圍觀美式校準(zhǔn)報告，看不確定度為何

1.圖一、二表明：校準(zhǔn)報告中儀器規(guī)格必不可少，但不確定度可有可無，說明校準(zhǔn)是基于規(guī)格的合格性判定
2.圖三說明：在測量未知量時，擴展不確定度宣稱為95%概率包含真值的半寬，由于測量值本身未知，故可忽弄過去，但在校準(zhǔn)時，面對真值這個問題就回避不了。從圖三中可以看出有相當(dāng)一些真值是不能包含在所謂的95%的半寬內(nèi)的（從整個報告中統(tǒng)計了一下，肯定有超過5%的點）。仔細(xì)想想也是，如果校準(zhǔn)能確定出一個儀器自身規(guī)格值1/3的半寬，且包含概率達(dá)到95%的半寬，那儀器廠家還弄儀器規(guī)格值干啥？

樓主歸納的真好，都是要點。
有種觀點，認(rèn)為校準(zhǔn)給出測量結(jié)果和其不確定度就足夠了，殊不知有時這樣并不能滿足用戶需求。這種觀點的實質(zhì)是夸大了不確定度參數(shù)的作用，而忽略了誤差或偏差在評估測量結(jié)果時的重要性。用戶不僅僅關(guān)注分散性，更多的情況是關(guān)心偏離性。
樓主這份證書不確定度有不給出的情況，但是請大家注意，每個測量結(jié)果經(jīng)過計算，除零點外，都給出了測量結(jié)果的相對偏差，而最終給出的不確定度看上去也是這個偏差的不確定度。加上最右側(cè)一欄的技術(shù)要求，用戶拿到證書一看，就可了解儀器是否滿足要求，校準(zhǔn)確認(rèn)就很容易了。
而我們的證書不計算誤差或偏差，直接給出測量值，不確定度也按測量值給出的。用戶回去至少得算兩次，先算誤差或偏差，再轉(zhuǎn)換不確定度使其與誤差或偏差的量綱相同，實際上是很麻煩的。

回復(fù) 1# Enalex


       謝謝您上傳很有參考價值的資料。我正在琢磨。請問你所指的“不包括”點是指哪些點？判斷合格性，是偏差取絕對值，與規(guī)格比。規(guī)格就是合格區(qū)的半寬。我看劃紅溝的諸點也是包括在區(qū)間中的。

回復(fù) 3# 史錦順


    非常抱歉今天有事外出晚上才回復(fù)史老師的問題！
我所說的超出范圍是有部分校準(zhǔn)點的偏差超出表中所評定的測量不確定度的范圍。這個表中的不確定評定的結(jié)果也是按照國際推薦的評定方法取k=2，95%的概率。但實際上有超過5%的偏差大于評定對應(yīng)的這個不確定。

正如我提到的校準(zhǔn)是基于規(guī)格的合格判別，因此表中所有的點的偏差都小于對應(yīng)的規(guī)格值

回復(fù) 2# chuxp


    謝謝你的評分！！

不確定度與偏差大小無關(guān)，它只與偏差的波動幅度有關(guān)。偏差是定量表征準(zhǔn)確度的指標(biāo)，不確定度是定量表征測量結(jié)果(經(jīng)修正后)可靠性的指標(biāo)，兩者非同種量，功能不同，不可比。

回復(fù) 5# Enalex


    現(xiàn)在見到的國際上給出的不確定度，大體有兩種。
    第一種，儀器的不確定度
      美國安捷倫公司與福祿克公司，公開說明過，作為測量儀器指標(biāo)的不確定度，就是“accuracy”，也就是準(zhǔn)確度、誤差范圍、最大允許誤差。這叫“測量儀器的不確定度”。測量儀器的不確定度，一定要包括系統(tǒng)誤差與隨機誤差的全部。這樣，實測的偏差（deviation,測得值減標(biāo)準(zhǔn)值）的絕對值，一定要（或說以95%的概率）小于測量儀器的不確定度，否則就是不合格。顯然，這種“儀器的不確定度”，不是該校準(zhǔn)證書上的不確定度，而相當(dāng)于校準(zhǔn)證書上
格。寫了“不確定度”卻不是“儀器的不確定度”，而寫的“規(guī)格”才是“儀器的不確定度”。

