在不确定度评定中重复性和分辨力问题

吴下阿蒙

请问在不确定度评定中重复性和分辨力，小的舍弃，只留大的是什么原因？是互相重复了嘛？求解释

高涵

规矩湾锦苑 发表于 2016-7-15 21:11
　　用标准电压表和标准电阻校准电源电流I，测量模型为I=I1－U/R，其中U是标准电源表给出值，R是标准电阻 ...

通常情况下，由于每一个独立测量结果已受到分辨力的影响，因此只需考虑重复性引入的不确定度分量而不必考虑测量仪器的分辨力对测量结果的影响。只有当测量仪器的分辨力较大时，由仪器的分辨力所引入不确定度分量大于重复性引入的不确定度分量时，才需要考虑分辨力所引入不确定度分量，而不必考虑重复性引入的不确定度分量。总之，在不确定度评定中只取两者中较大的。

吴下阿蒙

以I=I1-U/R为例，这是一个用标准电压表和标准电阻校准电源电流的系统.求问在此系统不确定度评定中
电源表显电流值10次的重复性，电源的电流分辨力，标准电压表表显电压值10次的重复性，标准电压表电压分辨力的重复性。这几个量哪些需要考虑，哪些不用考虑，哪些之间存在包含关系？

请前辈指点，谢谢！

规矩湾锦苑

吴下阿蒙 发表于 2016-7-14 15:38
以I=I1-U/R为例，这是一个用标准电压表和标准电阻校准电源电流的系统.求问在此系统不确定度评定中
电源表显 ...

　　用标准电压表和标准电阻校准电源电流I，测量模型为I=I1－U/R，其中U是标准电源表给出值，R是标准电阻表给出值，请问I1是什么？

随风飘扬

不确定度评定中重复性和分辨力，小的舍弃，只留大是JJF1059.1-2012的规定，1059为什么这样规定，原因大概是测量时重复测量是为了提高测量的准确性，消除随机因素的影响，而重复性引入的不确定度分量包含了人员、设备、环境条件、被测件等因素的影响，同时也包含测量设备和被测件的分辨力影响，所以二者取结果大的作为不确定度的分量。

stsfhfh

我也有这样的问题！！为什么留大的

吴下阿蒙

规矩湾锦苑 发表于 2016-7-15 21:11
　　用标准电压表和标准电阻校准电源电流I，测量模型为I=I1－U/R，其中U是标准电源表给出值，R是标准电阻 ...

I1是被测电源表显值，U是标准电压表表显值，R是标准电阻，I=I1-U/R即示值误差，符号用的随意了些，抱歉。

规矩湾锦苑

　　不确定度是对测量工程的否定，不确定度越大否定力度就越大，否定力度越大，测量工程就越安全，因此当若干个不确定度分量相互重叠时，本着既不遗漏也不重复的原则应该取大舍小。

规矩湾锦苑

吴下阿蒙 发表于 2016-7-18 09:01
I1是被测电源表显值，U是标准电压表表显值，R是标准电阻，I=I1-U/R即示值误差，符号用的随意了些，抱歉。 ...

　　示值误差的测量模型如果是I=I1-U/R，其中I1是被测电源表显值，U是标准电压表表显值，R是标准电阻，则输出量I的不确定度来自I1、U、R三个输入量，即有来自这三个输入量的不确定度分量，一个不能多，一个不能少。
　　其中，标准电压表显值U，标准电阻显示值R分别来自标准装置中的两个标准器，而这两个标准器的全部信息我们都可以从检定证书或检定规程中获得，用B类评定足矣。而输入量被测电源表显值I1的有关信息在未检定前是无法知道的，就只能用重复实验的A类评定来评估了。当然我们也不是对I1浑然不知，我们至少知道被检电源表的分辨力或分度值，分辨力或分度值会给输出量I引入不确定度分量，这个分量与A类评定的分量同属于被检表读数不准引入的，相互重叠，因此可取大舍小。因为往往分辨力引入的分量大于A类评定的分量，所以如果用分辨力信息评估了I1引入的分量，就大可不必再花钱、花时间、花精力作重复性实验。如果被检电源不是表，没有读数，输入量I1引入的不确定度分量那就只好进行重复实验做A类评定了。

罗曼

我的理解是：重复性和分辨力都反应了仪器对于变化的感应能力，在我们进行重复性实验的时候，仪器显示的示值就包括了分辨力的感应能力，也就是说分辨力影响分量其实已经在被测量值的重复性中体现出来了，由于有些仪器的分辨力较低，因此其分分辨力引入的不确定度明显高于重复性引入的不确定度，此时应当选择分辨力引入的不确定度。反之，如果分辨力引入的分量小于重复性引入的，则选择重复性。我不知道这样说严严谨，只是个人的理解。

吴下阿蒙

规矩湾锦苑 发表于 2016-7-18 10:18
　　示值误差的测量模型如果是I=I1-U/R，其中I1是被测电源表显值，U是标准电压表表显值，R是标准电阻，则 ...

