测量仪器修正使用，仪器的测量不确定度是什么？

现在一个普遍的说法，测量仪器利用校准结果进行修正使用，测得值的不确定度就是校准得到的修正值的测量不确定度。

对于实物量具，这是对的。

对于非实物量具，这是错误的。

原因如下：

校准结果可能是这样的：



补充内容 (2023-2-21 08:48):
感谢140#广州小法 提供的证书实例，在174#提供了进一步的说明

大家希望修正后的情况是这样的：

实际上，修正后的情况是这样的：
因为修正值也是测不准的。修正后系统误差为零是不可能的。

这对于有些测量设备是有用的。例如使用1年后的测长仪，示值误差超过最大允许误差

经过校准，发现误差很大，经过修正，误差变小，再次校准，考虑测量不确定度后，示值误差优于最大允许误差。
这时，在测得值的不确定度评定中，仪器引入的测量不确定度应使用MPE，而不是”校准结果的测量不确定度“U"
MPE作为仪器引入的测量不确定度分量，当然要经过转化后使用。

您这个表述，个人认为是不准确的。

第一，您图中表示的，只是单次测量结果的不确定度，而不是平均值的测量结果的不确定度。

其次，修正都是单向修正，不可能是双向修正(如2楼示图中，有的测量结果向上修正，有的测量结果向下修正)。

第三，“示值误差的不确定度”不是以理想的0误差为中心的，而是以实际误差(误差的平均值)为中心的。它实际上已经涵盖了修正不完善的不确定度。理想的0误差，那是人们约定的常数，不存在不确定度。

修正仅仅是将这组测量结果的所有测得值，向右平移了“修正值”个单位(绿色曲线)，“测量结果的不确定度U”并没有发生改变。

路云 发表于 2022-11-20 00:35
您这个表述，个人认为是不准确的。第一，您图中表示的，只是单次测量结果的不确定度，而不是平均值的测量结 ...

第一，您图中表示的，只是单次测量结果的不确定度，而不是平均值的测量结果的不确定度。

怎么看出来的？图中横轴是示值。每一个点可以是不同示值的平均值。

其次，修正都是单向修正，不可能是双向修正

修正是使系统误差修正为零。系统误差有正有负。

第三，“示值误差的不确定度”不是以理想的0误差为中心的，而是以实际误差(误差的平均值)为中心的。

3楼表达的是这个意思。1楼和3楼图分别表达了您图中的意思。


我讨论中关注的是“量仪”，是非实物量具。

davidow 发表于 2022-11-20 15:02
第一，您图中表示的，只是单次测量结果的不确定度，而不是平均值的测量结果的不确定度。

怎么看出来的？ ...

怎么看出来的？图中横轴是示值。每一个点可以是不同示值的平均值。

讨论问题，无需将问题复杂化，没有必要用不同的被测量值来讨论。只需对一个被测量值的多次测量结果进行讨论分析，讨论修正与不修正的情况在坐标图上的展示足矣。

修正是使系统误差修正为零。系统误差有正有负。

你这么说就没有讨论的意义了，那这与“随机误差”又有什么区别呢？不同的测量点，误差当然有可能会有正负，但各点的绝对不确定度的大小也是不相同的。“系统误差”与“随机误差”的最大区别就是有规律性。对于非实物量具而言，通常都要求呈线性关系，而不是你1楼图中所示的随机状。

3楼表达的是这个意思。1楼和3楼图分别表达了您图中的意思。

你1楼3楼也好，2楼4楼5楼也罢，所有示图间的差异，就是准确度的“示值误差”不同(已修正与未修正)，修正前后的“测量结果的不确定度”大小没有任何变化。

路云 发表于 2022-11-20 15:58
怎么看出来的？图中横轴是示值。每一个点可以是不同示值的平均值。讨论问题，无需将问题复杂化，没有必要 ...

