计量论坛

 找回密码
 成为会员

QQ登录

只需一步,快速开始

搜索
查看: 5348|回复: 1

[概念] 校准中的几种误差(不确定度)分辨

[复制链接]
发表于 2016-10-22 17:28:02 | 显示全部楼层 |阅读模式

立刻注册计量论坛 交流工作中的点滴

您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?成为会员

x
本帖最后由 史锦顺 于 2016-10-22 17:58 编辑

-
                       校准中的几种误差不确定度)分辨
-
                                                                                                  史锦顺
-
(一)系统误差的符号问题
       本网有人问:示值误差为正,可否省略正号?
       所问的问题,没有说明是什么地方的“示值”,这个“示值”是干什么用的,不好回答。
       这个问题的背后,可能隐藏着一些混淆。这不是某个人的问题,而是不确定度理论本身的通病。需要称说“不确定度”的地方很多,性质各异,量值差异也很大,而仅仅有一个不确定度,还规定必须叫“测量不确定度”,不再加前缀或后缀的测量不确定度,实在应付不了那么多差事。
       这种风气也传染到对误差的称说。
       按现行校准的规范,校准的主要任务是确定修正值。修正值必须是“系统误差”的负值。由于不确定度理论莫名其妙地否定两类测量的划分,于是把“修正值是系统误差的负值”,模糊地称为“修正值是示值误差的反号”,这是很错误的。因为示值误差包括两部分,一部分是系统误差,一部分是随机误差。系统误差是恒值,可以修正;而随机误差是随机变量,是不能修正的。
       校准中,经多次重复测量(例如20次),取示值的平均值。重复测量的目的,是减小乃至消除随机误差。系统误差值等于示值平均值减计量标准的标称值。修正值等于系统误差的负值。由于系统误差值是供修正用的,正负号极其重要,因此要写出正负号。(上世纪六十年代,国家计量院温度室的一个检定员,就是因为填错修正值的正负号而受通报处分。国家计量院因送检单位的申述,追查并处理。)
-
(二)现行校准证书上的U95是什么
       现行校准业务给出的扩展不确定度U95,就是测定系统误差时的误差范围。该项不确定度(下面简称的U95)由被检仪器的示值平均值的标准偏差、被检仪器的分辨力误差(二者中取大者),计量标准的误差合成。
       这是个揭示事物本质的重要判别,是个有重要应用意义的精辟论断。规矩湾先生不识货,反对这一观点。他的根据是本本上的定义。而笔者的根据是事实。哪个有道理,是不难鉴别的。背书,算什么本事?研究的着眼点是事实,最高的原则是符合客观规律。
-
(三)U95不是计量的误差
       检定中要判别合格性;校准中,应用户要求,要声明符合性(就是合格性)。根据什么来判别合格性呢?
       误差量的特点是“绝对性”和“上限性”。计量要判别被检仪器的合格性,就要找到示值误差绝对值的最大可能值|Δ|max并用它来判别合格性。合格的条件为:
               |Δ|max ≤ MPEV – R                                                           (1)   
       式中,MPEV是被计量仪器的指标值,即最大允许误差的绝对值。R是计量标准的误差范围。
       公式(1)的左侧,是实际测量到的被检仪器示值误差的综合值。包括系统误差的测得值,示值平均值的随机误差(σ),示值的随机误差(σ),仪器分辨力误差。
-
       《JJF1094-2002 仪器特性评定》的合格性判别公式,相当于公式(1)中R标的项是U95;《cnas-GL27 声明检测或校准结果及与规范符合性的指南》中用的待定区的半宽,也是U95。这个U95,内容包括被检仪器的重复性、分辨力以及计量标准的误差范围。这个U95,从它包含的内容可以判定,它是测定系统误差时的误差范围(修正值的不确定度),而不是计量的误差。U95比计量误差(等于计量标准的误差R)大得多,用U95代替(1)式中的R是错误的。
-
       以上,对误差量的误解与不恰当的应用,推行不确定度论以来,在计量界是普遍存在的。
       本文强调指出:计量工作者要辨别清楚,校准中的各项不同的误差。名字怎么叫,只是形式问题,而必须弄清的问题是:各自包含的内容、各自的用途。
-
(四)校准的操作
       一台仪器,由计量部门计量。在计量中,因为有计量标准(标称值代表真值,由此而引入的误差是计量误差)经重复测量,记录并经统计计算,得到下列值:
       1)系列示值Mi
       2)示值平均值M
       1)系统误差值
               β = M–B   
       2)标准偏差σ
       3)平均值的标准偏差σ
       4)随机误差范围3σ
       5)当分辨力误差起主要作用时,要调节标准的输出值,使示值误差最大。
-
(五)校准中的各种误差值
       1)计量误差范围,等于计量标准(包括标准的附属设备)
               R= R                                                                             (2)
       2)仪器的误差范围(准确度,与MPEV相应,即|Δ|max),又称仪器不确定度
               R = √[β2+(3σ)2+(3σ)2 ]                                                (3)
       3)仪器的系统误差值β(其负值是修正值)
               β = M– B                                                                         (4)
       4)测定系统误差时的误差范围
               R =√[(3σ)2  + R2 + 分辨力误差2 ]                              (5)
       5)修正后,测量仪器的误差范围
               R =√[(3σ)2  + R2  + 分辨力误差2 + (3σ)2]                   (6)
-
(六)校准中,不确定度理论的错误认识
       校准中的U95,是有特定内容的。即由仪器示值重复性、分辨力误差与计量标准的误差范围构成。这个特定内容说明,此特定U95是测定系统误差的误差范围值。而现行不确定度理论,误当成一般的测量结果的可信性,称作“校准不确定度”,产生了严重的错误与误解。
       A)合格性判别中,把有特定内容的U95当成计量误差,当成待定区的半宽,是错误的。
       B)校准中给出这个有特定内容的不确定度,没有说明它是测定系统误差时的误差。用户可能误解成是被检仪器的误差范围。
-
(七)校准证书应给出的误差值(不确定度)
       1 不修正的合格性判别
       1.1 按公式(3),给出测量仪器的误差范围实测值。
       1.2 按公式(1),判别合格性。
-
       2 修正
       2.1 按公式(4)给出修正值(-β)
       2.2 按公式(5)给出修正值的误差范围值(修正值的扩展不确定度)
       2.3 按公式(6)给出修正后仪器的误差范围值(仪器修正后的扩展不确定度)
-
       不确定度理论的扩展不确定度,本质就是误差理论的误差范围。只称为测量不确定度或扩展不确定度,没法表明其适用的场所,没法区分其表达的内容。
-






