求《环境试验设备温度波动度测量不确定度评定》一文

求《中国计量》杂志2021年第2期《环境试验设备温度波动度测量不确定度评定》一文。

有版友帮到了我！

刘老师，您觉得这个不确定度评定分析得对吗？

我有几个疑问：
1、是不是有数学公式，就能用来作为数学模型，计算不确定度，不用考虑实际的意义？
2、波动度本身就是一个区间，不确定度也是一个区间，波动度的不确定度是个什么东西？
3、如果分析是对的，正负号后面的MAX岂不是多余的。
4、最大值与最小值强相关，那么他们的重复性会不会也强相关。
5、计算重复性为单次实验标准偏差，那么与最大值和最小值的重复性一样吗？

闲道散人 发表于 2021-3-23 17:19
刘老师，您觉得这个不确定度评定分析得对吗？

我觉得该评定是对的。

闲道散人 发表于 2021-3-23 17:41
我有几个疑问：
1、是不是有数学公式，就能用来作为数学模型，计算不确定度，不用考虑实际的意义？
2、波动 ...

你的疑问，我会一一与你探讨的。

闲道散人 发表于 2021-3-23 17:41
我有几个疑问：
1、是不是有数学公式，就能用来作为数学模型，计算不确定度，不用考虑实际的意义？
2、波动 ...

1、是不是有数学公式，就能用来作为数学模型，计算不确定度，不用考虑实际的意义？
答：当然不是有数学公式，就能用来作为数学模型，评定测量不确定度，不用考虑实际的意义。而是要根据所需测量的结果，也称输出量（函数值）与能计算出该测量结果（函数值）的各输入量（自变量）的函数表达式，这才是测量的数学模型。
2、波动度本身就是一个区间，不确定度也是一个区间，波动度的不确定度是个什么东西？
答：波动度本身就是一个区间，但我们给出结果时，关注的是该区间的边界。波动度的不确定度的不确业度，指的就是该边界可能落在的区间。
3、如果分析是对的，正负号后面的MAX岂不是多余的。
答：你说的是该MAX： 它是要求找出所有测量中最大的最大值与最小值之差哦。
4、最大值与最小值强相关，那么他们的重复性会不会也强相关。
答：重复性是用来反映多次测量分散性的，不存在相关性。为了更好的理解该问题，强相关情况的不确定度评定，可以类比误差理论中的误抵消和误差叠加：当y = x1 + x2（且x1与x2很相近时），误差叠加；反之当y = x1 - x2（且x1与x2很相近时），误差抵消。
5、计算重复性为单次实验标准偏差，那么与最大值和最小值的重复性一样吗？
答：计算单次实验标准偏差表示重复性时，本身就是同一列数列，最大值和最小值只是从中选出来的，所以重复性是一样。

有研究认为恒温槽的温度波动分布与正态分布一致

如果Y=avg(X)，那么重复性的不确定度分量就要取1/n标准差；那么Y=max(X)，为什么就不取1/n标准差呢？max同样计算了n次测量的结果。

闲道散人 发表于 2021-3-23 17:41
我有几个疑问：
1、是不是有数学公式，就能用来作为数学模型，计算不确定度，不用考虑实际的意义？
2、波动 ...

对不起！在这里：
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5、计算重复性为单次实验标准偏差，那么与最大值和最小值的重复性一样吗？
答：计算单次实验标准偏差表示重复性时，本身就是同一列数列，最大值和最小值只是从中选出来的，所以重复性是一样。
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       欠思考了，最大值与最小值不是一列数，应该采用合并标准偏差进行评定，见JJF1059.1--2012。

bajieluck 发表于 2021-3-24 14:34
如果Y=avg(X)，那么重复性的不确定度分量就要取1/n标准差；那么Y=max(X)，为什么就不取1/n标准差呢？max同 ...

bajieluck 发表于 2021-3-24 14:34
如果Y=avg(X)，那么重复性的不确定度分量就要取1/n标准差；那么Y=max(X)，为什么就不取1/n标准差呢？max同 ...

