关于示值误差的A类不确定度分量评定时选用合成标准偏差...

例如：我们在针对一个被检的压力试验机进行示值误差重复性不确定度评定时，由于在日常按照检定规程检定中，每个示值点只测3次，按照书中规定：对于常规的计量检定或校准，当无法满足n大于等于10时,为使得到的实验标准偏差更可靠,建议采用合并样本偏差Sp作为由重复性引入的标准不确定度分量
引用一例：
输入量 的标准不确定度来源主要是试验机的重复性，可以通过连续测量得到测量列，采用A类方法评定。
任意选择3台同类型试验机，每台分别在满量程的1/6、3/6、5/6负荷点进行测试。每点在重复性条件下连续测量10次，共得到9组测量列
求得样本偏差sp，再除以根号3。
问题：我要求的是这一台试验机的示值误差不确定度，而合并样本偏差却是三台试验机的重复示值合成的，道理在哪？
那么什么情况下使用合并样本偏差呢？

类似的例子非常多，我明明针对特定的一个被检仪器求重复性不确定度分量，可合并样本偏差却是多个被检仪器的示值合成得到的，那岂不是这些被检仪器的重复性不确定度分量全部一样？

　　示值误差Δ的检定是被检仪器显示值M减去计量标准体现的值M－B，测量模型一般可写为：Δ＝M－B。因此“输出量”Δ的不确定度由来自于M和B两个“输入量”引入的不确定度分量组成。其中来自于B的不确定度分量因为所用计量标准的信息完全可以从规程、规范或标准中查到，简简单单的一个不确定度B类评定方法足以解决问题，而来自于M的不确定度分量因为被检仪器的读数信息在未检定前完全不知，无法用不确定度的B类评定方法评定，不得不花费精力、时间、金钱去做重复性实验，进行一个不确定度的A类评定方法来评定。
　　压力试验机进行示值误差在评定被检仪器显示值M引入的不确定度分量时，根据检定规程规定，如果以标准测力仪的值为依据，测量模型是q＝(F均－F)/F＝F均/F－1，而不是Δ＝M－B的形式，其中F是标准测力仪提供的标准值，F均是被检仪器三次读数值的平均值。F引入的不确定度分量因为标准测力仪的信息可以查得，用B类评定足矣，而F均引入的不确定度同样因信息不清而必须进行一个A类评定。但评定方法并不是你所说的必须“任意选择3台同类型试验机，每台分别在满量程的1/6、3/6、5/6负荷点进行测试。每点在重复性条件下连续测量10次，共得到9组测量列求得样本偏差sp，再除以根号3”，任选一台试验机进行重复性实验即可。重复性实验次数最好n≥10，利用贝塞尔公式计算出实验标准差S，S除以根号3就是单次测量的不确定度分量。之所以除以根号３是因为F均是3次测量取平均值作为测得值。在合成前。一定要注意两个不确定度分量必须各自乘以自己的灵敏系数才能合成。F均的灵敏系数是1/F，F的灵敏系数是F均·F^(-2)。

规矩湾锦苑 发表于 2015-2-25 01:17
　　示值误差Δ的检定是被检仪器显示值M减去计量标准体现的值M－B，测量模型一般可写为：Δ＝M－B。因此“ ...

这位老师您好，对于常规的计量检定或校准，当无法满足n大于等于10时,为使得到的实验标准偏差更可靠,建议采用合并样本偏差Sp作为由重复性引入的标准不确定度分量,这句话应该如何解释？对于日常检定校准，没人会去做10次以上，现实情况也不允许，规程同样也不要求这么做，所以只能选用合并样本偏差Sp，这种情况又该如何理解？

这种合并样本偏差使用的前提是：“每个同类被测量的实验标准偏差基本相同”。

规矩湾锦苑 发表于 2015-2-25 01:17
　　示值误差Δ的检定是被检仪器显示值M减去计量标准体现的值M－B，测量模型一般可写为：Δ＝M－B。因此“ ...

