校准证书示值误差及其不确定度如何应用？

phoenix_zc

请教各位一个问题：一台经过计量单位校准的测量仪器，校准证书给出示值误差及其不确定度，如何在此设备的测量过程中应用？
举个例子：
一把尺子，经校准可知100cm处的示值误差为-0.1cm，不确定度U=0.01cm。
在使用该尺测量时，若测量结果显示为100cm，则报告结果是否为：
1、测量结果100-（-0.1）=100.1cm；
2、上述测量结果中尺子引入的U=0.01cm。

规矩湾锦苑

　　一把尺子，经校准可知100cm处的示值误差为-0.1cm，不确定度U=0.01cm。这是检定机构给被检尺子出具的证书内容，不是你使用该尺实施测量的情况。
　　校准证书示值误差及其不确定度使用方法是：
　　首先要用给出的不确定度U=0.01cm，判定示值误差为-0.1cm的检定结果值不值得你采信，方法是用1/3原则。要查该尺的检定规程或校准规范，看看最大示值误差的允差是多少。
　　如果示值允差为±0.03cm或以上（≥3U），比如说允差±0.05cm，示值误差测得值-0.1cm就值得采信，就可将-0.1cm检定结果与允差±0.05cm相比较评判被检尺是否合格。因为-0.1cm超出±0.05cm的允差范围，于是可判该尺不合格。
　　如果示值允差规定±0.03cm以下（＜3U），例如±0.02cm，则-0.1cm这个检定结果就决不能采信，不能用来评判该尺子是否合格，必须宣布检定结果无效，与检定机构沟通协商，要求其更换检定方法重新检定。

吴下阿蒙

规矩湾锦苑 发表于 2016-6-6 19:56
　　一把尺子，经校准可知100cm处的示值误差为-0.1cm，不确定度U=0.01cm。这是检定机构给被检尺子出具的证 ...

楼主给出的例子可能有些不当。将其修改一下
一把尺子，经校准可知100cm处的示值误差为-0.01cm，不确定度U=0.01cm。卡尺最大允许误差为0.05cm
在使用该尺测量时，若测量结果显示为100cm，则报告结果该如何给出呢？
1、不确定度评定是B类评定中，上级不确定U和卡尺最大允许误差都要考虑嘛？是否有重复的嫌疑？
2. 测试结果是100+u，还是100.1+u  （u为测量扩展不确定）

规矩湾锦苑

吴下阿蒙 发表于 2016-6-15 15:26
楼主给出的例子可能有些不当。将其修改一下
一把尺子，经校准可知100cm处的示值误差为-0.01cm，不确定度U ...

　　cm的计量单位对卡尺来说似乎过大，我们先不管计量单位，如果你的假设成立，经校准卡尺100cm处的示值误差为-0.01cm，不确定度U=0.01cm，卡尺最大允许误差为0.05cm，在使用该尺测量时，若测量结果显示为100cm，则：
　　１示值误差是被检参数，显示值不是被检参数，报告的测量结果应该是示值误差，不是显示值。如果要报告显示值，100cm处显示值的测量结果是：测得值100.01cm，扩展不确定度为U=0.01cm。
　　２不确定度评定中，考虑的“上级不确定U”就是5等量块的测量不确定度，卡尺示值误差是输出量，是被测参数，卡尺最大允许误差是对被测参数的计量要求，不能考虑最大允许误差。但卡尺读数重复性和分度值将对示值误差产生影响，因此应考虑重复性和分度值引入的不确定度分量。重复性和分度值引入的不确定度分量相互之间有重复的嫌疑，因此应该在两者之中取大值。一般分度值引入的不确定度分量远大于重复性引入的不确定度分量，因此只要考虑卡尺分度值引入的不确定度分量就可以了。
　　３测试结果不能写成100+u，或100.1+u  （u为测量扩展不确定），不确定度是评估测量结果可信性的参数，不是评估测量结果大小的参数，测量结果不能与其不确定度相加减。如１所述，根据题意示值误差是被测（被检）参数，示值（尺寸）不是被检参数，“100cm处的示值误差为-0.01cm”，示值误差的检定结果就是-0.01cm，测量结果的完整表述是：100cm处的示值误差为-0.01cm，不确定度U=0.01cm，可简写为卡尺100cm处的示值误差为：Δ＝-0.01cm±0.01cm，k＝2（其中包含因子k＝2为默认）。

