JJF1597-2016直流稳定电源校准附录A的疑问

吴下阿蒙

JJF1597-2016直流稳定电源校准规范附录A为不确定度评定示例，我在看A,2直流电压测量值不确定度评定时，有一个问题。

A2.2标准不确定度来源中2.2.1b标准电压表测量重复性引入的分量和2.2.2b被校直流稳定电源测量重复性引入的分量 它们两者是否存在相关性？？
因为我之前发帖询问过，我犯过这种错误被论坛的前辈指出来过。
即标准电压表测量结果的重复性变化，和被校直流稳定电源测量重复性变化应该是对应的，都有很大原因是电源每次输出的电压值波动造成的。我们计算重复性引入的分量时应该选用测量结果（即两者的差值）做为重复性分量，而如果按规程中这样分别考虑，它们之间没有相关性吗？

JJF1597-2016 http://www.gfjl.org/forum.php?mo ... ght=JJF%2B1597-2016

botang007

电源的重复性，由电源自身短期稳定性决定；电压表的重复性由电压表的短期稳定性决定，两个独立的仪器，怎会有想关呢？
重复性经由高一级的仪器考核得到：电压表一般可以考核电源的重复性，而电压表自己的重复性需要更高等级的标准源去考核。

oldfish

应该用测量结果来计算重复性，如果非要把标准和被测分开算，我想不明白怎么算，也完全没必要啊。

oldfish

botang007 发表于 2018-4-20 20:24
电源的重复性，由电源自身短期稳定性决定；电压表的重复性由电压表的短期稳定性决定，两个独立的仪器，怎会 ...

单独考虑标准和被测的重复性没意义，因为二者重复性都很小也可能导致测量结果重复性比二者的重复性都大；二者都大也可能导致测量结果重复性比二者都小。所以应该关注测量结果的重复性，分别考虑二者没意义。

规矩湾锦苑

oldfish 发表于 2018-4-21 20:00
应该用测量结果来计算重复性，如果非要把标准和被测分开算，我想不明白怎么算，也完全没必要啊。 ...

　　JJF1059.1告诉我们不确定度分量评估要做到既不重复也不遗漏，其中4.2.7条说清楚了，“在分析测量不确定度评定时，测量模型中的每个输入量的不确定度均是输出量的不确定度的来源”，4.3.1.2条再次强调，“对不确定度各个分量做一个预估是必要的，测量不确定度评定的重点应放在识别并评定那些重要的、占支配地位的分量上”。
　　示值误差的测量模型简单来说是示值误差＝被检仪器读数值－计量标准读数值，对于本例，测量模型是：Δｖ＝Ｖｘ－Ｖ０。输出量是“示值误差”Δｖ，输入量有“被检仪器读数值”Ｖｘ和“计量标准读数值”Ｖ０两个。这两个输入量每个的不确定度均是输出量“被检仪器示值误差”Δｖ的不确定度来源，因此必须逐一评估，这就是要考虑二者的意义。

吴下阿蒙

botang007 发表于 2018-4-20 20:24
电源的重复性，由电源自身短期稳定性决定；电压表的重复性由电压表的短期稳定性决定，两个独立的仪器，怎会 ...

这里是求电源显示值误差的不确定度，显示值误差X是用电压表表显值U1减去电源表显值U2的，假设测量了10次，我们一般求重复性应该是10次U1-U2的差值的重复性。而规程中，分别是求U1的重复性和U2的重复性，然后两者以不相关合并。。按照测试方案，U1和U2实际是两个电压表的显示值的重复性波动（一个是外部标准电压表，一个是电源内部用于显示的电压表），这个两者都受到电源实际输出电压值波动的影响，两者是有相关性的，我这里统计过这个数据的，U1和U2的相关性非常的大（因为电压表本身的重复性远好于电源输出电压的波动，U1和U2受到电源输出电压的波动的影响非常大），这就是我产生疑问的地方。

吴下阿蒙

oldfish 发表于 2018-4-21 20:00
应该用测量结果来计算重复性，如果非要把标准和被测分开算，我想不明白怎么算，也完全没必要啊。 ...

规程是分开算的，而且表示两者不存在相关性。由于规程中给的数据不一定是真实的，没有参考性。我测试并统计过，两个表显有很大的相关性。而且从理论考虑也是如此，两个电压表表显都受到电源实际输出电压值很大的影响。

吴下阿蒙

规矩湾锦苑 发表于 2018-4-22 23:43
　　JJF1059.1告诉我们不确定度分量评估要做到既不重复也不遗漏，其中4.2.7条说清楚了，“在分析测量不确 ...

分开考虑没问题，我主要的疑问是，两者是否有相关性。

oldfish

吴下阿蒙 发表于 2018-4-23 09:33
分开考虑没问题，我主要的疑问是，两者是否有相关性。

从理论上讲，二者肯定没有相关性，两台独立的仪器，二者自身的重复性肯定没有相关性。问题是，测量重复性的方法，如果再用两台独立的仪器分别测量源和表的重复性，那就没有相关性；但你用源和表互相测，那绝对就相关了。

问题是，分别考虑源和表的重复性没意义啊，现在都讲得是“测量结果的重复性”了，不评价单台仪器了。

吴下阿蒙

oldfish 发表于 2018-4-23 09:54
从理论上讲，二者肯定没有相关性，两台独立的仪器，二者自身的重复性肯定没有相关性。问题是，测量重复性 ...

