本帖最后由 史锦顺 于 2014-11-21 19:37 编辑
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规矩湾先生帖中,提到零售大米该如何选用秤的问题。我把此题的讨论复述一下。此题虽然简单,却是对计量工作者的实用知识的一次考验。该讨论还涉及一个重要问题:对称量零售商品来说,不确定度论有没有用,干什么用。
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题目:零售大米500g,国家规定允差是-20g。可用于称量大米的台秤的规格。
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1 说法1
规矩湾锦苑: 要满足1/3原则,测量不确定度U要小于6.6g,台秤允差2g可用。(按此要求法,允差为5g/10g/20g的常用台秤都不能用——史注。)
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2 说法2
史锦顺: 零售粮食,测得值就是决算值,实际值与决算值之差(要求)同测得值与实际值之差相等,因此台秤的误差范围(最大允许误差、准确度)小于等于被测大米允差的绝对值即可。准确度20g的台秤可以用,准确度10g、准确度5g的台秤更可以用。
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3 国家有关规定
国家质量监督检验检疫总局
国家工商行政管理总局
零售商品称重计量监督管理办法
第66号
二〇〇四年八月十日
第三条 零售商品经销者销售商品时,必须使用合格的计量器具,其最大允许误差应当优于或等于所销售商品的负偏差。
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以下是史锦顺论述说法1的帖子。
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讨论:零售大米对秤的要求
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史锦顺
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零售大米题目的控制限非常明确,就是重量的下限-20g,此规定的目的是保护消费者的利益,只有下限而没有上限。至于由于正偏差引入的问题,是卖方能够控制的,就是多给,也是卖主自愿的事,也不违法,没必要控制,如果设置上偏差,反倒是多余的。
用数学的语言表达,本题允许的区间为:
[ -20g, ∞ ) (1)
规矩湾锦苑的控制限区间是
[ -20g, 0 ] (2),
用正确的区间公式(1),没法用所谓1/3原则;而规矩湾用错误的(2)式,推演出的结果,不能不错,因为出发点错了。
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零售粮食,现场称量,测得值当决算值。此时只有两个值:测得值(决算值)M、实际值(真值)Z。国家允差规定,实际值Z减决算值M的限度是-20g。用误差范围(准确度,允差)为20g的中小台秤称重,测得值与实际值之差的绝对值的最大值是20g,这就说明实际值Z可能小些,但不会小于M-20g。因此,用准确度20g的秤就可以。而最通用的准确度10g的秤,更适用。
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如果是袋装大米,就是另一回事。我家中的一袋东北大米,就印有25kg±0.2kg,这是重量偏差的承诺(规格)。零售粮食,交易大米25kg,偏差的允许量是-100g,而袋装大米,要求就放宽了(允许的偏差是-200g),因为要顾及生产线装袋的控制水平。
检查袋装大米的重量是否合格,也要用台秤,但不能像零售那样,用误差范围与允差等值的秤,而必须考虑“允差带”的问题。
25kg袋装大米,有三个值:标称值W(决算值,25kg),测得值M,实际值Z(真值)。
合格的袋装大米,大米的实际值Z,要在区间[24.8kg,25.2kg]中,怎样检查?怎样选秤?这就相当于计量的合格性判别,相当于机加工的尺寸检验。要知道被检的一袋大米的实际重量(真值),必须用台秤称量。而得到的是台秤的示值,就是测得值M,要知道的是实际值Z与标称值W的差,人们只能用测得值M来代替实际值Z与标称值W比较。因而秤的误差越小越好。测量仪器的误差范围与被检袋装大米的允差的绝对值之比,记为q, q越小越好。