F的灵敏系数是-F均·F^(-2)，应该有个负号的。

这种测量用不着合并样本标准偏差，选一台做重复性即可。而且通常的做法是选一个测量点做重复性试验，我认为对于某些仪器这样不合理，有的仪器不同测量点重复性会相差比较大，实际测量时应该对每一点计算实验标准偏差。

长度室 发表于 2015-2-25 14:58
这种测量用不着合并样本标准偏差，选一台做重复性即可。而且通常的做法是选一个测量点做重复性试验，我认为 ...

有道理，很多网上的资料都不对，我们在网上搜一下试验机不确定度评定，都是采用合并样本偏差，可这样明明是不正确的

长度室 发表于 2015-2-25 14:52
F的灵敏系数是-F均·F^(-2)，应该有个负号的。

　　你说的非常有道理，对F求偏导后会产生一个负号。但因为测量不确定度是个“非负参数”没有正负号，所以灵敏系数的正负号也就失去了任何意义，实际不确定度评定中可以不必考虑灵敏系数的符号。即无论对输入量求偏导后的结果是正是负，求得的灵敏系数可一律横为正号。

742632649826 发表于 2015-2-25 07:37
这位老师您好，对于常规的计量检定或校准，当无法满足n大于等于10时,为使得到的实验标准偏差更可靠,建议 ...

　　我认为，常规的计量检定或校准属于实验室内的测量过程并不是生产过程中的测量过程，不会受到诸多因素的影响而出现无法满足n大于等于10的情况。如果真的出现无法满足n大于等于10，那么做多组测量的可能性也同样就不存在了。我在3楼的意见是作多组重复试验不如做一组重复性实验，一组重复性实验的总次数大于或等于10次比多组重复性实验的总次数大于等于10次会更加简捷明了。
　　另外，检定规程往往规定示值误差检定的受检点个数大于等于3，所以7楼提出了“选一个测量点做重复性试验，我认为对于某些仪器这样不合理”的看法这是非常正确的。对每个受检点均进行重复性实验虽然是科学的，受推崇的，但工作量将数倍增加，成本也会数倍增加，这是我们不希望看到的，因此在用对一个受检点重复性实验代替各受检点重复性实验时一定要注意选择最有代表性的受检点，即应选择绝对误差重复性最差的一个受检点进行重复性实验，一般来说重复性最差的受检点不是最小受检点就是最大受检点，实在没有把握时可同时在最小受检点和最大受检点作重复性实验取两者实验标准差的最大者。
　　还有一点，楼主讲到“任意选择3台同类型试验机，每台分别在满量程的1/6、3/6、5/6负荷点进行测试。每点在重复性条件下连续测量10次，共得到9组测量列求得样本偏差sp，再除以根号3”，这句话似乎没有讲清楚到底是怎么回事，有必要提醒一下：多组重复性实验是针对同一台仪器的同一个受检点进行的，我们千万不能把对不同的仪器或虽是同一台仪器但却是不同的三个受检点进行的重复性实验结果当成对同一台仪器的同一个受检点进行的三组重复性实验结果来进行数据处理。不同的三个受检点的重复性实验结果应该取最大值作为最终结果，三组重复性实验结果则必须除以根号3作为最终结果。

我的理解，合并样本标准差的目的：就是为了提高自由度，也就是可靠性吧

ssylqx 发表于 2015-2-26 07:36
我的理解，合并样本标准差的目的：就是为了提高自由度，也就是可靠性吧

　　你说的非常对。不确定度是对测量结果的否定，定量表述对测量结果的怀疑程度，而自由度是对不确定度的否定，是对测量结果的否定之否定（对测量结果的量化肯定）。因此，不确定度越大的测量结果越可疑（越不可信），自由度越大的测量结果越可信。“合并样本标准差的目的：就是为了提高自由度”，也就是提高测量结果的可信性（可靠性）。利用分组重复性测量计算合并样本标准差，本质上是提高重复性测量的次数从而增加实验标准偏差的自由度，但，用一组测量也可以提高重复性测量次数，从而达到提高自由度。如果只有一个实验者做多组重复性测量提高自由度，那就不如这个实验者一鼓作气做一组更多次数的重复性测量更省时省力。如果有多个实验者可做重复性测量，用分组重复性测量的方法计算合并样本的实验标准偏差来提高自由度，虽不能节省实验成本，但花的时间会更少，可以在短时间内完成重复性测量。

规矩湾锦苑 发表于 2015-2-25 23:08
　　我认为，常规的计量检定或校准属于实验室内的测量过程并不是生产过程中的测量过程，不会受到诸多因素 ...