这U1和U2实际上也是测量结果的重复性，只是这个测量结果是中间过程量。

规矩湾锦苑

吴下阿蒙 发表于 2018-4-23 09:33
分开考虑没问题，我主要的疑问是，两者是否有相关性。

　　oldfish说得对，尽管每一个输入量的落脚点最终都是到输出量的测量结果上，“但从理论上讲，二者肯定没有相关性，两台独立的仪器，二者自身的重复性肯定没有相关性”。在JJF1059.1的4.4.4.1条a）款给出了两个量不相关的条件，这两个量之间的关系属于条件3），所以这两个量无关或关系甚微。

chuxp

楼主认为两个重复性分量是相关的，这个观点正确。按实验方法，两个重复性分量不仅仅相关，而且是正强相关。

不过请楼主注意，只有在标准不确定度分量在合成时，才需要考虑相关性。JJF1597采用了去除相关性的措施，就是先合成标准电压表引入的标准不确定度，此时，标准电压表引入的两个分量当然是不相关的。合成出来标准电压表引入的标准不确定度分量后，再去与被校直流电源去合成，此时，参与合成的二者又是不相关的了。

这个与JJF1059.1附录A后面的实例（最后面的那个温度计的）类似，那个实例也是先合成出标准温度计的标准不确定度，再去与其它分量合成。就是对于某些分量，参与过两次合成。

楼主如果有时间，可以按你的理解，把校准规范中的那个范例重新计算一下。就是用3个分量直接合成，而不是先合成标准电压表的。然后考虑相关性，按正相关，相关系数为1重新合成各个分量，看看结果怎么样。

        据说结果基本一致。

csln

chuxp 发表于 2018-4-24 09:47
楼主认为两个重复性分量是相关的观点正确。按实验方法，两个重复性分量不仅仅相关，而且是正强相关。

不过 ...

楼主认为两个重复性分量是相关的观点正确。按实验方法，两个重复性分量不仅仅相关，而且是正强相关。

这个建议再斟酌一下，用电压表测量稳压电源，电压表的重复性、稳压电源的重复性，相当于两个随机量，两个随机量应该是不相关的

chuxp

csln 发表于 2018-4-24 09:59
楼主认为两个重复性分量是相关的观点正确。按实验方法，两个重复性分量不仅仅相关，而且是正强相关。

这 ...

嗯，我觉得，从物理机制分析，此时实际上是用两个电压表同时测量同一个无输出指示的电压源，这两个电压表的示值好像应该是相关的吧？

就是直流稳定电源都是带个电压表来指示输出电压，通常都是并联在输出端口。

吴下阿蒙

csln 发表于 2018-4-24 09:59
楼主认为两个重复性分量是相关的观点正确。按实验方法，两个重复性分量不仅仅相关，而且是正强相关。

这 ...

这里面的重复性都是测量结果（中间量）的重复性。比如标准电压表显示值的重复性，其即包含标准电压表本身的重复性，也受到被测电源输出电压值波动的影响，还有环境等等。被测电源的电压表显示值的重复性也是如此。两者除了本身的重复性，其他分类都是相关的，如果被测电源输出电压波动的影响比两电压表本身重复性分量大的多（实际上也是这样），那么规范中的两个量相关性应该很大的。

csln

chuxp 发表于 2018-4-24 10:04
嗯，我觉得，从物理机制分析，此时实际上是用两个电压表同时测量同一个无输出指示的电压源，这两个电压表 ...

若如你所说稳压电源的结构，两个电压表示值是相关的，但两个电压表的示值重复性却是不相关的，若细分，稳压电源的指示电压表表现出来的重复性又分无指示稳压电源输出电压的重复性和指示电压表的重复性，这两个重复性也是不相关的

这几个重复性的来源分别是测量用标准电压表内基准电压重复性、稳压电源本身重复性、稳压电源指示电压表内基准电压重复性，这几个随机量是各自独立的，所以不相关

chuxp

csln 发表于 2018-4-24 11:05
若如你所说稳压电源的结构，两个电压表示值是相关的，但两个电压表的示值重复性却是不相关的，若细分，稳 ...

