测量仪器的不确定度评定的正确理解

各位老师，你们好，在学习计量时，遇到一个头疼的问题，那就是测量仪器的不确定度评定，没搞懂这个概念的真正含义。
1、是指用高一等级的计量标准去校准该测量仪器时产生的不确定度呢？还是
2、用该测量仪器去测量下一等级的计量器具产生的不确定度呢？
例如一般压力表的不确定度评定，是拿精密压力表去校准该压力表产生的不确定度呢，还是用一般压力表去校准下一等级压力表产生的不确定度？

不确定度分 测量结果的不确定度 与 仪器的不确定度 （这个与仪器的等级或MPE类似）.

不存在你所谓的问题 。计量的目的是 你决定的。
你如果用 精密压力表去校准普通压力表，那么得到的结果A，不确定度 为 UA ,那么测得普通压力表A的示值误差的不确定度为UA
现在你用 普通压力表去测管道中的压力，那么得到的结果B，不确定度为UB ，那么测得管道压力B不确定度为UB

实际上是你整个测量过程的不确定度
建议在站内找两份建标报告看看不确定度评定部分

大致是 1、     也许还应考虑适当添加"长期稳定性"影响分量？

【 用 精密压力表去校准普通压力表A，得到普通压力表A的"示值误差"的不确定度为UA】……这个UA大概就是这普通压力表A的"(测量仪器的)测量不确定度"。

237358527 发表于 2019-11-22 07:55
不确定度分 测量结果的不确定度 与 仪器的不确定度 （这个与仪器的等级或MPE类似）.

不存在你所谓的问题  ...

那么仪器的不确定度是不是就是用高等级的计量标准去校准该仪器产生的呢？

陈梅 发表于 2019-11-22 15:42
那么仪器的不确定度是不是就是用高等级的计量标准去校准该仪器产生的呢？ ...

对啊， 当 该设备有好几种设备或好几种参数组成的时候 ， 又或者 无法用等级或MPE 来表示的时候， 一般采用 仪器的不确定度 表示 比较合理 。

你可以看一下 JJG 164-2000                液体流量标准装置
                      JJG 643-2003                标准表法流量标准装置
这些规程都是要求 给出 装置的不确定度  ，而不是等级或MPE，

                           关于不确定度的两种说法都行不通

                                                                                       史锦顺

       楼主提出的问题“测量仪器的不确定度评定的正确理解”，是个没法解答的问题。为什么这样说呢？因为不确定度体系本身是个逻辑混乱、物理意义不清的胡编乱造的大杂烩。用一位网友的话说，就是一堆洋垃圾。“不确定度”本身是个错误概念，怎能有“正确理解”？

       你能在不确定度评定中产生疑问，说明你的思维中有个坎，不三不四的东西进不去。这是鉴别真伪的基础，要珍惜这个素质。别人说什么都要想一想有没有道理。自己想明白了，正确的就接受，就坚持；错误的，就要有勇气反对。想不通，可以放一放，先看一些资料，再深入理解、仔细研究。相反，或迷信，或盲从，就不能提高自己。
       我说这个问题无解，从正反两个方面说明如下。

A 误差理论下的正确作法
       A1 基本概念
       误差元r等于测量值减被测量的真值。
       误差范围R是误差元的绝对值的一定概率（99%）意义上的最大可能值。
       仪器的误差范围指标值R_仪/指标，以下简称仪器指标值，是一种型号的测量仪器性能水平的标志。仪器指标值就是准确度，有时称准确度等级，又称最大允许误差（MPEV）,国家计量院称极限误差。
       仪器指标值贯穿于研制、计量、应用测量三大领域。制造厂给出仪器指标值，计量是检验公证指标值，而测量者是应用此指标值，作为测量结果中的误差范围。

       A2 制造厂给出仪器指标值
       测量仪器研制的基础是特定物理机制的物理公式。由物理公式写出计值公式，计值公式与物理公式的差，就是测量的误差元。误差元的最大可能值就是误差范围。误差元还必须计及长稳、环境等因素（如温度）的影响。还要计及示值的随机波动，最常见的是电子噪音的作用。测量仪器研制场合，一定要有计量标准，计量标准的值，代表真值，是相对真值，以此来验证误差分析的正确性。可以用计量标准测定仪器的基本误差，却不能确定整个误差范围，因为必须计及长稳与环境因素的作用。
       请注意：用上一级标准来定度标准或测量仪器，是极少数的特例。其特殊要求是，被赋值的量具，已知其极稳定，又没有电子噪音。我知道的仅有按“等”应用的量块，这是极少的特例。一般仪器，都不行。