首先，我在7楼提出的计算每一个测量点的实验标准差并不是说“对每个受检点均进行重复性实验”，而是在实际检定/校准时，对每一点的多次测量数据计算实验标准差。比如规程、规范要求测5个点，每点测量5次，在原始记录上每个点5次数据用极差法可方便地计算得到实验标准差，这样得到的每个点的重复性分量更加准确一些，是针对实际测量数据得到的测量结果的。
其次，重复性最差的受检点可能是中间点。我经常校准超声波测厚仪，遇到过不少台测厚仪在校准点的中间点（100mm点）重复性差，因此这点的不确定度会比其他点大。有的规程、规范直接用重复性的计量要求来计算重复性分量，我认为也是不合理的，在仪器各点的重复性符合要求的情况下这样评定可以，但有的仪器的个别测量点的重复性会超出计量要求，再这样评定就不行了。
另外，楼主讲到“任意选择3台同类型试验机，每台分别在满量程的1/6、3/6、5/6负荷点进行测试。每点在重复性条件下连续测量10次，共得到9组测量列求得样本偏差sp，再除以根号3”，这句话楼主说明白了，只是没有必要这样做，而且楼上有位量友也说了，这样做的前提是每一台的实验标准偏差基本相同。待检的试验机我们不知道它实验标准偏差与其他的是否相同，因此我认为还是不宜使用合并样本标准偏差。还有就是对于规范化常规测量（教材上的说法），多组重复性实验并不是针对同一台仪器进行的，而是同类仪器进行的。

长度室 发表于 2015-2-26 17:04
首先，我在7楼提出的计算每一个测量点的实验标准差并不是说“对每个受检点均进行重复性实验”，而是在实 ...

有道理，说的很好，赞一个

长度室 发表于 2015-2-26 17:04
首先，我在7楼提出的计算每一个测量点的实验标准差并不是说“对每个受检点均进行重复性实验”，而是在实 ...

　　１一定要分清规程规范要求的测量结果与重复性实验的测量结果，重复性实验的结果不是规程规范要求的测量结果，反之也不是。如果是“规程、规范要求测5个点，每点测量5次，在原始记录上每个点5次数据用极差法可方便地计算得到实验标准差”，这样得到的重复性不是不是重复性实验的重复性，即不是不确定度A类评定得到的不确定度分量，而是规程/规范要求的测量结果。不确定度评定的重复试验次数不是规程、规范要求的测量次数，而是为了获得实验标准偏差进行的重复试验次数，因此重复试验次数不受规程规范规定测量次数的限制，而是次数越多越好。规定的测量次数是获得测量结果的实际测量次数，是不容随意更改的测量次数，在已知实验标准偏差的基础上除以规定的测量次数平方根才是该种测量方案的不确定度一个分量。
　　２如果经验告诉你“重复性最差的受检点可能是中间点”，你完全可以取中间点进行重复性实验进行不确定度的A类评定，总之应该取各受检点中重复性最差的点（即常说的最有代表性的点）进行重复性实验。如果检定规程规定了被检测量设备的重复性计量要求，那么用这个计量要求来评估重复性测量带来的不确定度分量是合适的。其道理在于规程规定的重复性计量要求是对所有同种类同规格测量设备重复性的最差规定，实际检定中所有的被检测量设备重复性不能大于它，用这个“最坏的”重复性评估测量结果的不确定度如果（可信性）满足要求，就是最有代表性的重复性，最有代表性的满足要求了，其他的情况也就更能满足要求。
　　３假设“任意选择3台同类型试验机，每台分别在满量程的1/6、3/6、5/6负荷点进行测试。每点在重复性条件下连续测量10次，共得到9组测量列求得样本偏差sp，再除以根号3”，如果真的“9组测量列求得样本偏差sp”，那就大错特错了，这就完全违背了重复性实验的“重复性条件”的规定。被测对象不同，而且连被测量值甚至都不是同一个，还还能够叫“重复性实验”吗？这种“合并样本的标准偏差”毫无意义。重复性实验必须是针对同一台测量设备，而且还必须针对同一个受检点进行重复测量。多组重复性实验，也必须针对同一台测量设备的同一个受检点用同一个测量方法进行重复测量。