吴下阿蒙

规矩湾锦苑 发表于 2016-6-15 22:06
　　cm的计量单位对卡尺来说似乎过大，我们先不管计量单位，如果你的假设成立，经校准卡尺100cm处的示值 ...

好的，非常感谢。
在实际计算不确定时，我遇到一个这样的问题。
首先，由不确定度的一般为上级校准报告，而校准报告只能说是当天当地环境时的测试值及不确定度。在很多计算不确定度的书上都提到这个。
然后，就是比如校准回来一个月了，我们在新环境使用此仪表时，可能会存在一个不确定的漂移，很多书中都有这个量，而这个量一般都用仪器的最大允许误差表示。
现在的问题就是，很多仪器的最大允许误差真的太大了。。。现在看到您给出的卡尺不确定计算时，并没考虑此卡尺的最大允许误差。
请问这个考虑与不考虑有什么依据嘛？我做的是电学计量，比如计算I=U/R。用电压表和分流器，这个电流的不确定度需要考虑分流器的最大允许误差嘛？还是只引用上级校准分流器的不确定度就可以了？
谢谢回复

规矩湾锦苑

吴下阿蒙 发表于 2016-6-16 09:10
好的，非常感谢。
在实际计算不确定时，我遇到一个这样的问题。
首先，由不确定度的一般为上级校准报告， ...

　　被检对象的最大允差MPEV不是其不确定度U的影响因素之一，而是判定其测量方法是否值得采信的指标，评定方法是JJF1094规定的U/MPEV≤1/3。因此，卡尺不确定计算时不能考虑卡尺的最大允许误差，不确定度评定完成后，用不确定度评定的结果U与卡尺的最大允差绝对值MPEV相比较，判定检定方法是否可信（可靠）。
　　你做电学计量，用电压表和分流器检测电流，使用了测量模型I=U/R。那么这个测量模型有电压U和电阻R两个输入量，输出量电流 I 就一定会有两个不确定度分量，不能多也不能少。如果你使用了电压表和分流器，则电压表的最大允许误差给电压测得值引入了不确定度，分流器最大允许误差给电阻测得值引入了不确定度，两者共同给输出量电流 I 引入了不确定度。上级校准分流器和电压表的不确定度可以考虑，但分流器和电压表检定结果的不确定度相对于分流器和电压表的最大允许误差来说小得可怜，可以忽略不计。

吴下阿蒙

规矩湾锦苑 发表于 2016-6-16 11:57
　　被检对象的最大允差MPEV不是其不确定度U的影响因素之一，而是判定其测量方法是否值得采信的指标，评 ...

是这样的。被检对象的最大允差MPEV是做为最后比较的。分流器是检定仪器，是要考虑最大允许误差的，对吗？由于一般分流器最大允许误差如0.02%远高于电压最大允许误差等其他分量，对电流影响最大。想要提高电流的精度，那么必须提高分流器的等级。对吧？

那么之前，提到用卡尺校准物件时，卡尺的最大允许误差0.05也应该考虑进去吧？

规矩湾锦苑

吴下阿蒙 发表于 2016-6-16 13:26
是这样的。被检对象的最大允差MPEV是做为最后比较的。分流器是检定仪器，是要考虑最大允许误差的，对吗？ ...

