围观美式校准报告，看不确定度为何

1.图一、二表明：校准报告中仪器规格必不可少，但不确定度可有可无，说明校准是基于规格的合格性判定
2.图三说明：在测量未知量时，扩展不确定度宣称为95%概率包含真值的半宽，由于测量值本身未知，故可忽弄过去，但在校准时，面对真值这个问题就回避不了。从图三中可以看出有相当一些真值是不能包含在所谓的95%的半宽内的（从整个报告中统计了一下，肯定有超过5%的点）。仔细想想也是，如果校准能确定出一个仪器自身规格值1/3的半宽，且包含概率达到95%的半宽，那仪器厂家还弄仪器规格值干啥？

楼主归纳的真好，都是要点。
有种观点，认为校准给出测量结果和其不确定度就足够了，殊不知有时这样并不能满足用户需求。这种观点的实质是夸大了不确定度参数的作用，而忽略了误差或偏差在评估测量结果时的重要性。用户不仅仅关注分散性，更多的情况是关心偏离性。
楼主这份证书不确定度有不给出的情况，但是请大家注意，每个测量结果经过计算，除零点外，都给出了测量结果的相对偏差，而最终给出的不确定度看上去也是这个偏差的不确定度。加上最右侧一栏的技术要求，用户拿到证书一看，就可了解仪器是否满足要求，校准确认就很容易了。
而我们的证书不计算误差或偏差，直接给出测量值，不确定度也按测量值给出的。用户回去至少得算两次，先算误差或偏差，再转换不确定度使其与误差或偏差的量纲相同，实际上是很麻烦的。

回复 1# Enalex


       谢谢您上传很有参考价值的资料。我正在琢磨。请问你所指的“不包括”点是指哪些点？判断合格性，是偏差取绝对值，与规格比。规格就是合格区的半宽。我看划红沟的诸点也是包括在区间中的。

回复 3# 史锦顺


    非常抱歉今天有事外出晚上才回复史老师的问题！
我所说的超出范围是有部分校准点的偏差超出表中所评定的测量不确定度的范围。这个表中的不确定评定的结果也是按照国际推荐的评定方法取k=2，95%的概率。但实际上有超过5%的偏差大于评定对应的这个不确定。

正如我提到的校准是基于规格的合格判别，因此表中所有的点的偏差都小于对应的规格值

回复 2# chuxp


    谢谢你的评分！！

不确定度与偏差大小无关，它只与偏差的波动幅度有关。偏差是定量表征准确度的指标，不确定度是定量表征测量结果(经修正后)可靠性的指标，两者非同种量，功能不同，不可比。

回复 5# Enalex


    现在见到的国际上给出的不确定度，大体有两种。
    第一种，仪器的不确定度
      美国安捷伦公司与福禄克公司，公开说明过，作为测量仪器指标的不确定度，就是“accuracy”，也就是准确度、误差范围、最大允许误差。这叫“测量仪器的不确定度”。测量仪器的不确定度，一定要包括系统误差与随机误差的全部。这样，实测的偏差（deviation,测得值减标准值）的绝对值，一定要（或说以95%的概率）小于测量仪器的不确定度，否则就是不合格。显然，这种“仪器的不确定度”，不是该校准证书上的不确定度，而相当于校准证书上
格。写了“不确定度”却不是“仪器的不确定度”，而写的“规格”才是“仪器的不确定度”。

如果不这样理解，这个“校准证书”是没法面世的，因为若把此处的不确定度看作是“仪器的不确定度”，那就等于宣布仪器不合格了。

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第二种，校准的不确定度。

用误差理论的语言来说，就是确定测量仪器误差时的误差范围。这有两种看法。

A 仅仅包括计量标准及其附件的误差范围，与被捡测量仪器的性能无关。1992年以前，计量界要求检定的资格是：标准的误差范围必须小于被捡仪器误差范围的1/3以下。

B 推行不确定度后，要求评定“校准不确定度”，其实质是标准的误差范围加上被捡仪器的随机误差（重复性、分辨力等）。

误差理论时代的合格性判别公式为

          |Δ|≤ MPEV – R(B)                          (1)

|Δ|是实测偏差（测得值减标准值）的绝对值。R(B)是标准的误差范围。

当今标准文件的合格性判别公式为

          |Δ|≤ MPEV – U95                                (2)

这里的不确定度，可称“合格性判别的不确定度”，要求U95≤MPEV/3.

