在B类不确定度评估时，如何用经“计量确认”的设备的数据

最近在修改公司内部的不确定度评估的程序文件，想请教一些问题：
我们公司是电气领域的检测实验室，参考了cnas 编写的电器领域不确定度评估指南，基本都是利用仪器最大允差MPE 或准确度等级来进行B类分量的评定；但是这类评定方法会将扩展不确定度评的很大；
考虑到我们公司的设备大都是送外部计量机构进行示值误差的校准（非检定），因此我在程序文件里面有一段是这样写的：

如选择对测试结果(算术平均值)稍后不作示值误差修正，根据JJF 1059.1-2012中3.12条款注1的解释，将未作修正的部分，作为不确定度分量处理。此时参考仪器校准证书示值误差Δ和扩展不确定度Ucalibration，即利用“计量确认”的偏差最大的点进行评定：
考虑CVHA约定值混合法理论|Δ|+U95≤MPEV；(U95是示值误差的扩展不确定度，MPEV是最大允许误差的绝对值)，可得如下：
半宽a=|Δ| + Ucalibration ；  
uB1（标准不确定度）= a / k；
以及仪器/环境的稳定性、波动度、读数…引起的B类其他分量的标准不确定度(uB2...uB3...)

除去需要承担一定的风险，我不确定这种描述是否正确？

另外我看了我们母公司检测实验室（欧洲）写的不确定度评估指南，在测量结果不作示值误差修正情况下，他们定义的uB标准不确定度=|Δ| + (Ucalibration/k) ，这个和我上面的理解有些出入,不知道大家是怎样理解的？

uB标准不确定度=|Δ| + (Ucalibration/k) ，不确定度为什么会和示值误差Δ有关系？？？？？求解。。。

基本都是利用仪器最大允差MPE 或准确度等级来进行B类分量的评定；但是这类评定方法会将扩展不确定度评的很大。在使用仪器标称值时就是要引入MPEV的，使用校准证书的修正值使用的话，使用校准证书给出的扩展不确定度，这个一般比仪器的MPEV要小，比如1豪欧0.01级电阻，使用其标称值1豪欧的话，评定时就必须引入MPEV=0.01%,而如果你用校准证书中的实测值（假设校准证书实测值1.00001毫欧，扩展不确定度0.005%，k=2），那么评定时只需引入0.005%即可。但像万用表这种，你不可能还加修正值用的。。。如果你评定出来很大，那确实就是很大，得提高标准器的等级。

我们实验室检测结果基本都不加修正值，此外仪器基本都是走的校准报告（非检定，需要内部计量工程师判定），很多仪器都是自己开发的研发设备，很难找到设备手册上给出的最大允差，一般设备开发时提的要求就是产品标准规定的允差限；我们母公司的不确定度评定方法中，对于检测结果不修正的情况，将该修正值考虑到B类分量，但我也不太清楚那个公示的来源；我自己的理解就是把|修正值|+校准报告的扩展不确定度作为半宽a，即缩小范围的最大允差MPEV；然后除以估计分布得到来源于仪器设备的B类标准不确定度；

　　恕我直言，文件错误地把误差概念的|Δ| 与不确定度概念U混淆了。误差与允差比较用以评判被校仪器的合格性，不确定度与允差的1/3比较用以评判校准数据的可信性，误差与不确定度是两个本质上完全不同的概念，各有各的用处，不能相互混淆。
　　当不能满足U/MPEV≤1/3时，表示校准数据不可信，不能用于被校仪器的合格性评判，而必须用U压缩最大允差绝对值MPEV，即新的最大允差绝对值变为MPEV′＝MPEV－U。评判被校仪器合格性的标准是|Δ|≤MPEV，就要改为|Δ|≤MPEV′＝MPEV－U，于是可得U≤MPEV－|Δ|或MPEV≥|Δ|＋U，这就是你的公式“|Δ|+U95≤MPEV”和“半宽a=|Δ| + Ucalibration”的来源。你的公式没有摆脱评判被校仪器合格性的误差概念，仍是用来评判被校仪器合格性的，不是用来评判被校仪器校准值是否可信的，即不是用来评定不确定度的。
　　计量确认基于误差理论，其定义核心是“确保测量设备(的计量特性)符合预期使用要求"，计量特性是检定/校准证书给出的测得值Δ或规程/规范规定的最大允差绝对值|Δ|，预期使用要求是指图纸工艺、检验规范、作业指导书等规定的控制限T，Δ、|Δ|、和T是确认员必须执行的，而不容确认员改变，这和不确定度评定是评定人员根据有用信息的主观估计也完全不同，我们的文件不应该试图将计量确认的结果与不确定度评定扯在一起。

