校準和測量能力(CMC)

cnas-TRL-003:2015《校準和測量能力(CMC)的評定與實例》對cmc的解釋自相矛盾。
先說校準和測量能力(CMC)的定義：CNAS-CL07《測量不確定度的要求》中的定義：
    校準和測量能力（CMC）是校準實驗室在常規條件下能夠提供給客戶的校準和測量的能力。其應是在常規條件下的校準中可獲得的最小的測量不確定度。
    再說被校儀器的選擇：cnas-TRL-003:2015《校準和測量能力(CMC)的評定與實例》5.2 被校儀器的選擇    實驗室評估CMC時應選擇一臺可獲得的、按量傳關系可校準的最佳儀器作為被校儀器。
  從上述定義和被校儀器的選擇方法應這樣理解CMC：實驗室某項計量標準的CMC，是該項標準按量傳關系能校準的最好（級別最高、分度值最小）的被校儀器時所得到的測量不確定度（當然要在常規條件下）。舉個例子，按量傳關系，某個二等活塞壓力計標準裝置可開展0.2級及以下的壓力表的校準，則評估該裝置的CMC時，就應選擇一個0.2級的壓力表作為被校儀器，而不能選擇低于0.2級的壓力表。再舉個例子，某個工作用玻璃液體溫度計計量標準，可開展對分度值為0.1℃及以下（0.1、0.2、0.5、1、5）的玻璃液體溫度計的校準，則評估該裝置的CMC時，就應選擇一個分度值為0.1℃的玻璃液體溫度計作為被校儀器，而不能選擇低于0.1℃玻璃液體溫度計。
      在 CNAS出版的《校準和測量能力(CMC)的表示方式應用指南》中就有好多例子，都是選擇可開展校準的最高等級的被校儀器來評估某個檢定裝置的CMC，這與上面的解釋一致。在cnas-TRL-003:2015《校準和測量能力(CMC)的評定與實例》第40頁：附件 B 0.1 級精密壓力表校準結果的 CMC 評定例子中，計量標準裝置可開展0.1級及以下壓力表的校準（見表 8 申請認可的校準能力范圍 的限制說明 ：0.1 級及以下），該裝置CMC的評估，就是選擇0.1 級的壓力表作為被校儀器，得到的不確定度就作為該裝置的CMC。
    但是，在cnas-TRL-003:2015其他例子中，實驗室評估CMC時，被校儀器的選擇就比較隨便，看不出是選擇可開展的最高級別（或最高分度值）的被校儀器。尤其是附件 G  工作用玻璃液體溫度計校準結果的 CMC 評定：溫度的 例子。該裝置開展對分度值0.1、0.2、0.5、1、5℃玻璃液體溫度計的校準。校準不同分度值的玻璃液體溫度計得到不同的CMC（第83頁）。這就得出這樣的結論，計量標準的同一個校準項目有多個CMC，校準不同級別（或分度值）的被校儀器有不同的CMC。顯然，這種理解是有問題的。
所以，我提出，cnas-TRL-003:2015《校準和測量能力(CMC)的評定與實例》對cmc的解釋自相矛盾。

規矩灣錦苑 發表于 2016-2-25 15:43
　　第一，不同分辨力的最大允許誤差不一樣不等于準確度等級有不同，不同分辨力的玻璃液體溫度計在同一個 ...

你看錯了吧，而且您看的估計是老規程。劃—的部分表示那一種分度值不適用。

這個東西很不錯，值得學習

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確實是的，其實即便是算重復性，重復性的不確定度為0，這種情況，再考慮分辨率的不確定度就沒必要了

daijia2046 發表于 2016-11-9 14:34
我們公司就有儀器 ，直流穩壓電源，精度高，但是分辨率低，要真按規程來，算上表顯分辨率的不確定度，校 ...

這種電源的顯示值只在設定時起作用，并不會影響輸出信號應有的性能，像這種情況只需考慮它的重復性引入的不確定度分量就可以了。

285166790 發表于 2016-2-25 11:10
通常分辨力大的儀器準確度等級也比較低，分辨力小的準確度較高。分辨力不同、準確度相同的情況有但比較少 ...