因为往往分辨力引入的分量大于A类评定的分量，所以如果用分辨力信息评估了I1引入的分量，就大可不必再花钱、花时间、花精力作重复性实验。

谢谢您的解答，但如果我需要比较一下分辨力引入的分量大于A类评定的分量呢？因为我们在算不确定度是虽然会测试10次算A类评定，但真正使用时只测试1次，即m=1，我们的A类不确定度分量u=s标准差的，所以一般比较大。
这个A类评定是由电压表读数读出嘛？电压表显示的是电压值，需要把电压值全部除以标准电阻，换算成电流值，在求方差和不确定度嘛？
如果是的话，其中电源重复性A类评定由电压表读数读出，我可以理解，即电源输出电流的波动，造成了电压表读数的误差。但这样一个仪表的A类评定由另一个仪表来显示，在复杂的数学模型下，我感觉会非常的容易出错。

您的解答终于让我豁然开朗，原来考虑哪些重复性和数学模型由有关，假如例子中模型为I=U/R，测试值为电源电流的话，那么就无需考虑电源电流的分辨力和波动造成万用表每次测试产生的波动（即上面提到的电源的A类评定）。因为，虽然用电压表测试电源电流，虽然每次测试电压表的表显值都会变化，但这个变化的原因来自于每次测试电流都不稳定。而不确定度是和每次测试的值是一一对应的，表示的是一次测试值的可能误差波动范围，只需要对这次测试的值负责，只表示再这次测试时，此测试系统给出的电流值对应的不确定度，和电源波动无关。
而I=U/R需要考虑的重复性应该是电压表的重复性，即电压表在测试标准电流源（电流无波动）时所产生的重复性，这应该就是建标中标准仪器重复性测试中的那个重复性吧？而此重复性正如您所说，一般都小于分辨力舍去，而其实在不确定度评定中分辨力一般又远小于MPE,故I=U/R中U其实只需要考虑一个B类分量电压表的最大允许误差。

请问我的理解是否正确？谢谢！

规矩湾锦苑

吴下阿蒙 发表于 2016-7-18 13:37
因为往往分辨力引入的分量大于A类评定的分量，所以如果用分辨力信息评估了I1引入的分量，就大可不必再花 ...

　　如果需要比较一下分辨力引入的分量和A类评定的重复性引入的分量哪个大，因为花钱、花时间、花精力是个人的权力，肯定没有人会反对。这个A类评定的读数信息是输入量I1，根据设定，I1是被测电源表的显示值，不是由电压表读数读出的值。因此不管测量模型多么复杂，只要紧紧抓住评定的对象是输出量，为了得到输出量的不确定度必须对输入量各个击破就行了，千万不能漫无目标地想到哪里评到哪里，有许多不确定度评定案例，包括一些规程/规范的评定示例都犯了想到哪评到哪，即便写了测量模型也置测量模型与不顾，岂有不出错之理？
　　测量模型I=U/R中没有输入量I1，两个输入量U和R分别来自标准电压表和标准电阻，而这两个标准器的信息完全可以由检定证书或检定规程查得，当然再搞什么A类评定就是多余，就是犯傻了。评定不确定度不用考虑那么复杂，只要识别输入量一个一个地评估即可，评估时首先问一下自己，这个输入量是通过什么测得或查得的，它的信息我知道吗？知道了，用B类评定简简单单一除就解决问题，不知道就不能瞎评，必须多花点钱，多费点时间，多费点精力，老老实实地做重复性实验进行A类评定。

高涵

通常情况下，由于每一个独立测量结果已受到分辨力的影响，因此只需考虑重复性引入的不确定度分量而不必考虑测量仪器的分辨力对测量结果的影响。只有当测量仪器的分辨力较大时，由仪器的分辨力所引入不确定度分量大于重复性引入的不确定度分量时，才需要考虑分辨力所引入不确定度分量，而不必考虑重复性引入的不确定度分量。总之，在不确定度评定中只取两者中较大的。

规矩湾锦苑

罗曼 发表于 2016-7-18 10:20
我的理解是：重复性和分辨力都反应了仪器对于变化的感应能力，在我们进行重复性实验的时候，仪器显示的示 ...