谢谢版主提醒概念理解上的一些混淆；但我还有一个问题是，既然通过计量确认可以在承担一定的风险下，存在缩小仪器原有最大允差范围的可能性，假设这个更高等级对应的MPEV 可以得到内部计量员的确认，那我们还是可以用这个缩小的MPEV 去评价B类不确定度的，对吧？ 那既然|Δ| 和MPEV 存在小于等于的关系，那在对结果不修正的情况下，还岂不是还是可以用 半宽a=|Δ|，uB1（标准不确定度）= a / k 去处理B类不确定度吗；

@版主：你的这个帖子里面也确实提到用缩小的 MPEV 进行不确定度评定http://www.gfjl.org/thread-187373-1-1.html
只是我考虑用半宽a=|Δ| 评定可以比 MPEV 更小； 另外在我看到的中国计量上的一篇文章“”正确应用示值误差和测量结果不确定度概念“ 的文章也提到“为了获得测量仪器不确定度分量，可以选择的典型值方法来代替整个仪器的不确定度....因此通过测量或检定确定偏差最大的点进行评定....”
http://wenku.baidu.com/link?url= ... K5KuaaKsABJt7ELgb9W

darkcat_xu 发表于 2016-10-26 12:41
@版主：你的这个帖子里面也确实提到用缩小的 MPEV 进行不确定度评定http://www.gfjl.org/thread-187373-1-1 ...

　　MPEV是指测量设备的最大允差绝对值，在使用MPEV时一定要注意这个MPEV属于谁。当MPEV属于检定/校准测量设备所用的计量标准时，被校测量设备的示值误差是被测量，计量标准的MPEV就是其“计量特性”，计量标准的计量特性将给被校测量设备的检定结果引入不确定度分量，简称为“测量设备的不确定度”或直接称为计量标准的不确定度，此时MPEV是引入不确定度的重要因素，应该使用MPEV评估检定/校准结果的测量不确定度。因为这个不确定度分量占据校准结果不确定度的绝大部分，因此“为了获得测量仪器不确定度分量，可以选择的典型值方法来代替整个仪器的不确定度....因此通过测量或检定确定偏差最大的点进行评定....”，或者干脆就将MPEV近似地当成校准结果的不确定度。这就是你所说的一个情况。
　　当MPEV属于被检测量设备的最大允差绝对值时，这个MPEV是评判被检测量设备是否合格的标准，检定结果需要与这个MPEV比较，以确定该测量设备是否合格，这个MPEV与检定方法的可信性无关，绝对不能用于其检定方法的不确定度评定。但这个MPEV却是评判检定方法是否可信的标准。检定方法的不确定度评定结果不能大于这个MPEV的1/3，1/3以下的，检定结果值得采信，可以使用，1/3以上的，检定结果不可信，不能用来评判被检测量设备是否合格。这就是MPEV与不确定度评定无关的情况。

darkcat_xu 发表于 2016-10-26 11:28
谢谢版主提醒概念理解上的一些混淆；但我还有一个问题是，既然通过计量确认可以在承担一定的风险下，存在缩 ...

　　然后，我们再来看你在顶楼提的问题。“参考仪器校准证书示值误差Δ和扩展不确定度Ucalibration，即利用‘计量确认’的偏差最大的点进行评定”，“计量确认”的概念是使用校准结果得到的计量特性与被测参数的控制限相比较，前提条件是校准结果值得采信，不确定度的评价已经是历史，不确定度的作用已经发挥，此时控制限T或MPEV（如果被检对象是测量设备，2倍的MPEV就是被检测量设备的T）就是判定被检参数合格与否的指标，是纯误差的概念，没有丝毫不确定度的含义，而不能用于不确定度的评定。
　　但如果是评定使用该测量设备对产品被测参数实施测量时，测量方案或测量结果的不确定度，这个测量设备的MPEV就又成为测量结果不确定度产生的主因，必须用于不确定度评定。图纸工艺、操作规范规定的被测参数的控制限T，就相当于检定过程中被检测量设备的MPEV了，所用测量设备的MPEV则相当于检定过程中计量标准的MPEV。
　　所以MPEV能不能用于不确定度评定不能简单回答，不能只看表面，一定要搞清楚它属于所用测量设备（检定/校准为计量标准），还是属于被测对象（检定/校准为被检测量设备）。