q值越小越好,没有所谓1/3原则。1/3这个值是上世纪五十年代,受原苏联的影响而形成的。是技术水平限制下的一种无奈,不该奉为原则。据叶德培先生介绍,国外,q值一般都是取1/4。我国的压力计量已要求为1/4. 影响最广泛的机加工的尺寸检验,q的推荐值是1/5。而技术最先进的时间频率计量,要求q为1/10。各行各业,随着技术水平的提高,都应该逐渐减小q值。提倡1/3,且奉为“原则”,是一种不利于发展的谬说。
具体到检验25kg大米分量的合格性,按国际通用作法,取q为1/4,则选用准确度为50g的中型台秤就可以了。测得M在[24.8kg,25.2kg]区间中,就是合格。
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第三种情况,是生产线上,为达到一定的控制水平,对测量仪器的要求。允差是Z与W之差,而机器识别Z是根据M。把M当成Z是测量的误差,M与标称值W之差是控制能力。总的要求是│Z-W│≤T/2,要把T/2这个指标分配给控制能力与测量仪器误差。如果分给控制能力的是1/3,而仪器误差占2/3,则有
│M-Z│=2/3│Z-W│≤2/3×T/2
R(仪) ≤T/3 (3)
可见按(3)式要求测量仪器,是有控制能力的生产线,一种可行的允差分配方案,不是什么原则。而且q值必须是同比,即全宽比全宽,半宽比半宽。(3)式的比例系数,不是计量界通常说的q值。用计量界的通用语言,生产线对仪器的要求,q值是1/1.5.这也说明,根本就没有1/3原则。
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综上,不同情况的q值上限(越小越好)的选取
1 零售(按测得值决算) q可取1
2 包装商品(按标称值决算,类似合格性判别如仪器计量、产品检验等) q可取1/3,1/4,1/5, 1/10
3 可控生产线, q可取1/1.5;而取1/2、1/3、1/5则更好,可减轻对控制能力的压力。
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附录 规矩湾锦苑的解法
1.概述
1.1被测参数的要求:被测对象大米500g,国家规定最大负误差20g。
1.2所用测量设备:台秤,测量范围上限5kg,假设允差2g。
1.3环境条件:室内自然环境
1.4测量方法:直接将大米放在台秤上读取台秤的读数值即为被测大米重量。
2.测量模型:M=m。式中M为被测大米重量,m为台秤显示值。
3.灵敏系数:C=1
4.标准不确定度评定
测量模型中只有一个输入量m,因此只有一个标准不确定度分量,这个分量的子项主要是测量设备计量特性引入,环境条件引入等。环境条件是室内自然环境,一般为20℃±15℃,环境的变化对重量的测量影响甚微,可忽略不计,即u(m1)=0。测量设备台秤的计量特性是允差2g,半宽a=2g,按均匀分布处置k=√3,则u(m2)=2/√3=1.2g.
5.求合成标准不确定度
以上两个子项合成,因为u(m1)=0,则uc=u(m2)=1.2g
6.求扩展不确定度
按老师要求取包含因子k=3,则U=3×1.2=4g
7.结论
用此台秤测量大米重量的扩展不确定度U=4g,k=3。被测对象负误差允许值20g,即控制限T=20g。U/T=4g/20g=1/5<1/3,因此本测量方案满足500g大米允差20g的测量要求,可以用于被测大米重量的测量。
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【史评】
1 根据规矩湾锦苑的评定结果,粮店中的准确度为20g、10g、5g的台秤不能用;而按国家质检总局、工商管理总局的规定,这些秤都可以用。孰对孰错?史锦顺认为:国家主管部门的规定是正确的。规矩湾锦苑的说法是错误的。他自己没弄懂问题,还固执地唱反调,太放肆了。
2 史锦顺认为,规矩湾锦苑的错误认识不仅仅是因为他个人水平低,而是不确定度论的“可信性”的说教的不良影响之一。这个例子,从一个方面证明:不确定度论无用;不确定度论误事。
3 合格性判别的不定区的问题,是误差理论早已解决的问题。1964年前国际标准化组织ISO,就有关于合格区、不合格区、待定区的规定。待定区是测量仪器的误差范围形成的,用测量仪器误差范围表达待定区,才是准确的、恰当的;在仪器检定的合格性判别中,由于不确定度评定的U95,加进了被检仪器的因素,导致错判。合格性判别中用U95,必错。也就是说,不确定度论的作用就是添乱,就是出错!
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