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本帖最后由 史锦顺 于 2014-4-6 10:34 编辑
评国外校准证书上的不确定度
- 史锦顺 - 网上查NIST(美国国家标准与计量研究院)溯源性,查到几份可溯源到NIST的校准证书。有美国的安捷伦公司、福禄克公司与日本的Imada公司的校准证书。 下面是一份日本Imada公司开具的英制单位测力仪校准证书。其中所用计量单位是lbf(磅力),与国际单位的换算关系为:
lbf(磅力)=4.44822 N(牛顿)=0.453592kgf(千克力) - (一)简要翻译 CALIBRATION CERTIFICATE(校准证书) QMF-11-ISO-F-M Certificate #010808-195013 Client name(客户名): Temperature(温度): 74°F Client Address(客户地址): Humidity(湿度): 45% RH Calibration Date(校准日期): January 8.2008 Model Number(型号): MF-50 Capacity(量程): 50 lbf Accuracy(准确度): 0.3% F.S.±1LSD(满度值的0.3%±一个字) Resolution(分辨力): 0.01 lbf Serial number(序号): 1950013E
- NIST Traceability(溯源性) Weights/Hangers (悬挂砝码) #935700,#118289 #1259740 #901384 #a1188285 #1078843 #916977L Temp/ Humidity(温度/湿度计) #15676-123519 -
The expanded measurement uncertainty (K=2,95%confidence level ): 0.5%F.S. 扩展测量不确定度(k=2,置信水平95%):0.5%满度值 - (二) 核心内容 1 性能指标给法 Accuracy: 0.3% F.S.±1LSD(满度值的0.3%±一个字) 准确度: (满度绝对误差)0.16磅力 - 2 实测结果:各点误差元最大值0.06磅力 IMADA数据 标准点 测力计示值 示值误差 50.00 49.98 -0.02 40.00 39.98 -0.02 35.00 35.00 0.00 30.00 30.02 +0.02 25.00 25.06 +0.06 20.00 20.05 +0.05 15.00 15.05 +0.05 10.00 10.00 0.00 5.00 5.00 0.00 0.00 0.00 0.00 - 3 扩展不确定度: 0.5% FS=0.25磅力
- (三)几点分析 1 从整个情况看,国外的所谓“校准”,等同于我国的“检定”。合格品,美国的安捷伦、福禄克、日本的IMADA都开具校准合格证书;安捷伦还分项给出“passed”(合格)“Failed”(不合格)结论。 2 核心技术指标仍然是误差理论的“准确度”。GUM与VIM都说准确度是定性的,不能给出数值。如上三个公司生产的测量仪器,都给出准确度的具体数值。定量的准确度是测量计量的基础与常规,“准确度定性说”没道理。 3 从实测数据看,误差范围(准确度)指标有充分余地。一般量值讲究“准确”,既不能大,也不能小。“误差”这个量与一般量不同。误差量的重点是它的界限性,误差元绝对值的一定概率意义下的最大可能值是误差范围,误差范围是误差量的表征量。实测值比指标值小得越多,仪器信誉越高。 - (四)不确定度是摆设 日本Imada公司的校准证书中,关于不确定度的内容如下: The expanded measurement uncertainty (K=2,95%confidence level ): 0.5%F.S. 扩展测量不确定度(k=2,置信水平95%):0.5%满度值 校准证书中,包括了不确定度的内容。这体现了推行不确定度15年(1993-2008)后的效果。不确定度,评了,写了;但是,有用吗? 校准证书标明了测力计的三大指标:量程、准确度、分辨力。校准要按量程选点;分辨力体现在实测数据的尾数上。都是直观有效的指标。核心指标是准确度,要用计量标准来检查,进行实际测量,求误差元。测得值与标准值比较,最大误差元是0.06磅力,小于指标值0.16磅力,测力计合格。 到此为止,这就是误差理论意义下的计量,中国称检定,美、日称校准。这是计量行业的常规。1993年前是这样,从这个证书看,到2008年,也还是这样,本质未变。形式上的变化也有,那就是给出了扩展不确定度的值。细一考究,不过是添个摆设。 - 不确定度论提出来后,规定要评定不确定度。本证书给出的测力计的扩展不确定度为: 50磅力×0.5%=0.25磅力 “不确定度0.25磅力”是个没有物理意义、没有用处的量。 - 这个0.25磅力的量,是什么?我们按不确定度论的基本文件,对对号。 1 平均值的西格玛。GUM在引出不确定度概念时说:σ/√N 称不确定度。测力计读数稳定,σ为零,与0.25磅力对不上号。 2 分散性。不确定度的主定义是分散性。是被测量的分散性吗?被测量是砝码,量值确定唯一,没有分散性。是示值的分散性吗?示值不变,也没有分散性。分散性对不上号。 3 可信性。取2σ,可信性是95.54%, 0.25磅力不是可信性。 4 包含真值区间的半宽。这是VIM2008版以后的说法。以真值(砝码值)为中心的、以0.25磅力为半宽的测得值区间,一定包含各可能的测得值;以测得值为中心的、以0.25磅力为半宽的被测量真值的区间,一定包含所测的砝码值。注意,半宽是0.25磅力,而实测得的最大差值(测得值与砝码值之差)是0.06磅力。 - 【史评】 以上所举前三个不确定度含义,与0.25磅力都对不上号。而第四个含义是可以对上号的,不确定度的意义是区间的半宽。只是这个半宽太大了,成了没用的废话。仪器的准确度指标已表明:测得值区间与真值区间的半宽是0.16磅力。且可信性是99.73%;不确定度区间半宽是0.25磅力,可信性却只有95%。因此不确定度区间是废话。这正如,“真值派”说:老史在郑州,且已证明;“不确定度派”又说:老史在河南省。“不派”说的是没用的废话。 - 测力计准确度指标是0.16磅力,就是说,误差最大值不会超过0.16磅力,校准中又实测证明:的确误差的绝对值不大于0.16磅力。“不派”插嘴说:扩展不确定度是0.25磅力,它的区间有95%的包含概率。这是一句废话,因为必然如此。说不说都一样,因此它仅仅是摆设,没有实际用途。 - 从不确定度的评定方法与不确定度评定的过程,不难理解0.25磅力这个无用值是怎样诞生的。B类评定有“看说明书指标”的条款;加上分辨力、重复性、温度影响、机械不良估计等等,把这些一合成,大概相当于两个误差范围(准确度指标)的方均根值,因此把仪器本来保证的准确度指标0.16磅力,算成扩展不确定度0.25磅力,是不难理解的。这个错误不是评定者的错,是不确定度论基本概念与基本评定方法的错误。 - 厂家给出的0.16磅力这个误差范围值,是必须保证的。计量中,实测误差有一点大于0.16磅力就是不合格。要你0.25磅力有什么用?不是摆设是什么?那些认为不确定度论有用的人们,谁来说说这个0.25磅力有什么用? - |