　　一台测量设备的重复性和分辨力肯定小于其示值允差，因此这台测量设备各计量特性给测量结果引入的不确定度分量中，示值允差引入的分量最大，往往是考虑了示值允差引入的不确定度分量，就没有必要再考虑其分辨力和重复性引入的分量。同一台测量设备的分辨力和重复性哪个大，则不好说，例如游标量具的分辨力误差远大于重复性误差，而千分尺的重复性误差则有可能大于分辨力误差。这种情况下取大舍小就显得很有必要。但正因为示值允差总是大于重复性和分辨力，所以即便在重复性与分辨力之间选择错误，虽然每个人的评定结果不同，也不会使最终评定结果发生颠覆性错误。

规矩湾锦苑

高涵 发表于 2016-7-18 14:53
通常情况下，由于每一个独立测量结果已受到分辨力的影响，因此只需考虑重复性引入的不确定度分量而不必考 ...

　　你说的很对。但，B类评定极其简单，不需要另外花成本，而A类评定不花钱。不花时间和精力是没办法进行的，因此一般只要能够B类评定的，傻子才会去做A类评定。分辨力信息是非常容易获得的，重复性则必须做N多次实验，所以人们宁可用分辨力评估，也不愿意用重复性评估。当然也有很负责任的不确定度评定者两种评定都做，然后取大舍小，其工作质量无可挑剔，工作精神也是可嘉的，但工作效率却是低下的。

罗曼

规矩湾锦苑 发表于 2016-7-18 15:13
　　你说的很对。但，B类评定极其简单，不需要另外花成本，而A类评定不花钱。不花时间和精力是没办法进行 ...

我们上次考核的时候，对于常用玻璃量器用称量法做校准的时候，评审专家就说在评不确定度的时候需要做A类，因为我们一般只做一次，后来专家说，重复性这一项需要在平时做实验，记录数据。与其提前做实验，还不如每校一支做三次，用极差法，工作量随之增加了不少。

规矩湾锦苑

罗曼 发表于 2016-7-21 09:42
我们上次考核的时候，对于常用玻璃量器用称量法做校准的时候，评审专家就说在评不确定度的时候需要做A类 ...

　　常用玻璃量器用称量法做校准的时候，要看测量模型是什么。如果只是校准玻璃量器的容积就用不着A类评定，如果是校准玻璃量器的示值误差就必须作A类评定。
　　A类评定可以现评现做，也可以利于历史实验数据，还可以直接采纳历史评定结果。但如果使用历史资料或历史评定结果，极差法的数据并不适用，因为极差法的重复实验次数太少，代表性不足，建议使用10次以上重复实验的结果，最起码不能少于6次重复实验。

罗曼

规矩湾锦苑 发表于 2016-7-21 13:08
　　常用玻璃量器用称量法做校准的时候，要看测量模型是什么。如果只是校准玻璃量器的容积就用不着A类评 ...

是校准玻璃量器的容量示值误差，

规矩湾锦苑

罗曼 发表于 2016-7-22 09:25
是校准玻璃量器的容量示值误差，

　　确定被检对象是示值误差后，可查检定规程给出的检定方法，先称量空称量杯重量m0，然后在被检玻璃量器中注入受检点容积V刻度的纯水倒入称量杯称的重量m1，则可得纯水净重m，净水密度为d，则量杯容积V的示值误差测量模型为：Δ＝V－(m1－m0)/d。测量模型中有V、m1、m0、d等四个输入量，输出量量杯容积示值误差的不确定度将有四个不确定度分量，不能多也不能少。
　　其中输入量m1、m0来自天平的称量，输入量d来自纯水的纯度，其信息均可获得或查到，用B类评定足矣。但来自输入量V的不确定度分量由被检量杯读数引入，被检量杯的信息检定前无法知道，就应该使用A类评定方法，所以，“评审专家就说在评不确定度的时候需要做A类”。而这种A类评定的重复性实验必须是对同一个被测对象，“校一支做三次，用极差法”，只适合于这个量杯，因此必须“每校一支做三次”。如果事前对某一只量杯做10次重复性实验，得到标准偏差，以后都用这个“预评估”结果，不再重复评估，哪种方法更省事呢？

罗曼

规矩湾锦苑 发表于 2016-7-22 19:26
　　确定被检对象是示值误差后，可查检定规程给出的检定方法，先称量空称量杯重量m0，然后在被检玻璃量器 ...

收到，主要是平时没想着做，

张红军

学习了，感谢分享

xiaoyover

受教了，感谢解答的兄弟们！