校准结果中不确定度与误差的关系

三用表校准仪的校准证书中,用来校准的计量标准器有1、数字多用表，计量特性：DCV：±0.0003%；DCA：±0.0025% ;2、高精度多功能交直流标准表，计量特性：0.02级。校准结果中直流电压50V量程的示值5.077V;实际值:5.0762V;误差:+0.001;允许误差:±0.007,说明中给出的直流电压Urel=0.001%。想请教专家们，标准装置中的计量特性与给出的不确定度和误差之间的关系是怎样的？实际值：5.0762V的不确定度是5.0762×0.001%吗？0.001%是包括哪几项不确定度分量?假如不确定度的值大于误差值允许吗?

没有看明白，所以更无法发表见解
　　测量不确定度是评价测量过程好坏的一个参数。你可以把校准过程看成一个测量过程。你应该说清楚这个测量过程的被测对象（物）是什么，被测参数是什么（包括它的大小和允许误差要求），测量过程所使用的测量设备（包括它的计量特性）是什么。如：
　　１．已经知道你的被测参数是电压，但是不知道被测参数的范围，也不清楚被测对象是你的三用表校准仪，还是你用三用表校准仪校准的另一台仪表？如果是另一台仪表，检定规程或校准规范对它的计量要求是什么？
　　２．使用的测量设备是数字多用表（DCV：±0.0003%）吗？
　　３．“校准结果中直流电压50V量程的示值5.077V;实际值:5.0762V”，“校准结果”是上级技术机构给你的，还是你给顾客的？这个结果怎么与“说明中给出的直流电压Urel=0.001%”有矛盾啊，Urel=0.001%是上级技术机构校准电压时的不确定度吗？

误差是测量结果与被测量的真值之差值，由于真值不能确定，实际上使用约定真值，因此来说误差是一个确定的量值。
而不确定度是合理地表征被测量值的分散性的与被测量值相关的参数，通常是代表在一定置信水平下被测量值的分散区间宽度，因此不确定度不是一个确定的量值。不确定度的来源有很多种情况，因此误差与不确定度没有固定的关系可以相互转换。
楼主提到的问题我的理解是：
1、标准装置中的计量特性表征的只是标准本身的不确定度；
2、本次测量的结果为5.0762V，Urel=0.001%采用的是扩展不确定度的表示方式表征本次测量的总不确定度，误差+0.001为约定真值与测量结果的差值，允许误差±0.007为厂家规定的技术指标。
3、Urel=0.001%应该包括了标准本身的不确定度分量、示值的不确定度分量，测量重复性的不确定度分量，环境温度变化引起的不确定度分量等。
4、不确定度的值大于误差值从理论上来说是有可能的，也是允许的，这主要是由于两者数据处理方式的不同而造成的。不确定度的值只要是没有超出误差限值的规定范围就不会对测量结果的判断造成影响；如果超出误差限值的规定范围则有可能是测量的过程有不合理的地方，如果测量的过程没问题，则有可能是误差限值定得不合理。

[ 本帖最后由 jingity 于 2008-9-26 12:01 编辑 ]

完全赞同你的第４条意见。看来楼主是把误差和不确定度搅和在一起了，有必要搞清楚这两个术语的真实含义。“误差是测量结果与被测量的真值之差值。”误差是一个与测量结果大小直接相关的确定的量值，在数轴上是一个点，是客观存在的。而“不确定度是合理地表征被测量值的分散性的与被测量值相关的参数”，表示测量结果的可靠程度，在数轴上是一个区间和范围，是人们根据自身掌握的知识和信息多少主观评定出来的。由此可以看出误差和不确定度风马牛不相及，互不相干。所以不确定度的值无论大于，还是小于，或者是等于误差值都是允许的。不过把“误差”变为“最大允许误差”就不一样了，这就变成了对测量结果的测量要求了。测量不确定度必须满足测量要求这是原则，测量不确定度大于最大允许误差的现象绝对不能允许发生。
至于你的２、３条是我们对楼主描述的一种理解，楼主说的意思是不是如此，还要等楼主说明，呵呵。

目前省级甚至国家计量院在一些证书中给出的不确定度数值并不是本次校准结果的测量不确定度，而是校准所使用的标准器的不确定度描述，这点请大家一定要充分注意，有许多专业都这样。
请注意楼主的这段描述：“~~校准结果中直流电压50V量程的示值5.077V;实际值:5.0762V;误差:+0.001;允许误差:±0.007,说明中给出的直流电压Urel=0.001%。~~”
？？？Urel=0.001%？？？这个显然是8508A或3458A的指标，而不可能是三用表校验仪的性能。5V的实际值仅给出到0.1mV位，怎么可能只有10万分之1的不确定度呢？
大家在评估自己所使用的标准器时往往不考虑被测仪器引入的不确定度分量，楼主介绍的是典型实例，就是你同时送一台DO30和一台5520A，给出结果的测量不确定度指标是相同的。