@版主：说一下我这边的背景，可能便于解释，我所在的地方是属于检测实验室，我们日常工作所涉及的被检对象永远是开关电器产品（日常检测就是利用仪器测量这些产品的各个参数是否在iec标准要求的范围内），最后出来的产品检测结果的不确定度结合U：T小于等于1:3 （T是产品规范限），来考核我们的测试方法是不是可信； 同时，在我们这里用的这些仪器都是经过外部计量机构校准的（但由于很多都是内部自己开发或定制的仪器，仪器手册MPEV是没有的，计量工程师只能将校准证书示值误差参考产品对应的iec 标准给出的试验允差的要求做计量符合性判断），我关心的是当我们对外出具的产品性能的检测报告需要包含不确定度时，我们内部对B类分量评估的考量，是需要考虑来着仪器的不确定度分量的影响的，按照一般原则，我清楚是用仪器的mpev来评价最合适，但对我们的情况这个值太大（如上解释，因为是内部研发的设备，没有仪器手册写mpev，而是参考来自iec标准的允差范围），所以提出在不用修正值修正示值误差的情况下，是否可以用仪器校准证书的示值误差最大值来代替那个比较大的mpev（来源于iec标准）做评定；

darkcat_xu 发表于 2016-10-26 23:43
@版主：说一下我这边的背景，可能便于解释，我所在的地方是属于检测实验室，我们日常工作所涉及的被检对象 ...

　　你们是检测实验室，那么测量过程实施是你们的主要工作，而不是计量校准工作。计量校准大多数采用外来服务完成，也可以内部自校完成。测量过程的实施主要还是是测量设备的使用，如你所说主要就是“使用仪器测量这些产品的各个参数是否在iec标准要求的范围内”，因此判定测量设备能不能用是你们计量工作中一个重头戏，这个工作就是当前国际上流行的“计量确认”。
　　日常工作中，你们用产品检测结果的不确定度结合U/T≤1/3 考核测试方法的可信性，从而完成计量确认，是完全正确的。公式中T是产品规范限（控制限），U是测量过程的不确定度。其中U可用所用测量设备的计量特性引入的不确定度分量U1取代，因为U1≈U。而在量值的大小上所用测量设备的MPEV≈U1，所以计量确认使用的近似判别式可以写为：MPEV/T≤1/3。请一定注意这里的MPEV是检测产品使用测量设备的MPEV，不是检定该测量设备使用的计量标准的MPEV。
　　问题是“由于很多都是内部自己开发或定制的仪器，仪器手册MPEV是没有的”，因此“只能参考产品对应的iec 标准给出的试验允差的要求做计量符合性判断”，这个工作在当前流行的测量管理体系中叫“计量要求导出”。你关心的是“对外出具的产品性能的检测报告需要包含不确定度时”如何评估检测方案的不确定度。只要你们导出了所用测量设备的计量要求，它就等同于检定规程给出的MPEV，用这个计量要求评估其给检测方案引入的不确定度分量即可。
　　现在你感觉“这个值太大”，是因为你们没有将计量要求导出做完，你们做了“参考来自iec标准的允差范围”的识别工作，这是计量要求导出的第一步，识别“顾客的要求”，你们还应该由顾客的要求按1/3原则导出测量过程的计量要求，再导出所用测量设备的计量要求，然后才能根据导出的测量设备计量要求评估检测方案的测量不确定度，而不能用仪器校准证书的示值误差最大值来代替那个比较大的mpev（来源于iec标准）做不确定度评定。