我們公司就有儀器 ，直流穩壓電源，精度高，但是分辨率低，要真按規程來，算上表顯分辨率的不確定度，校準結果永遠不能滿足三分之一，誤差很小，但是不確定度很大。。。算上不確定度，都超出機器本身的精度范圍了，這樣的儀器不曉得能不能檢定

學習了，謝謝各位了啊！！！！！

　　呵呵，我基本贊成你72樓的觀點，擴展不確定度U本身是個包含區間的半寬度，之所以叫“包含區間”是因為這個區間包含了被測量的真值，U是包含有被測量真值的區間半寬。但“分辨力”不是U，也不是U的一個分量。對于數字式儀器而言，“顯示裝置的分辨力”是全寬概念，不確定度評定使用的“儀器的分辨力”是指“顯示裝置的分辨力”的半寬。
　　因此，如果分辨力是1，用于評定不確定度的是0.5。0.5引入的標準不確定度是0.29，已不再是0.5。如果包含因子取k=2，得到的U也應該是0.58或0.6，也不再是0.5。如果包含因子取k＝3，U將是0.87或0.9，更不是0.5。
　　我贊成“示值誤差的評定及不確定度不是萬能的”，但一臺儀器合格與否要用示值誤差實測值與示值誤差允許值相比較，而那個示值誤差實測值能否被采信，即能不能用來和示值允差相比較以判定儀器是否合格，就要用該示值誤差實測值的不確定度，或測得該示值誤差的測量方案的不確定度來評判。
　　也就是說誤差是用來評判被測對象合格與否的參數，不確定度是用來評判所用的示值誤差測得值能不能被采信，能不能使用的參數。誤差是測量結果或被檢儀器的計量特性，不確定度不是測量結果或被檢儀器的計量特性，而是“被”用來與測量結果“相聯系”的參數。不確定度不能用來評判被測對象合格與否，誤差也不能用來評判測量結果能否被采信。我認為這是不確定度與誤差最本質的區別，因此我也特別不贊成業內有的同行把不確定度解釋為誤差范圍或誤差的一部分，不贊成不確定度評定理論屬于發展了的誤差分析理論，不贊成不確定度理論與誤差理論存在著理論重疊和你死我活。

規矩灣錦苑 發表于 2016-3-14 11:23
　　你說得很對啊，呵呵，不過這都是常規情況下的做法。
　　關于包含因子k的含意問題，我曾講過不確定度 ...

我上個帖子寫錯了，下個帖子已經更正了。我所說兩倍，不是指的擴展因子乘以2，與那個無關，也不一定是2。而是說擴展不確定度U本身只是包含區間的半寬度，既然我們的合成結果最終是半寬度，自然在合成之初引入的分辨力也是半寬度。如果輸入量只有分辨力一項的話，那么如果分辨力是1，合成后的U是0.5，整個包含區間還是1。
正常功能的數顯儀器是有四舍五入的功能的，這也是數顯表類規程中常常有示值切換點檢查的項目的原因，如果一臺儀器基本的功能有問題，那么其它項目也就沒有校準的必要了，評定不確定度更是多此一舉。總的來說，示值誤差的評定及不確定度不是萬能的，一臺儀器合格與否要進行綜合考評。