讨论问题，无需将问题复杂化，没有必要用不同的被测量值来讨论。

图示是一台非实物量具的修正概念。由于实物量具的修正使用没有异议，而非实物量具的修正和使用情况与实物量具有差异，特拿来讨论。

系统误差有正有负。
是我没有说清楚吗？对于非实物量具的同一个校准点，其系统误差是一个值，但是可能是正的，也可能是负的。对于一台非实物量具需要校准多个校准点，总体来看，各校准点的系统误差可能有正有负，这并非随机误差。不同校准点之间系统误差的大小和符号，并不是系统的，特别是修正后的残余系统误差，不同点之间的关系是随机的。否者修正是无效的。

修正前后的“测量结果的不确定度”大小没有任何变化。
是的，在一个校准实验室进行校准，修正后进行再校准，其校准结果的测量不确定度是不会变化的。
您在别的回复中一再强调，校准结果的测量不确定度不会随着修正或不修正变化。这一点我是同意的。但是修正或不修正对使用这台（非实物量具）测量仪器进行测量，得到的测量结果的不确定度是会发生影响的。这就是第4楼和第5楼所要表达的含义。

关于示值最大允许误差
同时，这里再解释一下，第1楼的最大允许误差可以认为是出厂指标，由生产商制定。第4、5楼的最大允许误差是测量过程设计的指标，由用户规定。第5楼显示的是修正后满足使用要求，可以使用。如果修正后仍然象第4楼一样，就不能投入预期的应用。

从第5楼可以看出：
1. 如果修正后就以校准结果的测量不确定度作为下一级测量不确定度评定的“测量仪器的测量不确定度”，显然低估了测量仪器的影响。
2. 测量过程设计规定测量仪器的最大允许误差，如果通过校准，确认测量仪器在考虑了测量不确定度后满足设计要求，就可以使用。由于这个最大允许误差是设计时的规定，所以这个测量过程的测量结果，其中的测量不确定度不会重新进行评定，仪器引入的测量不确定度分量由“最大允许误差”转化而来。
3. 如果不是通过测量过程设计规定测量仪器的最大允许误差，通过校准后的示值误差+测量不确定度规定最大允许误差，那么风险在于，下次校准（无论复校周期是多长）就可能出现超差现象。
4. 如果以校准结果的测量不确定度作为下一级测量不确定度评定的“测量仪器的测量不确定度”，除非系统误差完全被修正，如第2楼所示，并且以确定修正值完全相同的方法得到测得值，并且测得值的重复性与校准时完全一样，否则评定的测量不确定度是不成立的。

补充内容 (2022-11-21 19:04):
图示的最大允许误差，可以是生产商发布的，也可以是用户规定的。用户规定的可能比生产商规定的大，也可能小。

楼主过于忧虑了。
1、修正值是对计量标准的测量值进行修正，达到更准确的目的，没有直接影响到不确定度；
2、根据试验规定的仪器最大允许误差，是以合适的计量标准所能达到最劣的不确定度来确定的，而不是认为的提高技术指标。所以只要计量标准符合要求，出现超差的可能性很小。
3、系统误差不可能完全修正，所以评定时应以合理的方式确定，而不是引入了修正值就一定用修正值的不确定度。

请不要物理问题变成一个语文文字游戏

davidow 发表于 2022-11-21 07:33
讨论问题，无需将问题复杂化，没有必要用不同的被测量值来讨论。

图示是一台非实物量具的修正概念。由于 ...

对于非实物量具的同一个校准点，其系统误差是一个值，但是可能是正的，也可能是负的。对于一台非实物量具需要校准多个校准点，总体来看，各校准点的系统误差可能有正有负，这并非随机误差。

这个不用解释，谁都清楚。某一点的系统误差估计值(或修正值)一旦确定，就不可能改变。所以你只需对任意一点的检测数据进行分析表述，其他点都一样。

特别是修正后的残余系统误差，不同点之间的关系是随机的。

所谓“残余系统误差”，实际上就是“综合误差”的“随机误差”部分。它才是真正引起“测量结果不确定度”的来源之一(即以“系统误差估计值”为中心的离散区间半宽度)。

是的，在一个校准实验室进行校准，修正后进行再校准，其校准结果的测量不确定度是不会变化的。

但是修正或不修正对使用这台(非实物量具)测量仪器进行测量，得到的测量结果的不确定度是会发生影响的。这就是第4楼和第5楼所要表达的含义。

这个不仅仅是在校准过程，任何测量过程都是一样的。你只进行了一组测量，不存在修正后进行再校准的说法。用该(非实物量具)测量仪器也一样，用它对某量进行多次测量，得到一组测量结果(修正前)，取其“平均值(修正前)”作为最终测量结果。现在还是对这组测量结果进行修正，得到修正后的测量结果及其“平均值(修正后)”。修正前后的两组“测量结果”(包括修正后的各测得值和平均值)，除了准确度不同，整个测量过程的人、机、料、法、环完全相同。你告诉我，什么因素导致“测量结果的不确定度”发生变化？

