編輯
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2018-12-17 08:13 上傳
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2018-12-17 08:15 上傳
【237……27質疑】
之前 有 論壇老專家 “用 歐洲 0.05mm卡尺的不確定度評定 來否定 不確定”，看到 很多壇友 各抒己見，我感覺都沒有 說到點子上，
我現在 舉2個例子 來 說明，為什么需要 不確定度 。
-
【史辯】
njlyx、csln都說那是明顯的錯誤。你能用此例說明“為什么需要不確定度”，這才是真正的笑話。關于游標卡尺的規格，中國的世界的標準，大體相同，都是：分辨力0.05mm的量程為150mm的卡尺，允差是0.05mm，這是沒有任何問題的。因為測量范圍小，系統誤差僅僅為9μm（主尺制造誤差）。給出的尺的允差是有余量的。
【237……27質疑】
舉個簡單的例子，就拿0.05mm的卡尺來說，
如果現在 用 50mm的 量塊 來測 這把0.05mm的卡尺，結果為 50.05mm 。 結果為合格。 沒問題吧？
【史辯】
測量50mm量塊，按卡尺允許絕對值的范圍（允許誤差）按誤差公式計算：
±（40+0.06L）= ±(40+0.06×150)μm = ±(40+9)μm
=±49μm
讀數與真值（以量塊標稱值代替，代替誤差0.8μ，可略）因為讀數的分格為50μm，不進行估讀，只認讀游標尺與主尺對齊點，此時讀數應為50.00mm.讀成50.00mm,當然合格。即使讀成50.05，也是允許的，判為合格。
其他點，要讀好數，不能亂編數據。要實際做實驗。如果讀數正確不會出現你編的那種數據。
下面是從網上查得的幾張卡尺認讀示意圖，是中學水平的 ，不會認錯。
1 主尺讀數。讀取副尺刻度的0點在主尺刻度的數值。
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2018-12-17 08:09 上傳
2 副尺讀數 主尺刻度和副尺刻度成一條直線處。
圖在開頭
3
圖在開頭
這把游標卡尺的讀數為36.35mm。
【237……27】
那現在卡尺 用 49.99mm的量塊來測 同樣的這把0.05mm的卡尺，結果還是 為 50.05mm, 結果顯而易見 ， 不合格。
【史辯】
如果是正常的、合格的卡尺，讀數50.00mm是正確的，誤差0.01mm,當然合格。讀數49.05，誤差-0.04mm也可能，仍判為合格。但正常卡尺，不可能讀成50.05.游標卡尺的物理機制原理不允許。
【327……27】
再用 49.96mm的量塊 來測 同樣的這把0.05mm的卡尺 ，結果 可能為 50.05mm ,也有可能50.00mm, 為什么？
怎么辦？ 到底是 合格還是不合格？
-
【史辯】
用這把尺量49.96的量塊，合格的卡尺，讀數為49.95，誤差為-0.10mm,也可能讀成50.00mm，誤差為+0.04mm,當然合格。不可能讀成50.05，（誤差為0.09mm）.有人不會讀卡尺讀數，那就沒資格討論卡尺誤差問題。
歐洲的樣板評定，給出的實驗結果是：
本評定的最后結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、國際標準都規定，此類卡尺的允許誤差是±0.05mm。可見，這種不確定度的評定，是不符合實際的，是胡編。
【……27】
為什么用同樣 精度的量塊 來測 ，會出現3種不同的情況？按理說，量塊的誤差肯定比卡尺的小的多，為什么測量結果會不一樣啊？
我有點慌。
【史評】
你的水平不至于這么低。我認識的只有小學文化的老工人，卡尺都讀得很正確。你是被不確定度的說教騙得暈頭轉向了，慌什么，知道不確定度體系害人，就心理正常了。
【327……27】
反之， 再舉個例子 ，用 0.05mm的卡尺來測 50mm量塊，偏差為 1μm （假定）得結果 50.00mm； 再用 0.05mm的卡尺來測50mm量塊，偏差為 0.1μm （假定）結果還是50.00mm；最后用 0.05mm的卡尺來測 國際基準50mm，不確定度為0.0001納米（假定）結果還是50.00mm 。 得出結論， 該卡尺的精度 為 國際基準 級別，為什么 ？因為該卡尺與 國際基準 測量結果 一致。誤差為0mm
這下，我完全慌了。
怎么辦，，。，。。。。。
【史辯】
誤差理論講的允差，指的是誤差絕對值的最大可能值。至于個別卡尺誤差很小，那又何妨？各個卡尺（例如取100把卡尺測量同一個量塊），誤差呈正態分布，小誤差的卡尺比例大，有些誤差幾乎為零，正是正常現象。高斯在二百年前就給出了這種情況的概率的計算法。在本欄目我已介紹幾次。請注意：經典的誤差理論（以高斯、貝塞爾為代表）是正確的，已被近代的工業的成功所證實。但都是常量測量。現代測量出現大量隨機量，那就要有新理論。美國人阿侖，在1966年提出“阿侖方差”1971年被推薦。我于1980年在計量學會會議（杭州）對其提出置疑，由于錯用貝塞爾公式，多出一個根號2，使其物理意義費解 。但總比不確定度好。不確定度對隨機分散性的表達，除以根號N，對測頻來說，即把性能夸張10倍（測短穩要求測量100次）。是極其嚴重的錯誤。