看不懂，能讲的再详细一点吗？

我对５楼的意见的理解：
　　Urel=0.001%，显然是上级计量技术机构标准器8508A或3458A给他们的校准结果引入的标准不确定度分量的指标，这个分量只与他们的标准器有关，不管是检定高精度的三用表校验仪，还是检定低精度的万用表，不确定度的大小都是Urel=0.001%。
　　“校准结果中直流电压50V量程的示值5.077V;实际值:5.0762V;误差:+0.001”显然是楼主送检的三用表校验仪经上级计量技术机构检定给出的校准结果，即三用表校验仪50V量程示值显示5.077V时，实际值为5.0762V，误差了:+0.001Ｖ。换算成引用误差为(0.001/50)×100%=0.002%，怎么可能只有10万分之1（即0.001%）的不确定度呢？这个:+0.001是校准结果，是直流电压50V量程的示值5.077V的误差值，它与测量不确定度毫无关系。这个校准结果将来是楼主用这台三用表校验仪检定或校准其他仪表电压值时进行测量不确定度评定时的输入信息资源之一。
　　所以５楼老师提醒我们“目前省级甚至国家计量院在一些证书中给出的不确定度数值并不是本次校准结果的测量不确定度，而是校准所使用的标准器的不确定度描述，这点请大家一定要充分注意”。严格意义上说所有校准证书中给出的不确定度值都是上级计量技术机构校准过程中所使用的标准器对校准结果引入的不确定度，这个不确定度约占校准过程总不确定度的90%，不妨就以此为校准结果的不确定度。由于他们无论校准什么仪表的电压值，只要使用的是这个标准器，而校准过程的其他因素如校准人员、环境条件、校准方法等都一样的要求，一样的控制，所以测量不确定度都是一样的Urel=0.001%。

你这样说我清楚了,但那个标准仪器的不确定度由哪些分量合成呢?可不可以说细说明一下

严格说，不是“那个标准仪器的不确定度”，是使用那个标准仪器进行检定/校准活动的不确定度。检定/校准活动就是一个测量过程，而测量过程是由人（测量人员）、机（测量设备，检定活动指标准器）、料（材料性能，如稳定性）、法（测量方法和原理）、环（测量环境）五大要素组成，这五大要素都会给测量过程带来测量不确定度分量，当然检定/校准过程也不例外。根据JJF1033-2008的术语，计量标准的不确定度是指：“在检定或校准结果的不确定度中，由计量标准所引入的不确定度分量。它包括计量标准器及配套设备所引入的不确定度分量”。计量标准器及配套设备所引入的不确定度分量当然只与标准器和配套设备的精度等级有关了。这个分量与人、料、法、环四方面的分量合成才是校准过程的不确定度。

9#量友总结的好，测量过程是由人（测量人员）、机（测量设备，检定活动指标准器）、料（材料性能，如稳定性）、法（测量方法和原理）、环（测量环境）五大要素组成，也就是说总不确定度主要也就是由这几个不确定度分量构成。
最理想的情况：测量结果数字显示，避免人眼视觉误差造成对测量结果的影响，“人”引起的不确定度就忽略不计；被校仪器稳定性很好，读数很稳定，则“料”引起的不确定度也很小；采用的方法和原理很正确，则“法”也不会带来大的不确定度；环境温度控制很好，完全满足标准仪器和被校仪器的要求，则“环”也不会带来不确定度影响；那对整个测量过程总不确定度有影响的就剩下“机”这一项不确定度分量了。
但是实际校准过程中很少有这么理想的情况出现，因此仅把标准的不确定度等价于总的不确定度是错误的，至于7#量友说的标准的不确定度约占校准过程总不确定度的90%更是无从谈起，误人子弟。
很多校准机构给的证书上往往只给出标准的不确定度，主要原因是想偷懒省事，从理论上来讲每个测量点的总不确定度都要重新计算，如果都按规定每个测量点要测量N多次，再按什么A类，B类的合成，早都累趴下了，谁愿意干！而只给出了标准的不确定度就简单了，标准的不确定度是由上一级检定或校准给出来的，直接引用就可以了，可以避免很多麻烦事情，不同的被校仪器只要是测量点相同均可以引用相同的标准的不确定度，然后测量的时候只测一次就行，至于证书该怎么理解，估计也没几个人能讲得清楚，也就蒙过去了。

[ 本帖最后由 jingity 于 2008-9-28 13:14 编辑 ]

谢谢你,你这一说我就清楚了,我一直难以理解的是有校准结果中给出的不确定度究竟是标准的不确定度还是标准的不确定度和被检器具的不确定度的合成,现在明白了,谢谢,不过还有一个问题这样只给出标准的不确定度,与理论上每个测量点都要算不确定度影响大吗?

参考我前面的经验，如果被校仪器性能非常稳定，环境控制好，方法正确，无人愿因素干扰，最终的总不确定度就不会比标准的不确定度大多少，相对影响还不大，但如果被校仪器重复性很差，环境温度控制又不好，那情况就难说了，又可能总不确定度就不会比标准的不确定度大好多倍。