如果不這樣理解，這個“校準(zhǔn)證書”是沒法面世的，因為若把此處的不確定度看作是“儀器的不確定度”，那就等于宣布儀器不合格了。

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第二種，校準(zhǔn)的不確定度。

用誤差理論的語言來說，就是確定測量儀器誤差時的誤差范圍。這有兩種看法。

A 僅僅包括計量標(biāo)準(zhǔn)及其附件的誤差范圍，與被撿測量儀器的性能無關(guān)。1992年以前，計量界要求檢定的資格是：標(biāo)準(zhǔn)的誤差范圍必須小于被撿儀器誤差范圍的1/3以下。

B 推行不確定度后，要求評定“校準(zhǔn)不確定度”，其實質(zhì)是標(biāo)準(zhǔn)的誤差范圍加上被撿儀器的隨機誤差（重復(fù)性、分辨力等）。

誤差理論時代的合格性判別公式為

          |Δ|≤ MPEV – R(B)                          (1)

|Δ|是實測偏差（測得值減標(biāo)準(zhǔn)值）的絕對值。R(B)是標(biāo)準(zhǔn)的誤差范圍。

當(dāng)今標(biāo)準(zhǔn)文件的合格性判別公式為

          |Δ|≤ MPEV – U95                                (2)

這里的不確定度，可稱“合格性判別的不確定度”，要求U95≤MPEV/3.

由于U95遠(yuǎn)大于R(B)，實際工作有些就不能干了。例如數(shù)字式頻率計、游標(biāo)卡尺等無法檢定。我認(rèn)為（1）式合理；而（2）式錯誤。把被檢儀器的性能算在檢定裝置上，不合理。

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我國理解的“校準(zhǔn)”，不是合格性判別，而是為了獲得修正值。也就是確定被校儀器的系統(tǒng)誤差。因此這個不確定度可叫做“系統(tǒng)誤差的不確定度”。我認(rèn)為，“包括標(biāo)準(zhǔn)誤差與測量儀器隨機誤差”的不確定度，可以當(dāng)作修正時的根據(jù)。如果測得的偏差的絕對值遠(yuǎn)大于不確定度，可修正；如果不確定度大于偏差絕對值或不確定度比偏差絕對值小不了多少，則不該修正。對測量儀器，由于測量點極多，我不贊成修正。要求高，就用高檔儀器。修正，可比作是補衣服。當(dāng)代不必了。大生產(chǎn)，“修正”不便于管理。事實上，生產(chǎn)線上，不能搞修正。我搞一輩子計量與測量，沒搞過一次修正。

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你上傳的資料，表中的不確定度，大概是第二種不確定度，即被要求U95≤MPEV/3.的那個“合格性判別的不確定度”。表中的“規(guī)格”就是MPEV，都滿足不確定度小于規(guī)格的三分之一。（零點的不確定度不必要求。）美國人的“合格性判別的不確定度”相當(dāng)穩(wěn)定，我看不像是包含儀器的隨機誤差的不確定度，倒像是所用標(biāo)準(zhǔn)的不確定度。難猜。標(biāo)準(zhǔn)的資格，放在校準(zhǔn)證書中，沒勁。能用作修正的根據(jù)嗎？我懷疑。因為它不包含特定點的隨機誤差。

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哎，一個不確定度有多種，還得猜。好一個添亂的不確定度！

了解一下國外情況，還是有意義的，謝謝你。

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回復(fù) 1# Enalex

感謝樓主的分享！

上傳一份國家計量院2013年出具的高阻檢定儀校準(zhǔn)證書數(shù)據(jù)頁（部分），與樓主提供的相差無幾，我們也能做到。樓主提供的證書信息也未發(fā)現(xiàn)合格判定的結(jié)論。校準(zhǔn)結(jié)果及其不確定度是證書的核心內(nèi)容，偏差或誤差和允差沒有提供，客戶也能自己獲得，當(dāng)然同時給出更好，支持這種做法。中國當(dāng)下要命的是眾多實驗室只給校準(zhǔn)結(jié)果，不給不確定度，有的只給一個典型值的，這才是差距！

另外，也別太迷信老美，右上角的圖中右邊兩列數(shù)據(jù)沒有必要給出這么多的位數(shù)，微伏的單位符號都弄錯，實在不應(yīng)該。

回復(fù) 9# 都成


   

     國外的事，不好問。國內(nèi)的，總該弄明白。校準(zhǔn)證書是給用戶看的，應(yīng)該一看就懂。我怎么就是弄不清楚表上的不確定度是怎樣來的呢。如果像都成先生書中那樣，是評出來的，不可能所有不確定度數(shù)據(jù)，都是1、2、5這等極其規(guī)范的數(shù)據(jù)。老史只能猜想這是所用計量標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格，而不是評定的結(jié)果。對不對？請教！