本人提出的《史法測量計量學》，實現了概念的法則化和理論的公式化，是嚴格、簡單、方便于應用的。你要批駁老史，當然可以，但要自己先把學術問題搞清楚。否則就不值得別人去討論了。
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下面是我幾年前些的文章，本網發表過。復印如下，供比較參考。
游標卡尺不確定度評定置疑
——計量中不確定度評定的弊病(2)
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說明：本文所引材料，出自《校準領域測量不確定度評估指南》，提出者是中國合格性評定國家認可委員會。既是“指南”，那就有規定的色彩。鑒于提出者（實際是引用者）中國合格性國家認可委員會的崇高地位，有些話說得重些。一是表明學術觀點，同時也是向國家權威部門提意見與申述，也可以叫“告狀”，國家如此莊然、權威的機構，必須對自己的文件的正誤負責、對在全國的實際計量工作的作用負責。
（一）不確定度評定實例 游標卡尺
中國合格性評定國家認可委員會 編譯《校準領域測量不確定度評估指南》（CNAS-GL09:2008）p42；倪育才：《實用不確定度評定》p150）實例 游標卡尺的校準（根據歐洲認可合作組織提供的實例改寫）
CNAS-GL09:2008）p42（倪書《實用不確定度評定》p150）摘抄
一、測量原理
用一級鋼量塊作為工作標準校準游標卡尺。主尺的測量范圍為150mm,主尺的分度間隔為1mm，游標的分度間隔為1/20mm,故讀數分辨力是0.005mm.
用標稱長度在（0.5--150）內不同長度的量塊作為參考標準來校準卡尺的不同測量點，例如0mm,50mm,和150mm.但所選量塊長度應使它們分別對應于不同的游標刻度，例如0.0mm,0.3mm,0.6mm和0.9mm。
本實例對用于外徑測量的游標卡尺校準進行測量不確定度評定。校準點位150mm。-
二、數學模型
卡尺的示值誤差Ex可表示為：
Ex=Lix-Ls+δLix+δLM+溫度項
式中：
Lix——卡尺的示值
Ls——量塊的長度
δLis——卡尺有限分辨力對測量結果的影響
δLM——機械效應，如測量力、阿貝誤差、量爪測量面的平面度和平行度誤差等對測量結果的影響
-
三、輸入量標準不確定度的評定和不確定度分量
（1）測量Lix
進行了若干次重復測量，未發現測量結果有任何發散，故讀數并不引入任何有意義的不確定度分量。對于150mm量塊的測量結果為150.10mm.于是其示值誤差Ex以及讀數引入的標準不確定度為
Ex=150.10mm-150mm=0.10mm
u(Lix)=0
對應的不確定度分量-
u1(Ex)=0
（2）工作標準Ls
作為工作的量塊長度及其擴展不確定度由校準證書給出。由于在計算中使用量塊的標稱長度而不是實際長度，并且量塊的校準證書符合一級量塊的要求，故其中心長度的偏差應在±0.8μm范圍內，并假定其滿足矩形分布。于是其標準不確定度為：
u(Ls)=0.8μm / (√3)=0.462μm
靈敏度系數為1，故對應的不確定度分量為
u2(Ex)=0.642μm
（3）溫度差（分析略）
u3(Ex)=1.99μm
（4）卡尺分辨力δLix
卡尺刻度間隔為50μm,故可以假設分辨力對測量結果的影響應滿足誤差限為±25μm的矩形分布，靈敏度系數為1，于是對應的不確定度分量為
u4(Ex)=25μm / (√3) = 14.4μm
（5）機械效應δLM
機械效應包括：測力的影響、阿貝誤差 以及動尺與尺身的相互作用等，此外還有量爪測量面的平面度、平行度以及測量面相對于尺身的垂直度等。估計這些影響合計最大為±50μm并假定滿足矩形分布。由于靈敏系數為1，于是對應的不確定度分量為
u5(Ex)=50μm / (√3) = 28.9μm
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合成標準不確定度
uc(Ex)=√(0.462^2+1.99^2+14.4^2+28.9^2)=32.4μm
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擴展不確定度
由于最后的合成分布不是正態分布，而是上、下底之比為β=0.33的梯形分布，而梯形分布的包含因子k95=1.83,于是
U95(Ex)=1.83 × 32.4μm = 0.06mm
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CNAS(原文)：結果報告
在150mm測量點，卡尺的示值誤差是 Ex=(0.10±0.06)mm
（二）史錦順對此評定的評論