如果Y=avg(X)，那么重复性的不确定度分量就要取1/n标准差；那么Y=max(X)，为什么就不取1/n标准差呢？max同样计算了n次测量的结果。
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JJF1033—2016给出：

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你说“max同样计算了n次测量的结果”是什么意思，我没看明白。

刘彦刚 发表于 2021-3-23 14:25
有版友帮到了我！

感谢分享。

这个不确定度评定还是有几点疑惑的
1. tmax的重复性测量。
评定中提到测量16次得到的数据，这16组数据每次都是tmax？ 有没有tmin  ？
有没有可能某个点在某一时间内是tmax，某一时间又是tmin?
tmin同理。
2. tmax与tmin由于是同一标准器测得，肯定相关，但是为什么一定是强相关？强相关怎么会是相互抵消呢？
我记得在注册计量师案例中有个直角三角形，两边长是同一设备测得，求 斜边的长度 。 这也是由同一设备测得的2个数据，所以也是相关的，最后给出的结果并不是强相关，也不可能抵消 、难道是案例错误了？

刘彦刚 发表于 2021-3-25 02:01
如果Y=avg(X)，那么重复性的不确定度分量就要取1/n标准差；那么Y=max(X)，为什么就不取1/n标准差呢？max ...

max是16次测量数据的最大值，不能简单的认为是单次测量结果，从而直接用贝塞尔公式计算重复性的实验标准差吧。
至少max和单次测量还是有点儿区别的。

bajieluck 发表于 2021-3-25 15:11
max是16次测量数据的最大值，不能简单的认为是单次测量结果，从而直接用贝塞尔公式计算重复性的实验标准 ...

你说的对，后来我才想明白你的意思，所以我给出了：
对不起！在这里：
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5、计算重复性为单次实验标准偏差，那么与最大值和最小值的重复性一样吗？
答：计算单次实验标准偏差表示重复性时，本身就是同一列数列，最大值和最小值只是从中选出来的，所以重复性是一样。
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       欠思考了，最大值与最小值不是一列数，应该采用合并标准偏差进行评定，见JJF1059.1--2012。

bajieluck 发表于 2021-3-25 15:11
max是16次测量数据的最大值，不能简单的认为是单次测量结果，从而直接用贝塞尔公式计算重复性的实验标准 ...

max是16次测量数据的最大值，不能简单的认为是单次测量结果，从而直接用贝塞尔公式计算重复性的实验标准差吧。
答：是的，是测出了16个9个（请允许我以9个测点为例）测点中的最大值，但作为最终给出结果时，是选其中max与min差最大的那一个max作为结果给出。因为此时涉及到9列数据，我也只想到用合并标准偏差，而不能仅用那一列数，直接用贝塞尔公式计算重复性的实验标准差。
至少max和单次测量还是有点儿区别的。
答：首先要区别单次测量，与n次测量后选其中某个值作为结果。前者应该无从讨论重复性，后者才有将n次测得值用贝塞尔公式计算重复性的实验标准差，当以n次测得值中某个值报出时，这个值不管是其中最大值，还是任意某个值，都是以算得重复性的实验标准差为重复性分量，当以n次测得值的平均值作为结果报出时，自然是以实验标准差除以根号n后为重复性分量。

237358527 发表于 2021-3-25 10:32
这个不确定度评定还是有几点疑惑的
1. tmax的重复性测量。
评定中提到测量16次得到的数据，这16组数据每次 ...

