比对测试重复性问题

比如：被校准仪器为电压表A, 标准器为更高级的电压表B。校准方案是电压表A，电压表B和电源串联，测试点为10V时，使用电源输出10V电压，分别读数电压表A和B的电压值UA和UB，用UA-UB做为测量结果，与被校准电压表的电压MPEV比较，判断是否合格。这应该是一个最普通的比对测试流程。
问题是，为了评定这种测量的不确定度，我进行了10次测试，分别读数，电压表A读数为UA1,UA2~UA10，电压表B读数为UB1，UB2~UB10。请问我在评定不确定度中重复性分量时：
1.分别求出UA1-UB1，UA2-UB2  ~UA10-UB10，求出10次的差值，然后求这10个差值的平均值和标准差。然后求重复性分量。
2.求UA1,UA2~UA10的平均值和标准差，求出一个重复性分量a，再求UB1，UB2~UB10的平均值和标准差，求出个重复性分量b，然后方和根？

我认为是按照1来算比较合理，而按照2来算，重复性分量会更大一些，更保守一些。求指导，谢谢！

吴下阿蒙 发表于 2017-3-10 14:02
是我说错了，如图，两电压表实际是并联的关系。由于被检电压表是安装在电源内部的，故直接接线只是将标准 ...

看来还是"常规"接法，三者是并联的。

您这个问题似乎在别的主题贴中讨论过吧？…您若是关注以内置电压表指示输出的电源装置的(输出电压)性能，与单纯关注那个内置电压表的性能，关注点应该是不一样的。……前者要包含"电源"本身的波动，后者应尽量剔除此"波动"的影响。……至于您所说1.与2.的"重复性"计算方法，如果如实考虑"相关系数"，结果应该是差不多的！(本人前面回帖所言不太确切。如果按"不相关"取"方和根"合成，结果才会受电源"波动"的"影响"。)

"串联"?  "并联"？

“2.”受“电源波动”的影响较大，如此“保守”可能不宜？

njlyx 发表于 2017-3-9 14:15
"串联"?  "并联"？

“2.”受“电源波动”的影响较大，如此“保守”可能不宜？ ...

串联测电压的。您的意思是，1中求差值，可以消除电源波动的影响，而2中则保留了电源波动影响。

还有个问题：如果被测电压表在电源内呢？像很多电源可以显示电压值，其实就是内部自己有个电压表测试电源的输出电压并显示。那么这个情况呢？需要考虑电源波动嘛？

吴下阿蒙 发表于 2017-3-9 14:35
串联测电压的。您的意思是，1中求差值，可以消除电源波动的影响，而2中则保留了电源波动影响。

还有个问 ...

"串联"是个什么接法，可否发图见识一下？

对于电源内含电压表的情况，"被校对象"究竟是"表"？还是"电源"？

个人不才，一方面我认为与电源串联，是没有必要的，例如建立直流电压表检定标准时使用标准器5522A，被检设备为8846A，比对设备为8508A，没有必要考虑到电压波动，5522A的稳定性很高。如果是使用稳定性不高的标准源检测精度高的电压表，这也是不合理的。所以我推测为低精度的源检测低精度的表，采用串联，消除源电压波动，采用了这种方式个人觉得应该使用相差作为不确定度的分量来做不确定度。

应该是并联吧？两种方法我认为应该这样，优先选择方法1，然后进行能力验证，通过说明选1可靠性没问题，如果不行，再尝试方案2.

njlyx 发表于 2017-3-9 18:08
"串联"是个什么接法，可否发图见识一下？

对于电源内含电压表的情况，"被校对象"究竟是"表"？还是"电源" ...