同时，这里再解释一下，第1楼的最大允许误差可以认为是出厂指标，由生产商制定。第4、5楼的最大允许误差是测量过程设计的指标，由用户规定。第5楼显示的是修正后满足使用要求，可以使用。如果修正后仍然象第4楼一样，就不能投入预期的应用。

测量过程设计的指标，实际上就是测量设备使用场合，对所使用的测量设备的预期使用的计量要求。通俗地说，就是测量设备的“合格判据”，不是法律法规(检定规程)规定的“法定计量要求”。您说“如果修正后仍然象第4楼一样，就不能投入预期的应用。”那是指“误差”不满足预期使用的计量要求，不是“不确定度”的问题，“不确定度”的大小并没有改变。这种情况你修不修正，“误差”都不满足要求，跟不确定度没关系。是偏移性的“准确度”的问题，不是离散性的“可靠度”问题，后者是不能通过修正的手段来改善的。

这种问题无需再次讨论，也只有论坛蠢货会说出， 仪器不修正使用，评定时依然采用不确定度来计算分量！！！！

理屈词穷无言以对，14楼的蠢猪就识相闭嘴滚远一点吧。不要在这里篡改原义编造谣言胡说八道。我的观点一直都是：当已知仪器不确定度的情况下，无论是否修正测量，都可以直接引用该仪器溯源证书给出的仪器的不确定度，作为下一级测量过程，由该仪器引入的不确定度分量。

感谢楼主分享

感谢楼主分享！这个只是比较高深啊！

路云 发表于 2022-11-25 17:53
理屈词穷无言以对，14楼的蠢猪就识相闭嘴滚远一点吧。不要在这里篡改原义编造谣言胡说八道。我的观点一直都 ...

见

卡尺的分辨力是0.01mm，不确定度可以达到0.007mm吗?
http://www.gfjl.org/forum.php?mo ... 8&fromuid=35018
(出处: 计量论坛)

之 54楼

十年砍柴2022 发表于 2022-12-1 14:37
感谢楼主分享！这个只是比较高深啊！

只是基本概念。但是确实现在有一些不同的理解。这些理解互不相容，必然其中有误。这里讨论的目的是找出正确的理解，避免量传中的错误，最终避免计量造成的经济损失。

davidow 发表于 2022-12-2 08:12
只是基本概念。但是确实现在有一些不同的理解。这些理解互不相容，必然其中有误。这里讨论的目的是找出正 ...

您按照“误差”与“不确定度”的概念，分别在出具的证书/报告中给出，我想没有谁会看不明白，也不可能会造成什么经济损失。相反，您将“误差”与“不确定度”搅合在一起，更容易导致客户一头雾水。

试想，在不确定度未引进我国之前，你把仪器的“实际误差”与“示值变动性”加在一起，以“实际误差+示值变动性”作为最终的“仪器示值变动性”报告给客户行不行？

路云 发表于 2022-12-2 15:47
您按照“误差”与“不确定度”的概念，分别在出具的证书/报告中给出，我想没有谁会看不明白，也不可能会造 ...

非常遗憾，讨论了这么久，您还没有明白我提出的观点。

您说对了一半。

对于实物量具而言，通过校准，给出其量值和测量不确定度，这时候，符合了您所述的，不要将误差和不确定度混在一起。我们评价这个量值的好坏，通过不确定度就可以了。

您没有理解的另一半：

对于非实物量具（量仪），实验室校准仅是校准的第一步。这时候没有量值被测得。我们用量仪对已知量值的计量标准进行测量，看到仪器的示值与已知量值有差异，我们称这个差异为示值误差。示值（或示值误差）不是一个量值，被测的量值不用这台被校准仪器测量就已知了。校准的第一步仅确认一下，被校准的仪器示值误差在最大允许的范围之内。如果超差了，需要修正，修正后，再确认一下，被校准的仪器示值误差恢复到最大允许的范围之内了。