       A3 计量是检验、公证仪器的性能指标。       计量仅是抽样检查，通常无法测量长稳（要测量15天），不进行检验温度等效应的“拉偏实验”，计量没有给测量仪器赋值的任务，通常也不可能。计量者要明确自己的责任。是验证仪器指标，不是给出仪器指标。

       A4  测量场合是应用仪器的指标值
       测量仪器的指标，由生产部门给出，由计量部门公证。测量者要相信这些。直接应用这些指标值就是了，再评定，就是画蛇添足。没有计量标准，乱评一气，必出错。


B 不确定度体系的错误
       B1 基本概念错误
       不确定度一会说是“分散性”，一会又说准确性（包含区间的半宽），一会又说是可信性。“不确定度”定义跳槽，违反逻辑学的同一性法则。任何一个概念都必须内涵明晰、外延确定。物理学要求概念清楚。不确定度的本质就是“不确定”，一个不确定的概念，没有意义，无法应用。不分对错的乱用，是糊里糊涂地犯错误；犯错误还自以为是，令人无语。对个人，不理也罢；但对国家标准、国家计量规范盲目推行不确定度的错误，则不能漠视。当今的计量界，有些规程要求评定不确定度，也确实有许多人在评定不确定度。轰轰烈烈，排场很大，但不过是个令人眼晕目眩的大气泡，一经被人点破那层薄皮，必然烟消云散，一场空。

       B2  第一条行不通
       不确定度体系是作为误差理论的对立物而产生的。不确定度体系的根本信条是“真值不可知，误差不可求，可以评定不确定度”。这是测量样缪，是个伪命题。物理公式中的值，都是真值。说真值不可知，等于否定一切物理公式。显然是绝对错误的。

       楼主讲的第一点，是说用上级标准来确定测量仪器的不确定度。这是不行的。如njlyx先生所出的，这样必然缺长稳一项。我这里再补充一下：1 缺长稳；2缺环境因素（主要是温度）影响：3 仪器性能指标必须用单值的西格玛，而A类不确定度是西格玛除以根号N,严重夸张仪器的精密度。

       B3  计量不能给出仪器性能指标
       不确定度体系规定，仪器的不确定度由计量给出。这是错误的。计量没有那个本事（不测长稳、不做拉偏实验）。

       B4  测量场合的不确定度评定，多余
       用仪器测量被测量，测量的误差范围就是仪器的误差范围的指标值。直接测量，不该再评定，没有标准，评定不了。


       B5 第二种做法的弊端
       如果用高档测量仪器甲，测量低档测量仪器乙，可以把甲视为标准，乙是被检对象。甲乙同时测量某一常量，甲乙示值之差的最大可能值的绝对值是乙的误差范围（乙的误差范围指标比甲大10倍，甲的误差可略）。

       楼主所指的第二种评定，按不确定度评定的常规，要加进被检对象的性能，这样，诚如叶德培先生指出的，万分之一水平的甲，就有可能算成百分之一了。这是严重的错误。


结论
       楼主所说的两条，都是错误的。这表明一个明显的事实：不确定度体系是错误的，处处碰壁。

-

大师水平就是高，牛

呵呵，某大师又在鼓吹 不确定度错误论 了 。

可惜，无论是国际上还是国内，主流就是 不确定度 。

看来 大师要 继续努力 实现 他的梦想

用该测量仪器去测量下一等级的计量器具产生的不确定度

针对你这个问题，不确定度是测量结果的一部分，一般是测量标准（测量系统）的不确定度。

楼主的两种说法都有道理，都是对的

仪器计量校准后加修正值使用，短时间内，计量校准时测量结果不确定度就是仪器的不确定度，距校准时间长了考虑仪器的漂移或稳定度就是了，必要时考虑环境条件等应变条件引入的不确定度

若不加修正使用，仪器的不确定度就是楼主说的第二种情况

王夔 发表于 2019-11-25 11:03
用该测量仪器去测量下一等级的计量器具产生的不确定度

您这个“产生”与楼主第2中的“产生”是同样的含义吗？  

楼主所说的“1”，大概是“获得”（“评定”）【仪器的测量不确定度】的方法(之一)...........对应“仪器的测量不确定度”定义的注1；

楼主所说的“2”，应该是在“使用”【仪器的测量不确定度】——作为“测量结果”的“测量不确定度”分量之一。...........对应“仪器的测量不确定度”定义的注2。

举个简单的例子

为简化问题，不考虑稳定性及其他应变条件的分量

一标称1%的电压表在1V点校准得到示值误差为0.4%，校准时测量不确定度为0.1%

用这个电压表测量1V左右电压，若按校准结果修正测量结果，电压表仪器的不确定度是0.1%，这个不确定度是由校准得到的，使用电压表时，这个量是已知的，用B类评定方法评定