是我说错了，如图，两电压表实际是并联的关系。由于被检电压表是安装在电源内部的，故直接接线只是将标准表和电源串接，结果说错了，抱歉。。

电源为了显示实际输出电压内部会安装一个电压表（即附件JJG(航天）+6-1999直流电源检定规程中提到到电压表指示器）。这里牵涉几个电压值，以10V为例。
首先，我们为电源设定10V，这个10V称为设定值或者标称值，我们希望电源输出的电压值。
其次：电源实际输出的一个电压值U，这是实际输出值，可以称为真值，但我们并不知道。
再次，电源内部的电压表，即题中的被检电压表对实际输出值进行测试得UA，并显示在电源的显示器上，我们一般称为回读值readback。
最后，我们为了对电源进行测试，外接一个标准电压表，测试值为UB，我们可以认为这就是约定真值，约为实际输出电压U。

我们这里有两个指标：
1. UB-10V的差值，即我们希望输出10V，结果输出了电压值UB，这之间有一个管控线MPEV（set）。此差值合格表示电源输出电压是合格的。
2. UB-UA 的差值，即实际输出了电压值UB，结果电源显示器上显示了UA，这之间也有一个管控线MPEV(readback）。此差值合格表示电源电压显示合格。而我现在的问题即这个。测量结果就是UB-UA的差，那么这个测量结果的不确定度中重复性需要按哪种方案评定？谢谢！

mxs623 发表于 2017-3-10 11:12
个人不才，一方面我认为与电源串联，是没有必要的，例如建立直流电压表检定标准时使用标准器5522A，被检设 ...

可能我表述的不好，这里的测量方案已经确定，希望探讨此测量方案下的不确定度的评定。即默认电源存在重复性波动（此波动满足规程要求，或者说由于您提到的5522A稳定性太好，万用表显示值可能动都不动，题中两者计算不确定度的方案结果没明显差异，但就算如此，也需确认使用哪种方案为宜吧？），而是否需要消除？被检电压表在外我同意您的观点，消除电源波动。被检表为内部电源显示器的话呢？是否要确定测量结果的实际含义?

njlyx 发表于 2017-3-10 14:37
看来还是"常规"接法，三者是并联的。

您这个问题似乎在别的主题贴中讨论过吧？…您若是关注以内置电压表 ...

您的意思的，在2中合成时，由于两组分量存在相关性，需要进行相关系数的求解。。。豁然开朗，我评定过两组数据的相关系数，大致约为1，那么按照公式，这样的话1和2确实是基本相等的。。我说为什么按方案2,逐步评定方案是合理的，评定结果差那么多呢。。。原来是漏了相关性。。非常感谢。。

测量结果=UB-UA
   
UB是万用表测量值，包括重复性分量b，万用表MPEV,万用表分辨力，
UA是电源内电压表显示值，报告重复性分量a，电源显示值分辨力。

吴下阿蒙 发表于 2017-3-10 14:02
是我说错了，如图，两电压表实际是并联的关系。由于被检电压表是安装在电源内部的，故直接接线只是将标准 ...

　　根据你7楼的描述，在计量学中称“10V”为“标称值”、“名义值”、“公称值”，仅仅是一个电压值的“名称”或“符号”。
　　被检电压表对这个“标称值”进行检测，赋予其量值为UA，UA－10V得到的差是被检表偏离标称值的差，简称为被检表的“偏差”。
　　同理计量标准（标准电压表）对“标称值”检测，赋予标称值另一个值UB，得到标准表的“偏差”UB－10V。
　　两个偏差相减可得到被检表相对于标准表的示值误差：示值误差（测量结果）Δ=UB-UA，这就是7楼电压表示值误差检定示意图展示的检定方法的“测量模型”。显然标称值10V在测量模型中已没有了身影，标称值不是测量模型中的输入量，在不确定度评定中也就失去作用，其唯一价值仅仅表述是在评定哪一个受检点的不确定度。
　　从示意图中可知，标称值来自于“稳压电源”，那么稳压电源计量特性给被检表电压示值误差测量方法引入的不确定度分量也就仅仅取决于稳压电源的稳定性，与稳压电源的“示值误差”或“显示值”大小无关。
　　根据测量模型可知，被检表示值误差检定方法的不确定度取决于两个输入量UA、UB的特性。来自UB的不确定度分量是标准表的示值误差允许值MPEV，其重复性和分辨力与示值允差相比是小头。可以忽略不计。来自UA的不确定度分量是被检表的重复性或分度值/分辨力（取大舍小），而不是“电源内电压表显示值”（电源不是被测对象，被测对象是电压表），也不是被检表的示值允差（示值允差是输出量不是输入量）。

规矩湾锦苑 发表于 2017-3-11 20:25
　　根据你7楼的描述，在计量学中称“10V”为“标称值”、“名义值”、“公称值”，仅仅是一个电压值的“ ...