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                           從“分辨力”到“分辨力誤差”的計算
                                                 —— 同規矩灣辯論（2）
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                                                                                                               史錦順
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       鑒于通用數字式頻率計的分辨力的確定性（沒有人的因素、不進行四舍五入處理），這里進一步談談從數字式頻率計的分辨力到分辨力誤差的計算。
       處理工程問題，明確物理意義是重要的，但用數學的方法，有時則更簡單、更嚴格。
       從分辨力到分辨力誤差的計算，數學上，就是解簡單的絕對值方程。
       “數字式‘儀器的分辨力’是‘引起相應示值產生可覺察到變化的被測量的最小變化’（見JJF1001-2011的7.14）。” 數字頻率計的分辨力“1”是可顯示數字間的最小差距，就是最低位的一個字代表的量。數字式頻率計顯示的數是測得值，測得值與被測量的真值之差就是誤差元。分辨力形成的誤差元，可能正，也可能負，可能大些，也可能小些。但絕對值不會大于1。
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（一）從分辨力到分辨力誤差的數學公式
       分辨力的符號用D代表，r(分)代表分辨力的誤差元。R代表分辨力的誤差范圍。
                D = 1
                D =|r(分)|max = R
                |r(分)|max = 1                                                                   （1）
       設顯示值（測得值）是M，輸入量（被測量）的真值是Z。有
                r(分) = M-Z
則（1）式變為
               |M-Z|max =1                                                                      （2）
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A 著眼于全區間
       著眼于全區間，解絕對值方程（1）
       當r(分)＞0（即M＞Z）時
                r(分)上 ≤ 1                                                                        （3）
       當r(分)＜0（即M＜Z＝時
                -r(分)下 ≤ 1
       即有
                r(分)下 ≥ -1                                                                       （4）
       綜合（3）式（4）式，有
                -1 ≤ r(分) ≤ +1                                                                  （5）
       公式（5）表成r(分)的區間表達式為
                [-1，+1]                                                                            （6）
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B 只計邊界點
       只著眼于邊界點，解絕對值方程（1）
       當r(分)＞0（即M＞Z）時
                r(分)上  = 1                                                                       （7）
       當r(分)＜0（即M＜Z＝時
                -r(分)下 = 1
       即有
                r(分)下 = -1                                                                       （8）
       綜合（7）式（8）式，有
              r(分) = ±1                                                                           （9）
       （9）式是通用計數式頻率計的著名的“±1分辨力誤差公式”，是時頻測量計量界人人皆知的基本常識。
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（二）數字式頻率計的分辨力與分辨力誤差
       數字式頻率計的基本原理，是在取樣時間τ內，計被測信號脈沖數N。
       被測量的信號的正弦波，經過放大整形，變成窄脈沖，一個窄脈沖代表一個周期。
       頻率計內的晶振，經過分頻，變成有標準時間間隔的窄脈沖。標準時間間隔的窄脈沖，控制頻率計閘門的開放時間。閘門的開放時間，簡稱閘門時間，就是頻率測量的采樣時間。采樣時間通常取時間單位“秒”的10進整倍數或分倍數。通常所取的采樣時間是1ms、10ms、100ms、1s、10s、100s。
       小數點的位置對應1ms采樣時間，表示1個脈沖代表1kHz。各采樣時間，對應不同的小數點的位置。相應的頻率示值除以10或乘以10，用小數點的移位來完成，很方便。
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       數字式頻率計的基本原理就是在標準的閘門時間內數被測頻率的脈沖數。
       被測頻率1.1Hz，即周期0.9秒，在1秒的閘門時間中，可能出現兩個脈沖，測得值2Hz，誤差為+0.9Hz。若被測頻率是0.9Hz，即周期為1.1秒，在1秒的閘門時間中，可能一個脈沖都不出現，測得值0Hz，誤差為-0.9Hz。
       若被測頻率是1.01Hz，測得值可能為2Hz，誤差最大可能是+0.99Hz；被測頻率是0.99Hz，測得值可能為0Hz，誤差的極端值是-0.99Hz。因而，當采樣時間為1秒時，計數器一個字的分辨力的區間是[-1Hz，+1Hz]，區間的半寬是1Hz。
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       設一臺通用計數式頻率計，在低頻段10Hz附近測頻時，系統誤差可略，隨機誤差可略，最低位以下沒有四舍五入功能。在此條件下，頻率計誤差取決于分辨力。秒采樣，單位Hz，如下表