规矩湾锦苑 发表于 2015-2-27 13:13
　　１一定要分清规程规范要求的测量结果与重复性实验的测量结果，重复性实验的结果不是规程规范要求的测 ...

计量标准的重复性试验和测量结果的A类重复性不确定度分量不一样，我们讨论的是后者，你说的是前者，在常规化日常检定校准中，我们都会按检定规程要求的次数进行检定，如果实验室条件不变，人员不变，使用同一测量标准，方法相同而且每个同类被测量的实验标准偏差基本相同，就可以用以前检定过的检定/校准记录中的数据以及本次检定/校准记录中数据进行合并样本偏差，求出不确定度分量，例如：砝码，量块等在实验室中检定/校准的稳定性较高的计量器具可以使用，而试验机这种东西之间相差太大不建议使用合并样本偏差

规矩湾锦苑 发表于 2015-2-27 13:13
　　１一定要分清规程规范要求的测量结果与重复性实验的测量结果，重复性实验的结果不是规程规范要求的测 ...

1.您说的重复性试验的测量次数与实际检定/校准的测量次数的区别，我们当然知道。但是对于日常工作中的每一次校准，都需要给出不确定度，为何不用实际测量值计算实验标准差呢？对于某个测量点，实际校准时的5次测量值的标准差，与这个点做重复性试验10次测得值的标准差会相差多少呢？后者应该更准确，但是对于日常大量的被测对象，用前者有什么不可呢？再有，测量前您不知哪个点重复性大（不能猜测最大点或最小点重复性大），总不能每个点都做测量次数大于等于10的重复性试验吧。既然每点的实际校准数据出来了，为何不用它们来计算标准差呢。
2.“如果经验告诉你“重复性最差的受检点可能是中间点””，这可不是凭经验，而是通过校准原始记录上各测量点的测量数据看出来的。哪个点的多次测量数据分散，还是很容易看出的。“其道理在于规程规定的重复性计量要求是对所有同种类同规格测量设备重复性的最差规定，实际检定中所有的被检测量设备重复性不能大于它。”对于重复性大于规程要求的，您也得给出测量结果吧，总不能某个点的重复性超差了，这个点的测量结果就不给了。根据客户需要可以出具校准证书，重复性大于规程要求的测量点的校准结果就得根据实际的重复性评定不确定度，而不应按规程的要求值来评定。而且，校准规范里也有重复性要求，但校准规范的上都说了不判定合格与否，计量特性要求仅供参考，您总不能再将“规定的重复性计量要求是对所有同种类同规格测量设备重复性的最差规定，实际检定中所有的被检测量设备重复性不能大于它”作为硬性指标。重复性可能比规范规定的小，也可能大，大于规范要求的就应该按实际重复性评定，不应按规范要求来评定。
3.您说得对，重复性实验是针对同一台测量设备，但对于由一组（同一类）这样的设备组成的样本，把每一台重复性试验得到的实验标准差，进行数据处理，可以得到这个样本的实验标准差，即合并样本标准偏差。您如果还认为“被测对象不同，而且连被测量值甚至都不是同一个，还还能够叫“重复性实验”吗？这种“合并样本的标准偏差”毫无意义。多组重复性实验，也必须针对同一台测量设备的同一个受检点用同一个测量方法进行重复测量。”那么建议您看一下JJF 1059.1-2012的4.3.2.5。

742632649826 发表于 2015-2-27 14:22
计量标准的重复性试验和测量结果的A类重复性不确定度分量不一样，我们讨论的是后者，你说的是前者，在常 ...