来自UB的不确定度分量是标准表的示值误差允许值MPEV，其重复性和分辨力与示值允差相比是小头。可以忽略不计 ,没有实际数据是不能下此定论的。这个重复性分量是很大的（由于电源实际输出电压的波动造成了标准表的读值UB也会有很大的重复性波动）。

最后的所有分量我和您确认的是相同的。主要区别就是在合成时出现了错误，根据楼上前辈的提点，发现UB的重复性和UA的重复性存在很大的相关性，按照我主楼2中的方法的话，是不能进行方和根合成的，而需要考虑相关系数。这么计算的结果和和1基本吻合。

吴下阿蒙 发表于 2017-3-13 09:22
来自UB的不确定度分量是标准表的示值误差允许值MPEV，其重复性和分辨力与示值允差相比是小头。可以忽略不 ...

　　你说UB的重复性和UA的重复性存在很大的相关性，我很赞成，这是无可非议的。
　　问题是B是被校仪器A的计量标准，B的重复性比A的重复性要小得多，否则B也就不能作为A的计量标准了，这是其一。其二对于计量标准B而言，其重复性一定会小于其示值允差，否则则其示值误差永远不可能合格。
　　所以在分析计量标准B给被校仪器A的示值误差引入的不确定度分量时，其示值允差引入的不确定度分量是重中之重，重复性引入的不确定度分量可以忽略不计。在分析被校仪器A的读数给其示值误差引入的分量时，不能考虑其示值允差，示值允差是输出量，不是输入量，不能考虑其示值允差给其示值误差引入的不确定度分量，而应该考虑被校仪器的重复性或分度值/分辨率引入的分量，并取大舍小。
　　综上所述，UB中的重复性分量和UA中的重复性分量尽管存在很大相关性，但UB中因重复性引入分量的可忽略不计，UB与UA的相关性也就非常微弱，评定中也就不需要考虑相关系数了。

规矩湾锦苑 发表于 2017-3-13 12:49
　　你说UB的重复性和UA的重复性存在很大的相关性，我很赞成，这是无可非议的。
　　问题是B是被校仪器A ...

没有实际数据是不能下此定论的。这个重复性分量是很大的（由于电源实际输出电压的波动造成了标准表的读值UB也会有很大的重复性波动）。UB的重复性的原因并不是由计量标准本身造成的而且，UA和UB有着很大相关性，也是这个原因，因为两者的重复性原因的主要影响都是电源实际输出电压的波动造成的。
您没有理解各个分量的含义，推断UB重复性分量忽略不计是错误的。我们和前面所以朋友讨论的都是这个电源波动问题。在没有njlyx前辈指出交叉系数合成前，我希望采用方案1来合成的目的，也是为了消除电源波动的影响。

吴下阿蒙 发表于 2017-3-13 13:46
没有实际数据是不能下此定论的。这个重复性分量是很大的（由于电源实际输出电压的波动造成了标准表的读 ...

　　你在10楼给出的测量模型是：示值误差“测量结果=UB-UA，UB是万用表测量值”，万用表是你使用的计量标准，因此UB只能是万用表B的读数，暂且不论UB有多少分量，但UB的重复性分量却只能是由万用表B的重复性引入。UA的重复性和UB的重复性有着很大相关性，我完全赞成，理由如你所说，但因UB的重复性太小而忽略不计，UA的整体和UB的整体有着很大相关性就说不过去了。
　　你校准电压表时使用的稳压电源是校准活动的计量标准装置组成部分之一，如果真的如你所说“这个电源波动”大到相对于被校仪器的电压变动量不可忽略的程度，这个稳压电源也就不能用于这种电压表的校准活动了，这种稳压电源作为校准电压表的计量标准主要辅助设备也就属于选型错误，计量标准考核就不能获得通过。

规矩湾锦苑 发表于 2017-3-13 14:36
　　你在10楼给出的测量模型是：示值误差“测量结果=UB-UA，UB是万用表测量值”，万用表是你使用的计量标 ...