                    增頻操作的一種可能情況                      減頻操作的一種可能情況
            f入（真值）    M(示)    示值誤差r(分)            M(示)          示值誤差r(分)
               0.0                0               0                          0                  0
               0.5                0              -0.5                       1                 +0.5
               1.0                1               0                          1                  0
               5.0                5               0                          5                  0
               8.0                8               0                          8                  0
               8.9                8              -0.9                       9                 +0.1
               9.0                9               0                          9                  0
               9.1                9              -0.1                      10                +0.9
               9.2                9              -0.2                      10                +0.8
               9.3                9              -0.3                      10                +0.7  
               9.4                9              -0.4                      10                +0.6
               9.5                9              -0.5                      10                +0.5
               9.6                9              -0.6                      10                +0.4
               9.7                9              -0.7                      10                +0.3
               9.8                9              -0.8                      10                +0.2
               9.9                9              -0.9                      10                +0.1
             10.0               10               0                         10                  0
             10.1               10              -0.1                      11                +0.9
             10.2               10              -0.2                      11                +0.8
             10.3               10              -0.3                      11                +0.7
             10.4               10              -0.4                      11                +0.6
             10.5               10              -0.5                      11                +0.5
             10.6               10              -0.6                      11                +0.4
             10.7               10              -0.7                      11                +0.3
             10.8               10              -0.8                      11                +0.2
             10.9               10              -0.9                      11                +0.1
             11.0               11               0                         11                  0
             11.1               11              -0.1                      12                +0.9

       表中黑體字部分說明，分辨力是1Hz，分辨力誤差是-0.9Hz到+0.9Hz。（進一步提高標準頻率的分辨力，則分辨力誤差近于-1Hz到近于+1Hz）。
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（三）GUM關于數字儀器的分辨力誤差說法是錯誤的
GUM  F2.2.1 數字指示的分辨力
       數字儀器的不確定度來源之一是其指示裝置的分辨力。例如，即使指示為理想重復，重復性所貢獻的測量不確定度仍然不為零，因為儀器的輸入信號在一個已知區間內變動，卻給出同樣的指示。如果指示裝置的分辨力為δx，產生某一指示X的激勵源的值以等概率落在X-(δx/2) 到X+(δx/2) 區間內。
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【史評】
      δx是絕對值，區間的半寬應為δx，而不是δx/2。GUM的說法是錯誤的。
      同一示值（10）、可能輸入值（被測量真值為9.1到10.9）、示值誤差（-0.9到+0.9），如上表的黑體字部分。
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（四）樣板評定的錯誤
       葉德培先生樣板評定實例（《測量不確定度評定與表示指南》P92）：頻率計 0.1秒采樣。即閘門時間為0.1秒。計數器每記得1，代表10Hz。由此，區間半寬是10 Hz。樣板評定照搬GUM的說教，將10Hz除以2，得5Hz，做為區間半寬，這是不對的。
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補充內容 (2016-3-14 18:10):
（3）式下一行之“ 當r(分)＜0（即M＜Z＝時 ”     應為   “ 當r(分)＜0（即M＜Z）時”。

csln 發表于 2016-3-14 11:48
那就按您說的嚴密的輸入、輸出評評看

　　輸入、輸出的嚴密性非常簡單，實事求是給出就行了。因此，請看清楚我說的話，我沒有說您的輸入、輸出不嚴密。我說的是老兄所說的“合成標準不確定度就一個分辨力項”這句話并不嚴密。
　　我認為，您應該明確“就一個分辨力”，是指輸出量（被測對象）的，還是某個輸入量的。“分辨力”不應該是“合成標準不確定度”的一個項，它不應該有“分辨力”這一項，合成標準不確定度只有哪一個輸入量的分辨力或被測對象的分辨力引入了一個分量。分辨力不是不確定度的分量，是產生某一個不確定度分量這個結果的“因”，是標準不確定度分量的合成，分辨力不能參與不確定度的合成。

csln 發表于 2016-3-14 11:45
GUM說數字測量儀器分辨力為δx，測量重復性為0時，分辨力引入標準不確度分量為0.29δx，同你們的理由風馬 ...

請問，您認為GUM說的0.29的理由是什么呢？

規矩灣錦苑 發表于 2016-3-14 11:39
　　討論問題不必說氣話。合成標準不確定度的屬性是指輸出量的合成標準不確定度，分辨力大多數情況下是屬 ...

那就按您說的嚴密的輸入、輸出評評看

規矩灣錦苑 發表于 2016-3-14 11:39
　　討論問題不必說氣話。合成標準不確定度的屬性是指輸出量的合成標準不確定度，分辨力大多數情況下是屬 ...