　　我承认你说的“计量标准的重复性试验和测量结果的A类重复性不确定度分量不一样”，但毕竟不确定度的A类评定方法必经之路是重复性实验。既然我们讨论不确定度的A类评定方法，也就不可避免地离不开重复性实验这个话题。
　　“我们都会按检定规程要求的次数进行检定，如果实验室条件不变，人员不变，使用同一测量标准，方法相同而且每个同类被测量的实验标准偏差基本相同”，这的确具备了重复性条件，但不确定度的A类评定的重复性实验次数的要求是实验次数充分大，越大越好，越大越具有代表性。检定规程/校准规范规定的检定次数是考虑了检定成本，而尽可能少，且重复测量次数不容随意改变，较少的重复测量次数得到的结果不具有检定方法的代表性。
　　当然，如果将该件测量设备的检定记录长期保存，若干年后将该测量设备同一受检点的检定结果作为合并样本进行统计，计算出实验标准差也许是可行的，不过还应该考虑“重复性条件”的必要条件必须是对“同一个被测量”测量，因为该测量设备该受检点使用中产生磨损或其它变异，就失去了“同一个被测量”的必要条件，不再是同一个被测量了，合并样本也就失去了合并的价值。

规矩湾锦苑 发表于 2015-2-27 15:20
　　我承认你说的“计量标准的重复性试验和测量结果的A类重复性不确定度分量不一样”，但毕竟不确定度的A ...

是同类被测量，不是同一被测量

规矩湾锦苑 发表于 2015-2-27 15:20
　　我承认你说的“计量标准的重复性试验和测量结果的A类重复性不确定度分量不一样”，但毕竟不确定度的A ...

合并样本偏差是同类，比如说评定1号砝码，我可以用2.3.4.5号砝码来合并样本偏差

长度室 发表于 2015-2-27 14:50
1.您说的重复性试验的测量次数与实际检定/校准的测量次数的区别，我们当然知道。但是对于日常工作中的每 ...

　　1.知道了重复性试验的测量次数与实际检定/校准的测量次数的区别，为什么日常工作中的每一次校准，都对某个测量点重复进行重复性引入的不确定度评定呢？一次评定就足够了，每次给出的不确定度就是重复性实验那次得到的具有代表性的不确定度。用实际测量值计算实验标准差呢，对于某个测量点，实际校准时的5次测量值的标准差，然后再与这个点做重复性试验10次测得值按合并样本计算标准差，当然因为增加了测量次数更具有代表性，那我就要反问当初为什么不进行15次重复测量一气呵成呢？你敢确保这回进行的5次检定的那个受检点就是上次那个受检点吗？不会在使用中发生变动吗？只要发生变动，所谓的重复性条件就被打破，这回的5次和上回的10次没有保证对“同一个被测量”重复测量的前提条件，也就不是重复性实验了，这种合并样本还有价值吗？切记重复性测量的前提条件一定是对同一个被测量的重复测量，更换了被测量值，也就不能叫重复性实验了。所以，重复性实验最好还是一气呵成。
　　2.“重复性最差的受检点可能是中间点”，我的意思是不管你凭经验，还是通过校准原始记录证明的。总之，重复性实验要找重复性最差，最有代表性的受检点来做就行。我们是在对实施检定过程的不确定度进行评定，不是对某个具体被检表进行评定，我们评定被检表是它的计量特性，它的计量特性要求是检定规程对其示值误差或重复性的要求，其实际重复性是“被测对象”，是要给出合格与否结论的检定结果。因此，某件被检仪器的重复性超出规程的规定与评定的检定方法不确定度中的重复性测量引入的分量完全不是一码事。某个点的重复性超差了，是这个被检表的问题，判定它不合格就是了，它的重复性超差并不影响我们的检定方法不确定度，因此我们的检定结果的不确定度仍然是原来的不确定度，这个不确定度证明我们的检定方法对这个被检仪器实施检定的检定结果用于判定它不合格是可以“采信”的，是没有问题的。根据客户需要出具检定证书也好，出具校准证书也罢，你的检定/校准结果的不确定度没有变，但该被检仪器的重复性检定结果大于规程要求的重复性指标。被检仪器的重复性可能比规范规定的小，检定结果是变化的，检定方法是不变的，检定结果的不确定度也就是不变的。
　　3.重复性实验是针对同一台测量设备的同一个受检点进行的，这是“重复性”的定义规定的。在对某一个检定方法进行不确定度评定时，不是随意拿一个被检仪器进行重复性实验的。进行重复性实验选择的被测对象一定要尽量排除其对实验结果的影响。因此应该尽可能选择一件重复性很好的，至少是合格的被检仪器做实验。切记，我们评定的是检定方案的或计量标准的计量特性引入的不确定度，不是被检仪器给检定方案引入的不确定度。检定结果是检定过程的“产品”，检定方案（过程）的测量不确定度就可以代表检定结果的不确定度。我们为什么在建标时要求建标报告必须进行不确定度评定？建标时的不确定度评定报告是对使用该计量标准开展某项检定/校准活动是否值得采信的凭据，只要计量标准保持其“稳定性”，那个不确定度评定结果可以永远用于该项计量检定结果可信性的证明。如果每一个检定结果都重复进行一个不确定度评定，那会累死人，是对不确定度评定理论的滥用，而且也完全没有这个必要。