上面的例子，近似于單一標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)，其他影響因素的值很小，忽略不計或近似的的話，就都是1、2、5啦，玩?zhèn)€數(shù)字游戲，轉(zhuǎn)了一圈回來還是原來的，大家用的方便，余下的就是保留解釋權(quán)了。哈哈哈

回復(fù) 9# 都成


   歡迎圍觀、解讀、灌水、拍磚！
兩份報告，都需要給使用人進(jìn)行解讀報告中項目的含義是什么，亦即有人問到報告中這個這個是什么意思，總得告訴人家，這些個名稱概念是啥含義，數(shù)據(jù)是那個量測得或評估的數(shù)據(jù)吧。
牽涉的幾個量中，最需要解讀的就是不確定度
不確定度最令人感興趣的是宣稱：取k=2進(jìn)行擴展后，這個非負(fù)的半寬，可以包含95%的真值。作為評定測量結(jié)果來說，這是個了不起的事情，應(yīng)為不僅這個半寬只是規(guī)格值的1/3，且包含概率達(dá)到了95%！因此在校準(zhǔn)報告中出現(xiàn)了測量不確定度，自然就會問這個不確定度是評價誰的。但從這個美式的校準(zhǔn)報告中，似乎那個量都說不過去，既然都說不過去，那是不是美國人不會評不確定度？把不確定度評錯了？還是不確定度本身就有問題？
對于都成網(wǎng)友提供的國內(nèi)的校準(zhǔn)報告，給人的感覺就是評的太“對”，太“正確”了，似乎是先定好了這個不確定一定要是規(guī)格值的1/3一下，且范圍都要包含到偏差值，甚至包含到100%

　　新的“校準(zhǔn)”定義是兩大操作步驟，第一“賦值”，即給出測得值，第二給出測得值的測量不確定度，因此看校準(zhǔn)證書要看兩個內(nèi)容，校準(zhǔn)測得值和校準(zhǔn)不確定度，國內(nèi)國外無一例外。
　　１什么是校準(zhǔn)測得值？
　　檢定規(guī)程、校準(zhǔn)規(guī)范或顧客要求的被檢參數(shù)的校準(zhǔn)結(jié)果就是“測得值”。前面兩個案例通過校準(zhǔn)得到的電壓值、電阻值及其相對誤差值等都是測得值。測得值是被校對象計量特性的真實反映，其大小只與被校對象的實際情況有關(guān)，與測量方法（校準(zhǔn)方法）的可靠性大小無關(guān)。而不確定度恰恰是反映測量方法的可靠性（可信性），只與構(gòu)成該校準(zhǔn)方法的諸要素有關(guān)而與被校對象（被校儀器示值誤差和示值相對誤差）大小無關(guān)。因此，示值誤差或相對誤差的校準(zhǔn)結(jié)果大小可能大于校準(zhǔn)方法的不確定度，也可能小于校準(zhǔn)方法的不確定度。
　　２關(guān)于校準(zhǔn)數(shù)據(jù)與不確定度的使用：
　　我們應(yīng)該先用給出的測量不確定度大小與“允許誤差”相比較判斷校準(zhǔn)結(jié)果的符合性，當(dāng)給出的測量不確定度小于允許誤差絕對值的1/3時，說明該測量結(jié)果合格（校準(zhǔn)結(jié)果可用），然后在判定校準(zhǔn)結(jié)果可用的基礎(chǔ)上，再用給出的校準(zhǔn)結(jié)果（示值誤差或相對誤差值）與允許誤差相比較，以判定被校對象（測量設(shè)備）的符合性，在允差范圍內(nèi)的測量設(shè)備判為合格，否則判為不合格。