这个不确定度评定还是有几点疑惑的
1. tmax的重复性测量。
       评定中提到测量16次得到的数据，这16组数据每次都是tmax？ 有没有tmin  ？
       有没有可能某个点在某一时间内是tmax，某一时间又是tmin?
       tmin同理。
答：你要结合着JJF1101--2019来看该文，其实这16次数据，是在9列（请允许我以9列为例）中去提取的，在这9列中每次都有最大值和最小值，每次我们都进行一次都进行一次tmax与tmin之差的计算，最后取最大的tmax与tmin之差的一半，并冠以±作为结果报出。
       有没有可能某个点在某一时间内是tmax，某一时间又是tmin，理论上不排除，也就是说对于我们的校准和校准后的数据处理，以及测量不确定度评定时，出现这样的情况，我们完全可以认为是合法的数据，完全可以正常进行校准和校准后的数据处理，以及测量不确定度评定。但实际上是不可能的，环境温度、湿度试验设备，说具体些对于某个干燥箱或培养箱，温度湿度不均匀的情况基本上是固定的，那个位高就会一直高的。
       tmin同理。
2. tmax与tmin由于是同一标准器测得，肯定相关，但是为什么一定是强相关？强相关怎么会是相互抵消呢？
我记得在注册计量师案例中有个直角三角形，两边长是同一设备测得，求 斜边的长度 。 这也是由同一设备测得的2个数据，所以也是相关的，最后给出的结果并不是强相关，也不可能抵消 、难道是案例错误了？
答：因为我工作时，依据的都是JJF1101--2003，tmax与tmin由于是同一标准器测得，但那时仅考察中心点；而现在的JJF1101--2019，tmax与tmin也是同一标准器（工业铂热电阻）测得的，但要考察所有测点。仍存在相关性。
       对于JJF1101--2003，温度波动度为：

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
       对于JJF1101--2019，温度波动度为：
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

       因为tmax与tmin由于是同一标准器测得，所以具有相关性，又因为对于升温已达到稳定状态后的、正常的干燥箱或培养箱来说，tmax与tmin不会很大，或者说tmax与tmin很接近，所以可以判为强相关。
       对于你说的直角三角形，两边长是同一设备测得，求斜边的长度 。 是的，这也是由同一设备测得的2个数据，但题中没有说两直角边长很接近，所以只能判定为相关，但不能说正强相关，或者说相关系数接近+1。而且在这里测量模型是c = 根号a平方与b平方和，所以即使相关系数接近+1，也不能抵消。

刘彦刚 发表于 2021-3-26 04:32
这个不确定度评定还是有几点疑惑的
1. tmax的重复性测量。
       评定中提到测量16次得到的数据，这16组 ...

我看错了。温度波动性原来是由 环境实验设备 中心点 一段时间内的tmax 与tmin
但是，我还是认为
1. 在一段时间内所有的温度数据中挑选出tmax与tmin 然后用贝塞尔公式算出重复性。这不知道符合 贝塞尔公式的适用范围？
2. 既然是  中心点 一段时间内的tmax 与tmin 那么必然是由一台设备测得数据，必然存在相关性。 至于你说的强相关也好，相关性抵消也好。
我个人认为应该由 实验 证明或者 数据计算得到，而不是 人为想想。这样子会造成 不确定度偏小。
最后，我不是从事 温度校准这块的，但是我认为 不确定度是相通的，无论什么专业都是适用不确定度原则的。

感谢交流，谢谢！

237358527 发表于 2021-3-26 08:05
我看错了。温度波动性原来是由 环境实验设备 中心点 一段时间内的tmax 与tmin
但是，我还是认为
1. 在一 ...

       因为我工作时该规范是2003版，而2019版与之前有改进，受2003版的影响让我对2019的理解出现了些偏差，认清后我现对原回复进行了修订。见谅！
       你接下来的帖文：
       我看错了。温度波动性原来是由 环境实验设备 中心点 一段时间内的tmax 与tmin
       但是，我还是认为
       1. 在一段时间内所有的温度数据中挑选出tmax与tmin 然后用贝塞尔公式算出重复性。这不知道符合 贝塞尔公式的适用范围？
       2. 既然是  中心点 一段时间内的tmax 与tmin 那么必然是由一台设备测得数据，必然存在相关性。 至于你说的强相关也好，相关性抵消也好。
       我个人认为应该由 实验 证明或者 数据计算得到，而不是 人为想想。这样子会造成 不确定度偏小。
       最后，我不是从事 温度校准这块的，但是我认为 不确定度是相通的，无论什么专业都是适用不确定度原则的。

感谢交流，谢谢！

       我得晚些时间回复你哦！

237358527 发表于 2021-3-26 08:05
我看错了。温度波动性原来是由 环境实验设备 中心点 一段时间内的tmax 与tmin
但是，我还是认为
1. 在一 ...