@版主 感谢答复， 对于你提到的有 “所用测量设备MPEV≈U1≈U“， 我有一些不同看法；因为在我们评定检测结果的质量的时候，那个U不光看"所用测量设备的计量特性引入的不确定度分量", 还要评估A 类重复性分量（在产品身上多次重复测量），B类里面仪器MPEV只是其中一个分量，还有其他B类分量（例如人为读数分辨力，稳压源/环境波动...），综合所有A、B类分量。。。进而得到Uc, Up， 因此我理解U/T≤1/3 的要求很难直接用MPEV/T≤1/3 来代替；
还有一点想请教：因为我们不是校准实验室，所以不太清楚你提到的“还应该由顾客的要求按1/3原则导出测量过程的计量要求，再导出所用测量设备的计量要求“ 有具体哪本计量标准或国标提到吗？（我们实验室应该没有做你提到第二步，所以我想了解一下）

darkcat_xu 发表于 2016-10-26 23:43
@版主：说一下我这边的背景，可能便于解释，我所在的地方是属于检测实验室，我们日常工作所涉及的被检对象 ...

你这么一说 ，我可能有些理解，uB标准不确定度=|Δ| + (Ucalibration/k) 的含义了。

假设一次电压值标称值是10V，校准报告测出结果为：实测值10.02V,不确定读U=0.05,K=2。那么这个结果的意思是标称值10V时，实际值应该在10+0.02-0.05~10+0.02+0.05之间概率为95%。那么0.02+0.05，即|Δ| + (Ucalibration) 实际上就是电压值标称值10V实际95%可能的偏差上限，个人认为把这个作为上限使用比较好，就是楼主顶楼给出的半宽a=|Δ| + Ucalibration ；。如果贵公司uB标准不确定度=|Δ| + (Ucalibration/k)是这么算的话，那么实际使用的上限为扩展不确定度U=2uB,那么就是U=2|Δ| + (Ucalibration).k=2，这个上限更大于|Δ| + (Ucalibration) ，从保守层面是可行的。其实这么使用就是使用了修正值和校准报告中不确定度，只是这个表述有点问题。

在不知仪器实际MPEV的情况下，就应该使用校准值和U，由于校准值=标称值+误差|Δ|，即必须同时考虑校准报告中误差|Δ|和U。

你提出的方法：所以提出在不用修正值修正示值误差的情况下，是否可以用仪器校准证书的示值误差最大值来代替那个比较大的mpev（来源于iec标准）做评定；个人认为明显是不合适的

吴下阿蒙 发表于 2016-10-27 16:11
你这么一说 ，我可能有些理解，uB标准不确定度=|Δ| + (Ucalibration/k) 的含义了。

假设一次电压值标称 ...

你提到的例子“假设一次电压值标称值是10V，校准报告测出结果为：实测值10.02V,不确定读U=0.05,K=2。那么这个结果的意思是标称值10V时，实际值应该在10+0.02-0.05~10+0.02+0.05之间概率为95%。那么0.02+0.05，即|Δ| + (Ucalibration) 实际上就是电压值标称值10V实际95%可能的偏差上限，个人认为把这个作为上限使用比较好，就是楼主顶楼给出的半宽a=|Δ| + Ucalibration ； 的确就是我的本意；我们母公司的方法uB标准不确定度=|Δ| + (Ucalibration/k) 计算出来的上限会更高，因此不确定度会更大；（我也不了解他们的出处）
我也一直纠结uB 在没有mpev 的情况下的来源问题；由于我们实验室的仪器是不做检定的，都是校准，因此校准结果给出的示值误差和U给出了仪器可能触及的上下限，并且我们通常不利用校准报告对产品的测试结果做修正，所以提出半宽a=|Δ| + Ucalibration， 然后uB=a/k

其实楼主的问题可以这样理解：
1.使用最大允许误差或准确度等级来评定B类分量，是安全和保守的做法，而使用仪器设备的校准结果来评定B类不确定度，也是可以的，只是风险大一些，评定出来的结果是会小一些；
2.通常不确定度评定是在试验条件下做重复性后评定的，平时发证书是可以直接使用，如果条件不变可以不需重新评定，如果采用第二种评定B类不确定度。因每年仪器设备的校准结果不同，不确定度就需要重新评定，采用第一种方法，仪器设备校准后不需重新评定。

darkcat_xu 发表于 2016-10-27 20:20
你提到的例子“假设一次电压值标称值是10V，校准报告测出结果为：实测值10.02V,不确定读U=0.05,K=2。那么 ...