回復(fù) 13# 規(guī)矩灣錦苑


     先生說：“而不確定度恰恰是反映測量方法的可靠性（可信性），只與構(gòu)成該校準(zhǔn)方法的諸要素有關(guān)而與被校對象（被校儀器示值誤差和示值相對誤差）大小無關(guān)”。
     先生說得對，校準(zhǔn)的不確定度應(yīng)該與被校對象無關(guān)。這就是說，在評定校準(zhǔn)能力時，不應(yīng)混入被校儀器的性能。
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     請注意：我們爭論過這個題目。
     我說：現(xiàn)行的檢定裝置考核辦法，“把被撿儀器的性能（重復(fù)性、分辨力等）計入檢定裝置的能力”，這個評定方法不對。
     你說：檢定必有被撿儀器，被檢儀器性能必將影響檢定結(jié)果，應(yīng)該計入。也就是說，檢定的不確定度是與被撿儀器性能有關(guān)的。
     是你的認(rèn)識改變了，還是左右逢源？是該辨明是非，還是該認(rèn)為“凡是有規(guī)定的，都是正確的”？

除了給出的數(shù)據(jù)比較詳細(xì)之外，沒發(fā)現(xiàn)和國內(nèi)的有什么不同。

說實話，可能高端研究會用到這些，我感覺我們企業(yè)實際應(yīng)用的時候好像沒什么用處……
不確定度大了又怎樣？我實際依據(jù)的就是個偏差，或者說修正值

回復(fù) 10# 史錦順


根據(jù)被校儀器的特點，評定不確定度時被校儀器及其它影響量可以忽略不計，因此這個不確定度應(yīng)該是所用計量標(biāo)準(zhǔn)的允差。

回復(fù) 16# 東海魚躍
對同一只表在不同實驗室校準(zhǔn)，結(jié)果信息如下：
證書a的數(shù)據(jù)：偏差（修正值）是0；
證書b的數(shù)據(jù)：偏差（修正值）是3。
您如何看待這兩份證書？

結(jié)果信息如下：
證書a的數(shù)據(jù)：偏差（修正值）是0，不確定度是10；
證書b的數(shù)據(jù)：偏差（修正值）是3，不確定度是1 。

您又如何看待這兩份證書？

回復(fù) 18# 都成



   樓主的第三張圖中，用紅鉤標(biāo)出的這些偏差都大于不確定度，這樣對嗎？該如何理解呢？作為新手，我不太明白 。

回復(fù) 19# jktesla

樓主的第三張圖中，用紅鉤標(biāo)出的這些偏差都大于不確定度，這很正常。偏差是被校儀器的實際性能，如果不確定度U小于1/3MPEV(最右一列數(shù)據(jù))，則偏差小于允差即為合格，如果這個條件不能滿足，則只要偏差的絕對值加上U后還小于MPEV，則仍可判定合格。樓主用紅色勾出的數(shù)據(jù)都是合格的！偏差可以等于0，但不確定度不可能為零，偏差為零說明被校和標(biāo)準(zhǔn)的量值或誤差相同。

回復(fù) 20# 都成

剛才想明白了，這兩個值說的不是一個東西，出發(fā)點就不同。

我一開始把不確定度理解為被測設(shè)備值的范圍了。其實他反應(yīng)的是測量設(shè)備

回復(fù) 10# 史錦順

史老好。
      這個計量院報告中的不確定度是評出來的，一般主要考慮兩方面因素：包括標(biāo)準(zhǔn)裝置的最大允許誤差，及被檢設(shè)備引入的分量，如分辨力、被測量值的穩(wěn)定程度等。有時也可能更仔細(xì)一些，如考慮到溫度、電源電壓、電源頻率等對測量結(jié)果的影響。評估一次后，作為模板，今后同樣的被檢設(shè)備則直接套用，不再另行評定。JJF1059規(guī)定，可以對最終給出的不確定度參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)修約，原則上只允許進(jìn)位而不可舍棄，且提出可執(zhí)行一般的修約規(guī)則。那么，大家考慮到反正不確定度比允許誤差小很多，那么就往大了取整，表示出來看著比較整齊，又不違反JJF1059。
    美國的證書其實也是一樣的模式。看上去樓主的證書像是FLUKE公司的，如果是，那么肯定就是他們的那個自動校準(zhǔn)軟件METCAL計算出來的，當(dāng)然METCAL計算的公式也是技術(shù)人員按照評定方法事先編輯好的。

回復(fù) 18# 都成
你怎么看？

回復(fù) 23# jktesla


   應(yīng)該先請16#談一下。

回復(fù) 11# wjyiscool


   可能是被檢高阻器示值比較穩(wěn)定，那么其重復(fù)性就可以忽略不計了，那么就只剩下標(biāo)準(zhǔn)器為主的不確定度分量了，如果其它一些因素影響比較小，那也可以忽略，最終結(jié)果就只有標(biāo)準(zhǔn)器的不確定度分量了。