同样用这个电压表测量1V左右电压，不按校准结果修正测量结果，电压表仪器的不确定度是1%，这个不确定度也是由校准得到的（校准证实仪器测量性能符合其技术指标要求，标称条件下可以放心按技术指标使用），电压表使用时，这个量也是已知的，也是用B类评定方法评定

　　第一，JJF1001对不确定度的定义是，测量不确定度简称不确定度，放在第5大类术语，属于与“测量结果”及其特性有关的术语，条款号是5.18，因此不确定度不是测量设备的计量特性，测量设备没有不确定度的特性，所谓“测量设备的不确定度”仅仅是使用测量设备测量时，测量设备的计量特性给测量结果或产生测量结果的测量过程引入了不确定度一个分量，这个分量是测量结果或测量过程的不确定度特性的一部分，人们为了称呼的简，便简称它为“测量设备的不确定度”，例如测量仪器的不确定度，计量标准的不确定度等等。
　　第二，测量不确定度和测量误差都是评判测量结果品质高低的一个参数。我们常说要“确保测量结果的准确可靠”，测量误差就是评判测量结果准确性高低的参数，而测量不确定度则是评判测量结果可靠性（又称可信性）的参数。两者之间有一定的关系和方法上的相似性，但本质上却大相径庭，千万不能将两者混淆不清甚至混为一谈划等号。
　　第三，凡是测量就会有测量结果，这个测量结果就必有测量不确定度。用“计量标准”测量“测量仪器”称为“检定”或“校准”，用“测量仪器”测量“产品”的参数称为检验或检测。检定、校准、检测、检验、试验等等都属于“测量”的一种，共同的特点都产生“测量结果”，只不过用计量标准测量测量仪器的测量结果常被称为检定结果或校准结果，因此检定和校准的结果也像其他测量活动的结果一样，都具有测量不确定度的特性。
　　第四，无论什么测量过程产生的测量结果，其不确定度评定方法都是相同的，要么用B类评定方法，要么用A类评定方法。不同的测量，有不同的测量模型，不同测量模型有不同的输出量（待测的量）和输入量（与输出量有特定函数关系的实际测量的量）。不确定度评定的对象是输出量不是输入量，但采取的战略战术是对输入量各个击破，逐一评估输入量给输出量引入的标准不确定度，加以合成后计算出输出量的合成标准不确定度，再进一步评估出输出量的扩展不确定度。
　　第五，用高一等级的计量标准去校准测量仪器，被校仪器的示值误差是输出量，高一等级的计量标准给出值是输入量。用被校准的测量仪器测量下一等级的计量器具，下一等级的计量器具示值误差是输入量，所使用的“被校准的测量仪器”的给出值是输入量。如果用被校准的测量设备去检验产品，或对工艺过程的某个参数进行监控，那么产品的这个参数值或工艺过程的监控值就是输出量，所用测量设备的输出值就是输入量。把这个关系弄清楚了，搞清楚哪个是输出量，输入量是哪些，不确定度评定就不会出颠覆性的错误。

陈梅 发表于 2019-11-22 15:42
那么仪器的不确定度是不是就是用高等级的计量标准去校准该仪器产生的呢？ ...

您提出的问题，个人认为应该辩证的看，看你站在哪个角度去理解。某台仪器的不确定度，站在仪器使用者的角度看，那就是该仪器“复现量值的不确定度”，只能通过对该仪器的校准得到。如果站在上级校准机构的角度看，该仪器“复现量值的不确定度”实际上就是该校准机构的“校准结果的不确定度”。我们可以从JJF1001－2011《通用计量术语及定义》第7.24条“仪器的测量不确定度”定义去理解：

注：定义的注2意思翻译有误，英文原意为“仪器的不确定度通常用于测量不确定度的B类评定”(见下图)。

对于本级测量而言，如果“仪器(机)的不确定度分量”，与人、法、环三因素引入的不确定度分量合成，便得到本级“测量过程的不确定度”(与本级测量的被测对象无关)，如果再与被测对象(料)引入的不确定度分量合成，便得到本级“测量结果的不确定度”(因本级被测对象的不同而异)。

难点是不确定度，必须掌握的也是不确定度，校准结果必须给出不确定度，难学难用难理解。通常就是套公式，不管是怎么来的，这样做就是了。反正不确定度B类评定的很多来源也是估计值，与测量无关。象灵敏系数，相关系数，自由度等，真不是一般的难，为了学习把曾经学过没学会的高数拿出来重学，有时想，要是当年有这个学习劲头，清华北大咱可以随便考。