我看错了。温度波动性原来是由 环境实验设备 中心点 一段时间内的tmax 与tmin
但是，我还是认为
1. 在一段时间内所有的温度数据中挑选出tmax与tmin 然后用贝塞尔公式算出重复性。这不知道符合 贝塞尔公式的适用范围？
2. 既然是  中心点 一段时间内的tmax 与tmin 那么必然是由一台设备测得数据，必然存在相关性。 至于你说的强相关也好，相关性抵消也好。
我个人认为应该由 实验 证明或者 数据计算得到，而不是 人为想想。这样子会造成 不确定度偏小。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
       为了集中注意力讨论人的关切，我们就以JJF1101--2003版给出的为例，温度波动度由环境实验设备中心点，一段时间内的tmax 与tmin之并的一半，并冠以±号给出。
1. 在一段时间内所有的温度数据中挑选出tmax与tmin 然后用贝塞尔公式算出重复性。这不知道符合 贝塞尔公式的适用范围？
答：应该说，对于给出的一列数，用贝塞尔公式算得到的实验标准偏差，该实验标准偏差就能反应该列数中，任一个数的重复性，无论这个数是该列数中的最大值，还是最小值都适应。这样说，不知我说明白了吗？
2. 既然是  中心点 一段时间内的tmax 与tmin 那么必然是由一台设备测得数据，必然存在相关性。 至于你说的强相关也好，相关性抵消也好。我个人认为应该由 实验 证明或者 数据计算得到，而不是 人为想想。这样子会造成 不确定度偏小。
答：我能理解，在这里让你不放心的是标准器的量传不确定度分量被抵消了。在这里会出现该情况得有两个前提：一是测量模型主体是y = x1 - x2 的形式，而我们这里的温度波动度的测量模型 ，正是这样。二是x1和x2是同一计量器具测量，且两者很接近。
      为了能更好地理解该问题，在上述该强相关情况的不确定度评定，可以类比误差理论中的误叠加和误差抵消：当y = x1 + x2（且x1与x2很相近时），误差叠加；反之当y = x1 - x2（且x1与x2很相近时），误差抵消。  

我认为这个评定不正确，意义也不大。
首先，由于温度传感器的响应有滞后，同时数据记录的时间间隔又比较长，测量得到的最大值会偏小，最小值会偏大，这会使得计算的差值偏小，也就是说，本来按规程的做法就会存在系统性误差，这个没有在评定过程中有反映；
其次，用作者提供的标准器16次重复性测量数据做曲线图，可看出明显不符合稳态、正态随机分布规律。

刘彦刚 发表于 2021-3-27 03:46
我看错了。温度波动性原来是由 环境实验设备 中心点 一段时间内的tmax 与tmin
但是，我还是认为
1. 在一 ...

1.
这个测量重复性问题 ，我的意见还是不同的。
因为在这16个数据中，有随机的max值与min值 。
如果按照你的观点，假如有组数据：1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2...
那我是不是可以这么说，max的重复性为0？min的重复性也为0？ 这显然不合理。
2.
这个问题，y=a-b 中 a,b为同一仪器测得，这个是 强相关，相关性为0 的，

我没有看到过相关案例，不做评价。


如果你有其他案例，可以发出来看看，我学习一下。

1.
这个测量重复性问题 ，我的意见还是不同的。
因为在这16个数据中，有随机的max值与min值 。
如果按照你的观点，假如有组数据：1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2...
那我是不是可以这么说，max的重复性为0？min的重复性也为0？ 这显然不合理。
答：如果我没算错的话max和min的重复性都是0.513。

237358527 发表于 2021-3-29 15:58
1.
这个测量重复性问题 ，我的意见还是不同的。
因为在这16个数据中，有随机的max值与min值 。

2.这个问题，y=a-b 中 a,b为同一仪器测得，这个是 强相关，相关性为0 的，我没有看到过相关案例，不做评价。如果你有其他案例，可以发出来看看，我学习一下。
答：y=a-b 中 a,b为同一仪器测得（且a与b很接近）。
       对于测量不确定度来说由于该仪器量传误差引入的不确定度分量，正强相关，相关系数接近+1，量传误差引入的不确定度分量代数和合成；
       对于误差理论，该仪器量传的误差会基本抵消。