如何建標(biāo)-評(píng)UA評(píng)定(9)

                   如何建標(biāo)-評(píng)UA評(píng)定(9)

                                                                                         史錦順

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（一）計(jì)量界的傳統(tǒng)作法

根據(jù)儀器檢定工作的需要，單位設(shè)立某一量值項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)，簡(jiǎn)稱為“建標(biāo)”。建標(biāo)要達(dá)到一定的準(zhǔn)確度等級(jí)的要求。若計(jì)量的誤差范圍與被檢儀器的誤差范圍之比是q, 要求q值要小于1/3(如電子計(jì)量)，小于1/4(如壓力計(jì)量)，或小于1/10(如時(shí)頻計(jì)量)。

計(jì)量的誤差范圍，由計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的誤差范圍與附加誤差構(gòu)成。其中最主要的是所選標(biāo)準(zhǔn)的誤差范圍（又稱允許誤差、誤差限或準(zhǔn)確度等級(jí)）。考慮附加誤差，易于想到輔助測(cè)量?jī)x器、測(cè)量方法、環(huán)境條件、人員操作等因素，要具體分析。

計(jì)量是規(guī)范性的作業(yè)，不允許因操作不當(dāng)而引入誤差。正常人因視力限制而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)計(jì)入在測(cè)量?jī)x器誤差范圍內(nèi)，因此，計(jì)量不該有“人員誤差”這一項(xiàng)。

環(huán)境條件例如溫度、濕度、電磁干擾、振動(dòng)影響，電源電壓波動(dòng)的影響，都應(yīng)滿足計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的說(shuō)明書的環(huán)境條件要求，以保證計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。有的標(biāo)準(zhǔn)有特殊要求，例如，銫原子頻標(biāo)要求磁場(chǎng)強(qiáng)度，而原實(shí)物長(zhǎng)度基準(zhǔn)（現(xiàn)已降格）要求嚴(yán)格的環(huán)境溫度控制。計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境條件要求，在說(shuō)明書中都有說(shuō)明。在滿足環(huán)境條件要求的條件下，計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)實(shí)現(xiàn)其指標(biāo)。

計(jì)量為保證準(zhǔn)確度，一般都是直接測(cè)量，不存在方法問(wèn)題。操作者要正確使用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。

由上，單位建立計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，要滿足標(biāo)準(zhǔn)對(duì)環(huán)境的要求，要正確使用標(biāo)準(zhǔn)。在此條件下，計(jì)量誤差，有兩項(xiàng)，一是標(biāo)準(zhǔn)的誤差范圍，一是輔助儀器的誤差范圍，要選擇輔助測(cè)量?jī)x器，使其誤差可略。計(jì)量誤差范圍的確定，是送上級(jí)計(jì)量部門檢定的問(wèn)題，不是本單位評(píng)定的事。要老老實(shí)實(shí)送檢，搞花架子，沒(méi)用。

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（二）不確定度理論的“建標(biāo)與建模”

當(dāng)前在中國(guó)計(jì)量界乃至世界計(jì)量界的不確定度宣傳與貫徹，并沒(méi)有指明該如何建標(biāo)，而是集中體現(xiàn)在“建模”及隨后的不確定度分析上。如果后兩項(xiàng)分析得當(dāng)，也就實(shí)際解決了建標(biāo)的問(wèn)題了。可是，不確定度論的“建模”與不確定度計(jì)算，大部分是錯(cuò)誤的。

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GUM提出建立模型一事，但如何建立，沒(méi)細(xì)說(shuō)。國(guó)際法制計(jì)量局的一些檢定規(guī)程，規(guī)定計(jì)量中要評(píng)不確定度。誰(shuí)的不確定度?不全是計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的，也不全是被檢儀器的，似乎是二者結(jié)合中出現(xiàn)的。又規(guī)定不確定度必須小于被檢儀器允許誤差的1/3，才能進(jìn)行計(jì)量。這樣一種做法，體現(xiàn)在中國(guó)的不確定度宣貫中，就成為建標(biāo)中的“建模”，即建立模型，進(jìn)行分析，給出不確定度，要求此不確定度小于被檢儀器允許誤差的1/3。