　　那就看你的测量过程是什么。
　　如果测量过程是用量块测量（检定）卡尺的示值误差，卡尺示值误差是被测量，卡尺的最大允许误差0.05是对卡尺合格与否的限定值，不是对测量过程的影响值，对测量结果不产生影响，不确定度评定就不能考虑进去。
　　如果测量过程是用卡尺测量零件的尺寸，卡尺是使用的工具，卡尺的最大允许误差0.05将是主要影响零件被测尺寸测量结果的因素，因此卡尺的最大允许误差0.05，在不确定度评定时就必须考虑进去。
　　说到底，不确定度评定时对某个量考虑还是不考虑，关键是看它是输出量还是输入量。同一个量的同一个“最大允许误差”，当该量处在输出量的地位时就不能考虑，当处于输入量的地位时，就必须考虑。

吴下阿蒙

规矩湾锦苑 发表于 2016-6-16 14:20
　　那就看你的测量过程是什么。
　　如果测量过程是用量块测量（检定）卡尺的示值误差，卡尺示值误差是 ...

好的，谢谢！
不过在实际测量过程中，很多仪表的最大允许误差都非常的大，而实际的偏差（以两次第三方实验室检定的差）小很多。
      以本公司够买的0.1级分流器为例，其两次校准之间的实际差基本不会大于0.02%，那么可否把此分流器等级提至0.02级，把0.02%做为MPE最大允许误差？  也就是说，一台仪器的MPE最大允许误差一般由出厂厂家说明书中提供，但使用方能否经过自己的多次测量，将其提高等级使用呢？这么用我知道必然是要承担一定的风险，但出于降低成本考虑，此方法是否可行，是否有理论依据呢？
      就个人接触的很多仪表中，像分流器，卡尺，等仪器在正常使用中，其年/月的变化一般都远远小于其最大允许误差。以分流器为例，那么对此型号分流器两次校准的值进行比较和统计，得出此型号分流器在一个校准周期内的最大变化量，以此值做为其MPE最大允许误差。假设此分流器原等级为0.1级，但我们使用校准0.02级分流器的测试系统（其中仪器都能到达分流器检定规程要求，如标准分流器为0.005级）对其进行校准，以上次校准值为标称值，其校准周期变化量都小于0.02%，即都小于这个预设的MPE。那么我们是否把此型号分流器做为0.02级分流器使用呢？

规矩湾锦苑

吴下阿蒙 发表于 2016-6-16 16:35
好的，谢谢！
不过在实际测量过程中，很多仪表的最大允许误差都非常的大，而实际的偏差（以两次第三方实 ...

　　你的想法非常好！这就是国际上通行的“计量确认”概念。
　　你买的0.1级分流器，但实际误差的检定结果不大于0.02%，检定员只能按0.1级的要求开合格证。当被测参数使用0.02级分流器满足测量要求时，计量确认员根据实际检定结果可以签发计量确认合格标识，并将检定证书存档备案。这个分流器下次检定实际误差达0.09%，检定员仍开检定合格证，决不能给不合格结论。虽然检定员给了检定合格证，但计量确认员必须签发“不合格”或“禁用”的计量确认标识，并将检定证书存档备案。目前我国已取得测量管理体系认证证书的企业，就是按这种管理模式处置的。

吴下阿蒙

规矩湾锦苑 发表于 2016-6-16 20:19
　　你的想法非常好！这就是国际上通行的“计量确认”概念。
　　你买的0.1级分流器，但实际误差的检定结 ...