GUM說數字測量儀器分辨力為δx，測量重復性為0時，分辨力引入標準不確度分量為0.29δx，同你們的理由風馬牛不相及

csln 發表于 2016-3-14 11:30
一派胡言、胡說八道（僅對您說的：您說得很對啊）

您評個分辨力引入的不確定度試試看

　　討論問題不必說氣話。合成標準不確定度的屬性是指輸出量的合成標準不確定度，分辨力大多數情況下是屬于輸入量的，當校準儀器的示值誤差時，被測對象的分辨力也會給輸出量（示值誤差）的不確定度引入一個分量。因此，老兄所說的“合成標準不確定度就一個分辨力項”并不嚴密，這種情況也不存在。我說的觀點雖然不一定就對，如果老兄能夠直言謬誤所在，我將衷心感謝。

規矩灣錦苑 發表于 2016-3-14 11:23
　　你說得很對啊，呵呵，不過這都是常規情況下的做法。
　　關于包含因子k的含意問題，我曾講過不確定度 ...

一派胡言、胡說八道（針對：您說得很對啊）

您評個分辨力引入的不確定度試試看

把問題簡單化，假定合成標準不確定度就一個分辨力項，數字儀表分辨力是1，看看評出來U的包含區間是多少

285166790 發表于 2016-3-13 18:43
我們上班么人沒時間寫那么長的網絡內容，長話短說，我們所求的u只是區間的半寬度，最后要×2得U才是完整 ...

　　你說得很對啊，呵呵，不過這都是常規情況下的做法。
　　關于包含因子k的含意問題，我曾講過不確定度評定是對測量工程的安全性評價，用來評判測量方案是否可信或稱可靠，即是否可用，以避免錯用不可信、不可靠的測量結果給被測對象的誤判帶來風險。不確定度評定中的包含因子k就好比是安全系數。在工程設計中為了計算方便，各要素的安全系數都折算成1，要變成施工方案時再乘以工程的安全系數要求k。測量工程也如此，在對其不確定度評定過程中，每個輸入量的安全系數（包含因子）k都應折算成1，要用于測量工程的實施時，輸出量的合成標準不確定度應再乘以輸出量的安全系數k，得到輸出量的擴展不確定度U。所以包含因子k=1的不確定度叫標準不確定度，k＞1的不確定度叫擴展不確定度。一般而言，標準不確定度用于測量工程（方案）的不確定度分析，擴展不確定度用于測量工程的實施，測量方案或測量結果能否用于測量工程，要用擴展不確定度U與測量工程的控制限T（測量設備校準是MPEV）相比較。
　　關于包含因子的取值問題，你們評定不確定度時，取各輸入量U的半寬（k＝2）是常規，但不一定完全對，有時標準或供方給定的測量方案或結果ｋ≠２，例如有的規定k＝1.98、2.1、3等等，就必須除以給定的k，未給定時可除以2。合成后的標準不確定度計算擴展不確定度，你們乘以2也是常規，乘以2也是國際上的一般慣例，但前提條件也是k沒有給定，如果標準或顧客給定了，就應乘以給定的k。值得注意的是，各輸入量的k不一定全相同，輸出量的k大多數情況下與輸入量的k也不相同，并非一個2就是所有參數的k，k的取值大小與參數自身的重要性和風險性密切相關，k與包含概率和分布形式密切相關。

285166790 發表于 2016-3-13 18:43
我們上班么人沒時間寫那么長的網絡內容，長話短說，我們所求的u只是區間的半寬度，最后要×2得U才是完整 ...

寫錯了一點，擴展不確定U是只是區間半寬度，整個區間大小是U的兩倍

史錦順 發表于 2016-3-11 09:31
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       不知先生心目中的“基本框架”是什么。有見解要說出來，否則就是空話、廢話。
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我們上班么人沒時間寫那么長的網絡內容，長話短說，我們所求的u只是區間的半寬度，最后要×2得U才是完整得區間大小，所以我們在合成標準不確定度時，分辨率要除以2。