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1 在建標(biāo)問(wèn)題上的A類評(píng)定，是手段與對(duì)象顛倒、統(tǒng)計(jì)方法用錯(cuò)場(chǎng)合，是完全錯(cuò)誤的。用被檢儀器的性能反過(guò)來(lái)評(píng)定檢定裝置的性能，是源流錯(cuò)位、傳承關(guān)系倒置，是讓兒子生爸爸的嚴(yán)重錯(cuò)誤。

2 沒(méi)有給出測(cè)量方程，大量樣板評(píng)定的“建模”，實(shí)際是估計(jì)一些誤差因素，隨意得很。

計(jì)量中必須區(qū)分開(kāi)兩件事，一是確定測(cè)量?jī)x器量值（示值）時(shí)的誤差，一是儀器量值（示值）本身的偏離性（包括系統(tǒng)偏離和隨機(jī)偏離）。測(cè)量?jī)x器量值（示值）的偏離性（示值與被測(cè)量真值之差），才是測(cè)量?jī)x器的性能指標(biāo)。而在此后的測(cè)量工作中，測(cè)量?jī)x器的偏差體現(xiàn)為被測(cè)量的誤差，它等于測(cè)量?jī)x器的示值偏差，這樣通常又稱測(cè)量?jī)x器的偏差范圍為誤差范圍。

由上，測(cè)量?jī)x器的性能指標(biāo)有雙重性。在計(jì)量場(chǎng)合，使用標(biāo)準(zhǔn)來(lái)檢定測(cè)量?jī)x器，是統(tǒng)計(jì)測(cè)量；而使用儀器進(jìn)行測(cè)量時(shí)，測(cè)量常量（基礎(chǔ)測(cè)量）儀器的偏差范圍（應(yīng)用中改稱誤差范圍）就是測(cè)得值的誤差范圍；測(cè)量快變量（統(tǒng)計(jì)測(cè)量），儀器的偏差范圍（改稱誤差范圍）僅是被測(cè)量單一量值的確定誤差，而被測(cè)量本身的量值大小及變化范圍要進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。

3 在不確定度的評(píng)定中，已形成常規(guī)的是：標(biāo)準(zhǔn)的誤差范圍，測(cè)量的重復(fù)性，分辨力，有的重復(fù)（如分辨力），有的錯(cuò)誤（重復(fù)性是測(cè)量?jī)x器問(wèn)題，錯(cuò)當(dāng)成計(jì)量問(wèn)題）有的是把自己不能實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)（如標(biāo)準(zhǔn)的誤差范圍）再重算一遍，除以一個(gè)值，再乘一個(gè)值，沒(méi)有什么充足的理由，只是走走形式，而又降低了可信率（從99%降至95%）。

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接1# 史錦順 文

不確定度論的對(duì)檢定能力的評(píng)定，總的來(lái)說(shuō)是不合理、重復(fù)、走形式，擺花架子，不能解決任何問(wèn)題。開(kāi)展計(jì)量工作，要老老實(shí)實(shí)按誤差理論意義下的程序辦事。

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計(jì)量單位建立基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，工廠、企業(yè)、研究所建立某項(xiàng)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，是件嚴(yán)肅的工作，要履行必要的稱序。建立基準(zhǔn)要開(kāi)國(guó)家級(jí)的鑒定會(huì)。省市級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的建立，要有國(guó)家級(jí)計(jì)量部門的認(rèn)可。單位的“建標(biāo)”，要經(jīng)上級(jí)計(jì)量部門的認(rèn)可。具體形式可以是送出去（送檢），或請(qǐng)進(jìn)來(lái)（邀請(qǐng)上級(jí)計(jì)量部門來(lái)鑒定）。計(jì)量業(yè)務(wù)的“尊神”，就是尊重高一等的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。沒(méi)有高一等計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的介入，評(píng)定是走過(guò)場(chǎng)。