非常感谢您的解答，不过还有几个问题您解答
1.请问“计量确认”有具体的方法吗？可以推荐下相应的书籍或者规程嘛？谢谢！
2.在我看来，MPE是一个的固有特性，和厂家的制作工艺有关，如果厂家给出MPE为0.1%，而我们做为0.02%使用的话，如果“计量确认”不完善那么这个风险是非常大的。比如您提到的，第一次检定在0.02%内。第二次检定为0.09%，这是不能接受的，因为我们并不知道它在这个检定周期内什么时候就已经超出范围了。
3.这就是问题所在了，MPE做为厂家给出的参数，必然有其依据，其制造工艺摆在那里。以分流器为例，做为1个0.1%分流器，第一次检定在0.02%内，第二次检定为0.09%，这完全是有可能的。。。所以，在我看来这个风险只能降低，没法消除。。。
    而我们现在方法感觉很粗糙：
   1.缩短校准周期，现在占定为3个月。。这个周期请问该如何定？
   2.修改标称值，以100毫欧分流器为例，我们以0.02%为标准，它首次校准为100.02毫欧，那么我们使用时就用100.02这个值，而在第二次校准时，其校准值假设为100.03，我们用100.03和上次校准的100.02比较，在0.02%以内，我们依然做为合格使用，但把使用值更新为100.03，假设在第三次校准时，校准值为100.06，和100.03比较大于0.02%，那么我们就判断不合格，不在使用了。也就是说，我们把分流器随时间的漂移分段了，虽然它可能在半年/一年中的漂移超出了0.02%，但其在每一个校准周期它都是小于0.02%的.
    3. 请问我们这么做的话，在计算不确定度时，把分流器MPE做为0.02%可以嘛？
   

规矩湾锦苑

吴下阿蒙 发表于 2016-6-17 10:14
非常感谢您的解答，不过还有几个问题您解答
1.请问“计量确认”有具体的方法吗？可以推荐下相应的书籍或 ...

　　１有关计量确认的知识和要求，请学习一下国家标准GB/T19022，这个标准就是国际标准ISO10012。
　　２你对MPE的理解完全正确，这是设计人员或管理人员提出的“计量要求”，适用于所有同规格的测量设备，是固定不变的。实际检定结果每一个测量设备个体都不一样，但只要检定员开了合格证，就一定会小于（含等于）这个计量要求。第一次检定在0.02%内。第二次检定为0.09%，对于计量要求MPEV＝0.1%来说，都没有超出，检定员有理由都签发合格证书。你不能接受是因为你的测量要求，你的测量过程必须使用计量要求0.02%以内的测量设备，这是计量确认员的职责，不是计量检定员的职责，这个关由计量确认员来把，检定员的职责仍然是满足检定规程的要求就开合格证，满不满足使用要求由计量确认员判定，不管检定合格与否，不满足使用要求的一律签发确认不合格标识，满足使用要求的同样不管检定合格与否一律签发确认合格标识。
　　３非强制检定的测量设备检定周期由企业根据实际情况确定，在首次确定周期时可以参照兄弟单位的，或凭自己的经验。经过若干个周期后可按JJF1139-2005《计量器具检定周期确定》给出的方法调整。
　　４关于对测量结果的修正。使用了修正值并采用比较测量法，无论修正值多大，不确定度不变。检定证书告诉你100毫欧示值点的值是100.02、100.03、100.06，你就按给出的值对测量结果修正就行了，测量不确定度是不会改变的。但如果你对测量结果不修正，仅仅是按合格测量设备使用，则测量结果的不确定度必须按检定规程规定的允差0.1%评估，不能用0.02%评估，当然也不能用0.06%评估。
　　５可能在半年/一年中的漂移超出了0.02%，但在每一个校准周期它都小于0.02%，这种情况不可能出现，除非校准周期是小于半年的。只要每一个校准周期它都小于0.02%，当然你可以按0.02%进行不确定度评定。另外无论控制计量标准的稳定性，在相邻两次校准中间进行稳定性考核（核查）更是加了一把双保险的锁，确保了用0.02%进行不确定度评定不会出问题。

皋龙人

很专业，学习了

吴下阿蒙

规矩湾锦苑 发表于 2016-6-17 11:00
　　１有关计量确认的知识和要求，请学习一下国家标准GB/T19022，这个标准就是国际标准ISO10012。
　　２ ...

非常感谢您的回复，受益良多！

烟花散尽

作为刚入门的计量确认人员，看了此贴，受益匪浅，复制了慢慢再学学

purple88

又学习了，谢谢

风月无边

谢谢分享。

默默潜水的鱼

专业。 学习了。

ypp01

非常感谢各位大神！

xianhuahe

又学习了，谢谢

njlyx

楼主提问时的理解是恰当的！ 让x人一通xxxxxx了。