你校准电压表时使用的稳压电源是校准活动的计量标准装置组成部分之一，如果真的如你所说“这个电源波动”大到相对于被校仪器的电压变动量不可忽略的程度，这个稳压电源也就不能用于这种电压表的校准活动了，这种稳压电源作为校准电压表的计量标准主要辅助设备也就属于选型错误，计量标准考核就不能获得通过。

已经明明白白告诉你了，这个指示电压表是稳压电源的组成部分，就是用来指示稳压电源输出电压的，还能说出这样无厘头的话，莫非你还能把表头拆下来单独校准，况且就算你把表头拆下来单独校准有什么意义呢？就这样的见识还好意思去指点别人，还是少说点，少丢点人吧

规矩湾锦苑 发表于 2017-3-13 14:36
　　你在10楼给出的测量模型是：示值误差“测量结果=UB-UA，UB是万用表测量值”，万用表是你使用的计量标 ...

请查阅一下电压表检定规程，其中电源的电压波动只要求达到被检电压表MPEV的几分之一即可，而标准电压表的MPEV一般都是十倍百倍与被检表的（毕竟被检电压表只是需要显示电源的电压，一般也就四位半，五位半。而标准表基本都会选择六位半以上的）。。电源波动是无法直接忽略不计的。
而且您提到的UB的重复性只能由标准表提供非常的不合实际。。。而且一再提到UB忽略不计，难道是把UB做为计量标准本身的重复性？？？这里的UB的重复性是使用标准表测量结果的重复性。计量标准本身的重复性应该是根本就不该考虑的（计量标准的重复性需要用更高级的计量标准才能测得，这个在引入计量标准合格，引入其MPEV的情况下，个人认为根本是无需考虑的）

吴下阿蒙 发表于 2017-3-13 16:10
请查阅一下电压表检定规程，其中电源的电压波动只要求达到被检电压表MPEV的几分之一即可，而标准电压表的 ...

　　你在10楼说的很清楚，“UB是万用表测量值”，是在万用表上读得的量值，或者说是万用表的显示值。此显示值的误差由计量标准装置所决定，来自于构成计量标准的万用表和稳压电源。16楼说稳压电源上有个电压表重复性不好，但无论这个电压表重复性如何差，只要稳压电源本身重复性足够小，即可作为被校仪器的计量标准主要辅助设备使用。这是因为示值误差Δ=UB－UA，显而易见电源上的电压表读数在测量模型中并无作用。因此计量标准读数UB给被检表示值误差测量方法引入的不确定度分量仅取决于万用表的示值允差、重复性和电源的重复性。
　　这影响计量标准装置读数UB的三个参数中，万用表示值允差是大头，万用表重复性含在其示值允差中，根据你引用的4.1和4.2条描述可知电源重复性为整个计量标准装置的示值允差1/2，是微不足道的，因此只要评估万用表示值允差引入的不确定度分量即可。
　　UA是被校仪器的读数，被检表示值误差是输出量不在输入量之列。但被校仪器的重复性、分度值/分辨力可给其示值误差测量方法引入不确定度分量。
　　综上所述，被校仪器示值误差测量方法的不确定度只有两个分量，UB引入的分量和UA引入的分量。计量标准重复性在其示值允差之内，稳压电源重复性相对于万用表的示值允差而言可以忽略，被检表A的重复性会给示值误差引入不确定度不可省略。被检表A的重复性引入的分量与计量标准MPEV引入的分量相关性仅由标准表示值允差和被检表重复性所决定。稳压源重复性与被校仪器重复性是强相关，但稳压源重复性引入的分量在计量标准引入的分量中占比很小，显然UA、UB两个输入量引入的不确定度分量应视为弱相关或不相关。

规矩湾锦苑 发表于 2017-3-13 23:43
　　你在10楼说的很清楚，“UB是万用表测量值”，是在万用表上读得的量值，或者说是万用表的显示值。此显 ...

stop~~~~~~~不讨论了，我的问题已经解决了-。-勿回，谢谢！

OK，不客气，我的建议仅供你参考。你的问题已经解决了，那就很令人欣慰，祝你工作顺利！