742632649826 发表于 2015-2-27 16:18
合并样本偏差是同类，比如说评定1号砝码，我可以用2.3.4.5号砝码来合并样本偏差 ...

　　但在不确定度的A类评定方法中要求进行的重复性实验必须是针对同一个被测量的重复测量，利用合并样本进行分组测量时，各“组”的重复性测量也必须是共同针对同一个被测量。因此，评定1号砝码“量值”的不确定度时，可以用多个同规格的精密天平等仪器分组重复测量，但用2.3.4.5号砝码，被测对象改变了就失去了重复测量的特性，这种重复测量求得合并样本偏差触犯了不确定度A类评定重复性实验的基本条件“底线”，就不叫重复性实验了，这种实验是错误的，实验结果也是得不到公认的。

规矩湾锦苑 发表于 2015-2-27 16:35
　　但在不确定度的A类评定方法中要求进行的重复性实验必须是针对同一个被测量的重复测量，利用合并样本 ...

不对，不是这样的，是你理解错误了，书上说的很明确

742632649826 发表于 2015-2-27 19:18
不对，不是这样的，是你理解错误了，书上说的很明确

　　我的依据是JJF1001-2011的5.17条实验标准差是“对同一被测量进行n次测量，表征测量结果分散性的量，用符号S表示。”更换了被测量就失去了计算实验标准差的基础。但我又仔细品味了你所说的对不同被测对象进行重复性测量的问题，也许存在着这样情况：用同一个计量标准的同一个量值测量同种型号规格的不同被检仪器与之相对应的量值（示值），这就相当于用相同规格型号和准确度等级的仪器和相同测量方法重复测量计量标准的“同一个量值”，在这种情况下可以认为满足了“实验标准差”要求的重复性测量条件，视为对“同一被测量”的重复性测量，可以作为“合并样本”的分组重复性实验进行合成。除此之外，如果更换了被测对象，特别是更换了被测量，或不能构成对“同一被测量”的测量，均不能称为重复性测量（或实验），不能作为分组重复性测量或合并样本进行处理。
　　你说我说的不对，“书上说的很明确”，请你给出是哪本书，哪个国家标准或国家技术规范的说法，标准或规范的编号及条款号，它是怎么个“说的很明确”。我的看法是只要是重复性测量或重复性实验，就一定是针对“同一被测量”。

规矩湾锦苑 发表于 2015-2-27 22:32
　　我的依据是JJF1001-2011的5.17条实验标准差是“对同一被测量进行n次测量，表征测量结果分散性的量， ...

哥们你的依据都没选对，不确定度，应该看JJF1059-2012，P14-15页，OK？