同意你的观点。严谨地分析起来，的确如你所言。比如用一个5位半和一个6位半分别测量5720A输出的10V。

        可能稳压电源的校准比较粗糙，被检表总是连接在输出端口，不能独立分离出来，标准表又不是用更稳定的源来考核重复性，导致各个因素混杂在一起，无法分离。

        因而，当大家参照校准规范后面的范例来实验，并且评估不确定度时，都能发现稳压电源电压输出的重复性，远远大于标准电压表的重复性。分别对标准表和被校表进行的两次重复性实验结果，实际上只不过相当于两次测量稳压电源输出的重复性。两次测量同一个东西，结果肯定是相关的，这个就是楼主发现的问题。当然从严格意义上说，这些结果大概也不能认为是电压表的重复性。

        但作为规定的统一方法，还是可以得到最终校准结果的扩展不确定度，这样子看，校准规范如此规定，也还是切实可行的。

路云

吴下阿蒙 发表于 2018-4-22 13:26
这里是求电源显示值误差的不确定度，显示值误差X是用电压表表显值U1减去电源表显值U2的，假设测量了10次 ...

按照测试方案，U1和U2实际是两个电压表的显示值的重复性波动(一个是外部标准电压表，一个是电源内部用于显示的电压表)，这个两者都受到电源实际输出电压值波动的影响，两者是有相关性的，我这里统计过这个数据的，U1和U2的相关性非常的大(因为电压表本身的重复性远好于电源输出电压的波动，U1和U2受到电源输出电压的波动的影响非常大)，这就是我产生疑问的地方。

根据您的上述表述，我个人认为U1和U2之间是不相关的。它只表明U1与U2这两个表的示值都与两表之外的第三个因素(电源的实际输出电压的波动)相关。也就是说，电源的实际输出电压的波动，会导致U1和U2的波动。但假设电源的实际输出电压很稳定，U1的波动并不是因为U2的波动所导致的，同理U2的波动也不是因为U1的波动所导致的，都是因为各自的计量性能所导致。所以我认为U1与U2之间是不相关的。

吴下阿蒙

路云 发表于 2018-4-25 22:49
按照测试方案，U1和U2实际是两个电压表的显示值的重复性波动(一个是外部标准电压表，一个是电源内部用于 ...

但假设电源的实际输出电压很稳定，但一般情况被检电源的实际输出的波动是远大于电压表本身的重复性的。退一步说，两者的相关性与源的实际输出电压的波动是有关系的。那么是否相关可以用1059中的公式计算，两个电压表的多次测试数据完全可以用这个公式计算出相关系数，如果计算出相关系数为约为0，再说两者不相关不是更好嘛？规程中直接给出两者不相关的道理在哪呢？

路云

吴下阿蒙 发表于 2018-4-25 13:12
但假设电源的实际输出电压很稳定，但一般情况被检电源的实际输出的波动是远大于电压表本身的 ...

你现在不是两个变量U1和U2，而是三个变量，还有一个就是电源的实际输出电压E，只不过E没有定量的指示出来。相关系数是指两个随机变量之间依赖程度的定量表征。实际上U1的变化并不依赖于U2，U2的变化也不依赖于U1，两者都分别依赖于E的稳定性和其仪表本身的“重复性”性能。用U1、U2来计算相关性实际上是将其中之一取代了E，得到的计算结果不为零，实际上反映的是与E的相关性。

吴下阿蒙

路云 发表于 2018-4-26 18:55
你现在不是两个变量U1和U2，而是三个变量，还有一个就是电源的实际输出电压E，只不过E没有定量的指示出来 ...

A和B都受到了C的影响，那么A和B相关嘛？退一步说，A和B都受到了C的影响,那么能说A和B必然不相关嘛？如果不是必然不相关的话，那么合成是自己需要计算或说明一番吧。。

路云

吴下阿蒙 发表于 2018-4-26 21:47
A和B都受到了C的影响，那么A和B相关嘛？退一步说，A和B都受到了C的影响,那么能说A和B必然不相关嘛？如果 ...

A和B都受到了C的影响，A与B之间未必相关。相不相关要看A的变化会不会导致B也同步发生变化(除去其它因素的影响)，反之亦然。如果某表的示值不稳定，不会导致另一表的示值也不稳定(相对于原来的状态)，那就说明两者不相关。否则就应该认为两者相关。

oldfish

吴下阿蒙 发表于 2018-4-27 17:47
A和B都受到了C的影响，那么A和B相关嘛？退一步说，A和B都受到了C的影响,那么能说A和B必然不相关嘛？如果 ...

有一点我没搞明白，就是你为什么非要把相关性算得那么清楚，可是明明有可以避免相关性的方法你却不用。因为相关系数在实际中本来就不容易计算，所以大家都在尽量避免相关性。

吴下阿蒙

oldfish 发表于 2018-4-29 13:53
有一点我没搞明白，就是你为什么非要把相关性算得那么清楚，可是明明有可以避免相关性的方法你却不用。因 ...

我们讨论的是规范里面的方法。规避的方法我也知道，直接用差值的重复性就可以了，但规范里没有这样做啊。我只是讨论规范里的方法是否需要考虑相关性？规范的方法总不能模棱两可吧。

oldfish

吴下阿蒙 发表于 2018-5-2 09:13
我们讨论的是规范里面的方法。规避的方法我也知道，直接用差值的重复性就可以了，但规范里没有这样做啊。 ...

嗯，晓得了。
因为之前也看过你发的一个关于欧姆定律的类似的相关性的帖子，所以才有疑问。