补充内容 (2016-10-22 18:47):
(四)中的小项编号出错。不涉及实际内容。

补充内容 (2016-10-22 21:15):
第9行“两类测量的划分”应为“两类测量误差的划分”。
发表于 2016-10-22 21:48:57 | 显示全部楼层
本帖最后由 规矩湾锦苑 于 2016-10-22 21:51 编辑

  不确定度既不是误差,也不是修正值,而是校准结果的可信性。校准中的U95,是有特定内容的。但却不是“由仪器示值重复性、分辨力误差与计量标准的误差范围构成”,而是“由被校仪器示值重复性、分辨力误差与计量标准的误差范围引起”。被校仪器示值重复性、分辨力误差与计量标准的误差范围给校准结果引入了测量不确定度,而不是由它们构成了不确定度,它们都属于“误差”,由它们构成的仍然是“误差”,而不是“不确定度”。
  史老师说“U95不是计量的误差”,“合格性判别中,把有特定内容的U95当成计量误差,当成待定区的半宽,是错误的”,此话非常正确。“校准中给出这个有特定内容的不确定度,没有说明它是测定系统误差时的误差。用户可能误解成是被检仪器的误差范围”,这是用户错误理解了术语“不确定度”的定义,不是“不确定度”的错,是用户混淆了“误差”和“不确定度”两个概念。不确定度不能用来评判被校对像合格不合格,而是用来评判校准数据值不值得采信的,同样误差用来评判被校对像合格不合格,不能用来评判校准结果值不值得相信。
您需要登录后才可以回帖 登录 | 成为会员

本版积分规则

小黑屋|手机版|Archiver|计量论坛 ( 闽ICP备06005787号-1—304所 )
电话:0592-5613810 QQ:473647 微信:gfjlbbs闽公网安备 35020602000072号

GMT+8, 2024-4-20 03:15 , Processed in 0.053733 second(s), 20 queries .

Powered by Discuz! X3.4

Copyright © 2001-2023, Tencent Cloud.

快速回复 返回顶部 返回列表