例如，校准千分尺时，用千分尺测量一块20mm的量块，量块的参考值为20.0008mm，千分尺示值为19.999mm。19.999mm不是量块的量值。当认为这把千分尺合格（示值误差在最大允许误差范围内），并根据测量程序设计方案，在特定条件下使用这把千分尺测量工件时，评定得到其测量不确定度为U=0.005mm，k=2（校准的第二步）。通过实际测量活动，得到零件尺寸为18.756mm时，我们认为这个值是零件尺寸的测得值。零件尺寸18.756mm，U=0.005mm，k=2是测量结果。

由于校准的“新”定义至今没有得到大家的接受，我整理出上述解释和示例，供大家参考。如果不理解上述介绍，您会永远在误差和不确定度之间徘徊。

看大神们华山论剑真精彩，长知识！

十年砍柴2022 发表于 2022-12-3 15:22
看大神们华山论剑真精彩，长知识！

谢谢！大家一起讨论，共同学习！

您的支持是最大的鼓励！

davidow 发表于 2022-12-3 15:19
非常遗憾，讨论了这么久，您还没有明白我提出的观点。

您说对了一半。

您没有理解的另一半：

对于非实物量具（量仪），实验室校准仅是校准的第一步。这时候没有量值被测得。我们用量仪对已知量值的计量标准进行测量，看到仪器的示值与已知量值有差异，我们称这个差异为示值误差。示值（或示值误差）不是一个量值，被测的量值不用这台被校准仪器测量就已知了。校准的第一步仅确认一下，被校准的仪器示值误差在最大允许的范围之内。如果超差了，需要修正，修正后，再确认一下，被校准的仪器示值误差恢复到最大允许的范围之内了。

已知量的量值凭什么说它不是量值？非要对未知量的测量结果才叫“量值”吗？这是哪家的规定呀？难道用国家基准对省级计量标准的校准、省级计量标准对地市级计量标准的校准、地市级计量标准对企事业单位的最高计量标准的校准，企事业单位的最高计量标准对其使用的工作计量标准的校准，校准链上的这么多级校准都不叫“校准”吗？企事业单位用工作计量标准校准工作计量器具还不叫“校准”，非得到用工作计量器具对未知量值的测量后，才叫形成完整的校准吗？这完全就是对“校准”定义的曲解。只有对已知量的测量，才能获得“示值误差”，有了“示值误差”(或“修正值”)，就能够通过“示值”获得最终测量结果的关系了。

关于修正，并不是说超差了才需要修正，不超差就不可以修正。修正操作与超不超差没有任何关系。按照“检定”的理念，超差了就不允许用(不存在修正使用)，不超差(合格)才允许使用。在合格的状态下，可以不修正使用，也可以修正使用。校准的理念就是修正使用，仪器是否超差，没有严格地限定，只要仪器复现量值的不确定度足够小，就能够获得准确、可靠的测量结果。至于最末一级对未知量的测量，可以采用检定的理念做不修正测量，也可以采用校准的理念做修正测量，就看测量者可接受的风险承受能力了。

由于校准的“新”定义至今没有得到大家的接受，我整理出上述解释和示例，供大家参考。如果不理解上述介绍，您会永远在误差和不确定度之间徘徊。

我认为我没有在误差和不确定度之间徘徊，我对误差和不确定度概念与功能的理解非常明确与清晰，从没有将两者搅合混淆在一起讨论。

路云 发表于 2022-12-4 18:16
您没有理解的另一半：对于非实物量具（量仪），实验室校准仅是校准的第一步。这时候没有量值被测得。我们 ...

已知量的量值凭什么说它不是量值？

作为计量标准的实物量具的参考值作为已知值当然是量值，但是它不是由被校准的量仪赋予的。所以被测量仪的示值只是为了确定其示值误差的过渡性中间值，不是被测量仪的值。比如测量范围为0-25mm的外径千分尺，其值是在0-25mm范围内无数点。用它测量参考值20.0008mm的量块，得到示值为19.9999mm，不能说量块的量值变成了19.9999mm。