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（三）兩個(gè)規(guī)范

在要發(fā)此文時(shí)，讀到兩份文件，《JJF 1069-2012法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)考核規(guī)范》與《JJF1033-2008 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》。對(duì)建標(biāo)有詳盡的規(guī)定。這是當(dāng)前正貫徹執(zhí)行的當(dāng)家文件，搞“建標(biāo)”，不能不讀。較為重要的兩點(diǎn)體會(huì)如下。

       1 標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)提法

按誤差理論，標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)是誤差范圍，即誤差元（測(cè)得值減真值）的絕對(duì)值的最大值，它又稱最大允許誤差、極限誤差、誤差限、準(zhǔn)確度、準(zhǔn)確度等級(jí)。自從宣貫不確定度以來(lái)，要講究不確定度。但不確定度到底是什么？GUM說(shuō)是不可信性；VIM第三版：序言說(shuō)不確定度是系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的綜合；正文定義不確定度是表征分散性；又說(shuō)不確定度是包含真值的區(qū)間的半寬。上述二國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)文件有不同講法，因而人們難以理解“不確定度到底是什么”這個(gè)不能回避的問(wèn)題。

在我國(guó)的兩個(gè)建標(biāo)文件中，表達(dá)標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)，都用“不確定度或準(zhǔn)確度等級(jí)或最大允許誤差”。用兩個(gè)“或”聯(lián)立三個(gè)詞：不確定度、準(zhǔn)確度等級(jí)、最大允許誤差。熟悉誤差理論的計(jì)量人員最懂得最大允許誤差這個(gè)術(shù)語(yǔ)，那就是誤差元絕對(duì)值的最大值，就是誤差范圍，就是極限誤差。而準(zhǔn)確度等級(jí)，不過(guò)是準(zhǔn)確度的分檔與簡(jiǎn)化，準(zhǔn)確度是定量的，準(zhǔn)確度等級(jí)也是定量的。

準(zhǔn)確度就是誤差范圍，準(zhǔn)確度等級(jí)是準(zhǔn)確度，誤差范圍是最大允許誤差，因此說(shuō)“或準(zhǔn)確度等級(jí)或最大允許誤差”等于說(shuō)“或準(zhǔn)確度或誤差范圍”。這個(gè)聯(lián)立，按誤差理論極易理解。而把不確定度跟準(zhǔn)確度等級(jí)與最大允許誤差聯(lián)立起來(lái)，實(shí)際是等同起來(lái)，這可是對(duì)不確定度概念的新詮釋，值得特別注意。說(shuō)穿了，你不確定度論想避開(kāi)真值、誤差的概念，另起爐灶，是不可能的。因?yàn)闇y(cè)量計(jì)量面對(duì)的就是測(cè)得值對(duì)真值（實(shí)際值）的偏離問(wèn)題，不談這一點(diǎn)，你就沒(méi)用。

這兩個(gè)規(guī)范，明確地把不確定度當(dāng)最大允許誤差處理，這實(shí)際上是把不確定度拉回到誤差的概念上來(lái)。一些人迷信不確定度是可信性，該體會(huì)一下這里的指標(biāo)提法。

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2 單值的標(biāo)準(zhǔn)偏差

測(cè)量?jī)x器的示值的分散性，或稱隨機(jī)誤差，必須用單值的標(biāo)準(zhǔn)偏差，而不能用平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差，這一點(diǎn)筆者已多次指出，并強(qiáng)調(diào)量值的分散性的本質(zhì)的表征量是單值的西格瑪，從而指出不確定度的A類評(píng)定（規(guī)定必須除以根號(hào)N）是錯(cuò)誤的，不可用的。

《JJF1033-2008 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》指出：計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性要用單值測(cè)量結(jié)果的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)表示。這是和不確定度論相對(duì)抗的，而與筆者反復(fù)強(qiáng)調(diào)的主張一致。

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