這個評定樣板，是歐洲合格性合作組織給出的，又經中國國家合格性認可委員會的推薦為“指南”，因此，權威性很高。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。一切憑實測數據說話。計量是保證測量準確的社會行為，計量權威的基礎，是實驗事實、是測量結果。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。
2 離奇的結果
本評定的最后結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定，此類卡尺的允許誤差是±0.05mm。
卡尺國標與卡尺檢定規程，都規定量程150毫米、分辨力0.05毫米的卡尺，最大允許誤差是0.05毫米。而此例的評定結果卻是示值誤差最大可能為0.16毫米。竟相差3倍多。是產品真的不好，還是評定方法不對？我看是：1 瞎編數據；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0.05，二者之差已是負值，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，都是沒有根據的廢話。計量工作，居然編造數據，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構的不完善，這些產生誤差的因素的作用，必定表現在測量結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于它們引入的系統誤差上與隨機誤差上。如果不體現在測量結果上，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，一切憑數據說話；不確定度評定是評估，是脫離實際、否定個性的作法，能實際測量而不測量，卻去空口搞估計，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，對誤差的測量結果，由被檢測量儀器與計量標準共同構成。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。(有些行業取q為1/3，隨著技術的發展，該減小此值。)
測量儀器與計量標準兩項共同構成測量結果，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誤差，而表達在合格性判別的公式中，參見上文判別式（4）。
│Δ│max≤MEPV-R(N) 上文（4）
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，即上文判別式（3）的U95中，這就完全放錯了位置。
│Δ│max≤MEPV-U95 上文（3）
測量儀器的分辨力、機械效應，客觀上已實際體現于左邊的│Δ│max中，有多大，是實測時必當表現出來的（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在MEPV中（這是規格的要求），檢定就是實測性能是否符合規格要求，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，規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，都是不當的。況且作為規范，可以容忍人們隨意去估計大小，這本身就已失去規范的意義。
（三）誤差理論下的卡尺檢定
1 明確卡尺的技術性能指標。查看國標《GB/T 21389-2008》、《通用卡尺檢定規程 JJG 30-2012》此類卡尺的示值誤差允許范圍是0.05毫米，即MEPV=0.05mm。
2 選用標準。檢定卡尺的標準就是量塊。卡尺檢定時的計量誤差，就是量塊的誤差范圍指標值。各等各級量塊的規格，都遠遠滿足卡尺檢定的要求。設量塊的誤差范圍是R(N)，要求R(N) ≤MEPV/4.
3 按卡尺檢定規程《JJG 30-2012》執行。
用卡尺測量量塊，在六個點上，測得的卡尺示值與量塊的標稱值的最大示值差為 │Δ│max，只要：
│Δ│max≤MEPV-R(N)
判卡尺合格；否則不合格。
2012年的這個規程《JJG 30-2012》，注意這是在推行不確定度論19年之后，竟沒受不確定度論的影響，還是按誤差理論的慣例辦事，好得很！
老史寫文章置疑不確定度評定；檢定規程《JJG 30-2012》用行動抵制不確定度評定。好！異曲同工；編者們比老史的貢獻大的多。謝謝敢于實事求是、堅持真理的編者們，也順便向批準此項檢定規程的國家質檢總局致敬。
CNAS所推薦的權威不確定度評定的“游標卡尺的校準”是個錯誤的評定，名曰“實例”，實則虛構。要害是評定方法錯誤，不可實際應用。誰用誰上當。
這個評定樣板說明：計量中的不確定度評定，是畫蛇添足，毫無意義。本來簡單、規范、明確的計量檢定工作，被弄得很復雜、錯誤。排除不確定度評定的干擾！
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閩公網安備 35020602000072號
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