由于U95远大于R(B)，实际工作有些就不能干了。例如数字式频率计、游标卡尺等无法检定。我认为（1）式合理；而（2）式错误。把被检仪器的性能算在检定装置上，不合理。

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我国理解的“校准”，不是合格性判别，而是为了获得修正值。也就是确定被校仪器的系统误差。因此这个不确定度可叫做“系统误差的不确定度”。我认为，“包括标准误差与测量仪器随机误差”的不确定度，可以当作修正时的根据。如果测得的偏差的绝对值远大于不确定度，可修正；如果不确定度大于偏差绝对值或不确定度比偏差绝对值小不了多少，则不该修正。对测量仪器，由于测量点极多，我不赞成修正。要求高，就用高档仪器。修正，可比作是补衣服。当代不必了。大生产，“修正”不便于管理。事实上，生产线上，不能搞修正。我搞一辈子计量与测量，没搞过一次修正。

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你上传的资料，表中的不确定度，大概是第二种不确定度，即被要求U95≤MPEV/3.的那个“合格性判别的不确定度”。表中的“规格”就是MPEV，都满足不确定度小于规格的三分之一。（零点的不确定度不必要求。）美国人的“合格性判别的不确定度”相当稳定，我看不像是包含仪器的随机误差的不确定度，倒像是所用标准的不确定度。难猜。标准的资格，放在校准证书中，没劲。能用作修正的根据吗？我怀疑。因为它不包含特定点的随机误差。

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哎，一个不确定度有多种，还得猜。好一个添乱的不确定度！

了解一下国外情况，还是有意义的，谢谢你。

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回复 1# Enalex

感谢楼主的分享！

上传一份国家计量院2013年出具的高阻检定仪校准证书数据页（部分），与楼主提供的相差无几，我们也能做到。楼主提供的证书信息也未发现合格判定的结论。校准结果及其不确定度是证书的核心内容，偏差或误差和允差没有提供，客户也能自己获得，当然同时给出更好，支持这种做法。中国当下要命的是众多实验室只给校准结果，不给不确定度，有的只给一个典型值的，这才是差距！

另外，也别太迷信老美，右上角的图中右边两列数据没有必要给出这么多的位数，微伏的单位符号都弄错，实在不应该。

回复 9# 都成


   

     国外的事，不好问。国内的，总该弄明白。校准证书是给用户看的，应该一看就懂。我怎么就是弄不清楚表上的不确定度是怎样来的呢。如果像都成先生书中那样，是评出来的，不可能所有不确定度数据，都是1、2、5这等极其规范的数据。老史只能猜想这是所用计量标准的规格，而不是评定的结果。对不对？请教！

上面的例子，近似于单一标准器校准，其他影响因素的值很小，忽略不计或近似的的话，就都是1、2、5啦，玩个数字游戏，转了一圈回来还是原来的，大家用的方便，余下的就是保留解释权了。哈哈哈

回复 9# 都成


   欢迎围观、解读、灌水、拍砖！
两份报告，都需要给使用人进行解读报告中项目的含义是什么，亦即有人问到报告中这个这个是什么意思，总得告诉人家，这些个名称概念是啥含义，数据是那个量测得或评估的数据吧。
牵涉的几个量中，最需要解读的就是不确定度
不确定度最令人感兴趣的是宣称：取k=2进行扩展后，这个非负的半宽，可以包含95%的真值。作为评定测量结果来说，这是个了不起的事情，应为不仅这个半宽只是规格值的1/3，且包含概率达到了95%！因此在校准报告中出现了测量不确定度，自然就会问这个不确定度是评价谁的。但从这个美式的校准报告中，似乎那个量都说不过去，既然都说不过去，那是不是美国人不会评不确定度？把不确定度评错了？还是不确定度本身就有问题？
对于都成网友提供的国内的校准报告，给人的感觉就是评的太“对”，太“正确”了，似乎是先定好了这个不确定一定要是规格值的1/3一下，且范围都要包含到偏差值，甚至包含到100%