在没有MEPV的时候，使用修正值和校准报告的U，这个是没有问题的。你提到的并且我们通常不利用校准报告对产品的测试结果做修正，所以提出半宽a=|Δ| + Ucalibration， 然后uB=a/k中，不使用修正值，但在半宽中加入了|Δ| ，在数据结果理论上应该是更大的。比如之前的例子中（标称值10V,Δ=0.02V,U=0.05V,k=2),那么按照正常的使用修正值和校准报告的U，其结果应该是9.97V~10.07V。而按照半宽a=|Δ| + Ucalibration，计算半宽为0.07V，结果为9.93V~10.07V,这范围比前者大。而按照你们公司的公式ub=|Δ| + Ucalibration，这个范围就更大了。

公司订立的MPEV和内部limit的方式是各种各样的，但有一点，它必然比|Δ| + Ucalibration大，即Δ<mpev-Ucalibration的管控是最起码的要求，比如可能要求Δ<（mpev-Ucalibration）X80%（mpev是对外宣称的最大允许误差，Ucalibration为测试的扩展不确定度）,即在公司内检时，测试误差Δ在mpev-Ucalibration的80%内才判定合格。如果贵公司的管控是按照|Δ|<（mpev-Ucalibration）/k来运转的话，那么实际对外宣传的MPEV=k|Δ|+Ucalibration（此次Δ为公司内部管控的最大误差limit限）,那么在引入仪器标准不确定度uB=MPEV/k=|Δ|+Ucalibration/k 。当然这是我个人的推测，你可以详细询问下你们工程师，你们内控的limit是如何管控的

|Δ|应当取仪器说明书或者是实验手册上要求的仪器指标，不是校准证书的误差最大值。母公司的公式似乎有些道理，因为MPEV和U的k值是不一样的。

“还应该由顾客的要求按1/3原则导出测量过程的计量要求，再导出所用测量设备的计量要求“ 有具体哪本计量标准或国标提到吗？
答：ISO10012：2003，测量管理体系标准。

guojy 发表于 2016-10-28 17:29
“还应该由顾客的要求按1/3原则导出测量过程的计量要求，再导出所用测量设备的计量要求“ 有具体哪本计量标 ...

感谢，回去研读一下

guojy 发表于 2016-10-28 17:29
“还应该由顾客的要求按1/3原则导出测量过程的计量要求，再导出所用测量设备的计量要求“ 有具体哪本计量标 ...

看了一下这本iso 标准，感觉客户计量要求CMR 是随客户要求变化的，并没有提到1/3的原则；我就是不太了解1/3的要求在哪个标准有提及？

darkcat_xu 发表于 2016-10-29 20:39
看了一下这本iso 标准，感觉客户计量要求CMR 是随客户要求变化的，并没有提到1/3的原则；我就是不太了解1 ...

　　客户计量要求CMR的确是随客户要求变化的，不同的客户，同一个客户用于不同的测量过程，计量要求CMR也就各不相同，因此标准说“顾客的计量要求是顾客根据相应的生产过程规定的测量要求”，同一个测量设备被确认可以用于某个测量过程，不一定就可以用于另一个测量过程。
　　至于1/3原则是技术上的原则，GB/T19022是计量管理标准，是关于测量管理体系建立和运行的标准，因此不会在管理标准中提及具体的技术判定原则。1/3原则是计量学的基本原则，意思是测量过程与生产过程在产品控制限所占比例不能超过1/3，要把2/3以上的控制限留给生产者，以在确保产品质量的前提条件下，尽可能提高生产效率，降低生产成本。
　　不大于1/3的意思是越小越好，一般取1/3～1/10。1/3是满足顾客产品质量测量要求的底线，1/10是测量成本分摊的最大承受力。为确保质量且尽可能降低测量成本，风险小比值向1/3倾斜，风险大比值向1/10倾斜。测量设备的检定、校准、型式批准等测量过程风险大于一般产品检验活动的风险，因此JJF1094规定了比值取1/6。测量设备的最大允差绝对值MPEV＝T/2（T为控制限，即允许的最大值与最小值之差），所以导出了测量设备检定/校准领域中1/3原则的具体应用公式为U/MPEV≤1/3。