　　新的“校准”定义是两大操作步骤，第一“赋值”，即给出测得值，第二给出测得值的测量不确定度，因此看校准证书要看两个内容，校准测得值和校准不确定度，国内国外无一例外。
　　１什么是校准测得值？
　　检定规程、校准规范或顾客要求的被检参数的校准结果就是“测得值”。前面两个案例通过校准得到的电压值、电阻值及其相对误差值等都是测得值。测得值是被校对象计量特性的真实反映，其大小只与被校对象的实际情况有关，与测量方法（校准方法）的可靠性大小无关。而不确定度恰恰是反映测量方法的可靠性（可信性），只与构成该校准方法的诸要素有关而与被校对象（被校仪器示值误差和示值相对误差）大小无关。因此，示值误差或相对误差的校准结果大小可能大于校准方法的不确定度，也可能小于校准方法的不确定度。
　　２关于校准数据与不确定度的使用：
　　我们应该先用给出的测量不确定度大小与“允许误差”相比较判断校准结果的符合性，当给出的测量不确定度小于允许误差绝对值的1/3时，说明该测量结果合格（校准结果可用），然后在判定校准结果可用的基础上，再用给出的校准结果（示值误差或相对误差值）与允许误差相比较，以判定被校对象（测量设备）的符合性，在允差范围内的测量设备判为合格，否则判为不合格。

回复 13# 规矩湾锦苑


     先生说：“而不确定度恰恰是反映测量方法的可靠性（可信性），只与构成该校准方法的诸要素有关而与被校对象（被校仪器示值误差和示值相对误差）大小无关”。
     先生说得对，校准的不确定度应该与被校对象无关。这就是说，在评定校准能力时，不应混入被校仪器的性能。
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     请注意：我们争论过这个题目。
     我说：现行的检定装置考核办法，“把被捡仪器的性能（重复性、分辨力等）计入检定装置的能力”，这个评定方法不对。
     你说：检定必有被捡仪器，被检仪器性能必将影响检定结果，应该计入。也就是说，检定的不确定度是与被捡仪器性能有关的。
     是你的认识改变了，还是左右逢源？是该辨明是非，还是该认为“凡是有规定的，都是正确的”？

除了给出的数据比较详细之外，没发现和国内的有什么不同。

说实话，可能高端研究会用到这些，我感觉我们企业实际应用的时候好像没什么用处……
不确定度大了又怎样？我实际依据的就是个偏差，或者说修正值

回复 10# 史锦顺


根据被校仪器的特点，评定不确定度时被校仪器及其它影响量可以忽略不计，因此这个不确定度应该是所用计量标准的允差。

回复 16# 东海鱼跃
对同一只表在不同实验室校准，结果信息如下：
证书a的数据：偏差（修正值）是0；
证书b的数据：偏差（修正值）是3。
您如何看待这两份证书？

结果信息如下：
证书a的数据：偏差（修正值）是0，不确定度是10；
证书b的数据：偏差（修正值）是3，不确定度是1 。

您又如何看待这两份证书？

回复 18# 都成



   楼主的第三张图中，用红钩标出的这些偏差都大于不确定度，这样对吗？该如何理解呢？作为新手，我不太明白 。

回复 19# jktesla

楼主的第三张图中，用红钩标出的这些偏差都大于不确定度，这很正常。偏差是被校仪器的实际性能，如果不确定度U小于1/3MPEV(最右一列数据)，则偏差小于允差即为合格，如果这个条件不能满足，则只要偏差的绝对值加上U后还小于MPEV，则仍可判定合格。楼主用红色勾出的数据都是合格的！偏差可以等于0，但不确定度不可能为零，偏差为零说明被校和标准的量值或误差相同。

回复 20# 都成

刚才想明白了，这两个值说的不是一个东西，出发点就不同。

我一开始把不确定度理解为被测设备值的范围了。其实他反应的是测量设备

回复 10# 史锦顺

史老好。
      这个计量院报告中的不确定度是评出来的，一般主要考虑两方面因素：包括标准装置的最大允许误差，及被检设备引入的分量，如分辨力、被测量值的稳定程度等。有时也可能更仔细一些，如考虑到温度、电源电压、电源频率等对测量结果的影响。评估一次后，作为模板，今后同样的被检设备则直接套用，不再另行评定。JJF1059规定，可以对最终给出的不确定度参数进行数据修约，原则上只允许进位而不可舍弃，且提出可执行一般的修约规则。那么，大家考虑到反正不确定度比允许误差小很多，那么就往大了取整，表示出来看着比较整齐，又不违反JJF1059。
    美国的证书其实也是一样的模式。看上去楼主的证书像是FLUKE公司的，如果是，那么肯定就是他们的那个自动校准软件METCAL计算出来的，当然METCAL计算的公式也是技术人员按照评定方法事先编辑好的。

回复 18# 都成
你怎么看？

回复 23# jktesla


   应该先请16#谈一下。

回复 11# wjyiscool


   可能是被检高阻器示值比较稳定，那么其重复性就可以忽略不计了，那么就只剩下标准器为主的不确定度分量了，如果其它一些因素影响比较小，那也可以忽略，最终结果就只有标准器的不确定度分量了。