砝碼的不確定度問題

JJG99-2006里規定任何砝碼的擴展不確定度（k=2）不能大于其最大允許誤差的1/3，但我以前在做電子秤不確定度評定中標準砝碼的不確定度采用的是最大允許誤差的1/√3，這兩者之間差很多。在砝碼規程后的附錄里不確定度評定中標準砝碼的不確定度，對于F1等級以下的砝碼也采用的是MPE/√3,只不過加了穩定性，請教一下該用哪個

回復 1# wangdada

你說的這是完全兩個不同的概念，應該在不同的場合使用不同的概念。
     “JJG99-2006里規定任何砝碼的擴展不確定度（k=2）不能大于其最大允許誤差的1/3”指的是：
     用來檢定砝碼的檢定方法的不確定度，不能大于被檢砝碼的最大允許誤差的1/3。這就是我們常說的選擇的測量方法與被測參數控制限之間的關系應該遵循的“三分之一原則”。
    “做電子秤不確定度評定中標準砝碼的不確定度采用的是最大允許誤差的1/√3”指的是：
     用這個砝碼去檢定電子秤，給電子秤檢定這個測量過程帶來的不確定度分量是你所使用的砝碼最大（允許）誤差的1/√3。這是因為誤差的分布狀態我們并不知道，因而采用了矩形分布（又稱均勻分布），矩形分布的包含因子k＝√3。
     作為砝碼，在前后兩種情況的身份完全不同。在前者是測量設備（計量標準）的被測對象，需要用計量標準測量它的實際值，在后者它變成了測量設備，是已知其實際值，用來測量電子秤的示值誤差。

謝謝，有點理解了

回復  wangdada

你說的這是完全兩個不同的概念，應該在不同的場合使用不同的概念。
     “JJG99-2006里 ...
規矩灣錦苑 發表于 2010-10-9 19:50

    我覺得是否可以這樣理解：如果砝碼是合格的可以按下方法估計它的不確定度：當使用砝碼的標稱值時用他的最大允許誤差除以根號下3，就是砝碼的標準不確定度的極限值；使用砝碼修正值時用最大允許誤差除以3就是使用修正值時砝碼的擴展不確定度的極限值（k=2）

砝碼F1等級及以下的低等級砝碼一般采用標稱值，其不確定度用最大允許誤差除以根號下3

砝碼F1等級及以下的低等級砝碼一般采用標稱值，其不確定度用最大允許誤差除以根號下3 ...
wangdada 發表于 2010-10-12 11:12

F1等砝碼能說是低等級砝碼嗎？好像F2等砝碼都會給出修正值吧？

回復 4# 劉彥剛

取√3還是取3，和砝碼是否合格沒有絲毫關系。
　　一個測量設備當作為測量工具用于其他被測參數的測量時，它的計量特性將對測量結果帶來不確定度分量。由于它的示值誤差分布狀態我們并不清楚，按照JJF1059的要求可以視為均勻分布（又稱矩形分布），均勻分布的包含因子k＝√3，此時測量設備引入的標準不確定度為MPE/√3，MPE可視為測量設備的最大示值誤差。
　　一個測量設備當作為被測對象（產品）時，我們一般要求對其測量的測量過程能力（不確定度）應該控制在被測參數控制限的1/3～1/10，也就是最起碼≤1/3，這就是計量界常說的三分之一原則。其中測量設備的示值誤差引入的不確定度在整個測量過程的能力中占據了絕大部分，一般情況下約占90%，因此人們常常把測量設備的能力簡單視為測量過程的能力，于是就推導出測量設備的能力是被測對象控制限的三分之一的結論，用于簡單評估測量結果的可靠性。此時，測量結果的不確定度就要求“CMR/3”，CMR為被測參數最大允許誤差。
　　于是有：
　　砝碼作為計量標準時，它給測量結果引入的不確定度分量為MPE/√3，MPE可視為計量標準（也就是該砝碼）的最大示值誤差。樓主的“做電子秤不確定度評定中標準砝碼的不確定度采用的是最大允許誤差的1/√3”就是指的這種情況。做電子秤檢定結果不確定度評定時，砝碼是測量設備（計量標準），它給測量結果（電子秤檢定結果）引入的不確定度分量采用的就是該砝碼最大允許誤差的1/√3。
　　砝碼作為被檢對象時，我們要求檢定砝碼的測量過程，或者近似地要求測量設備（高一等級的標準砝碼）引入的不確定度分量應該≤CMR/3，這個CMR就是被檢砝碼的最大允許示值誤差。樓主的“JJG99-2006里規定任何砝碼的擴展不確定度（k=2）不能大于其最大允許誤差的1/3 ”就是指的這種情況。

回復 7# 規矩灣錦苑


    “取√3還是取3，和砝碼是否合格沒有絲毫關系。”但與能否用其誤差限去除√3還是取3有關系。
　　對于“一個測量設備當作為測量工具用于其他被測參數的測量時，它的計量特性將對測量結果帶來不確定度分量。由于它的示值誤差分布狀態我們并不清楚，按照JJF1059的要求可以視為均勻分布（又稱矩形分布），均勻分布的包含因子k＝√3，此時測量設備引入的標準不確定度為MPE/√3，MPE可視為測量設備的最大示值誤差。”和“一個測量設備當作為被測對象（產品）時，我們一般要求對其測量的測量過程能力（不確定度）應該控制在被測參數控制限的1/3～1/10，也就是最起碼≤1/3，這就是計量界常說的三分之一原則。其中測量設備的示值誤差引入的不確定度在整個測量過程的能力中占據了絕大部分，一般情況下約占90%，因此人們常常把測量設備的能力簡單視為測量過程的能力，于是就推導出測量設備的能力是被測對象控制限的三分之一的結論，用于簡單評估測量結果的可靠性。此時，測量結果的不確定度就要求“CMR/3”，CMR為被測參數最大允許誤差。”
      我沒有異議。

　　對于“砝碼作為計量標準時，它給測量結果引入的不確定度分量為MPE/√3，MPE可視為計量標準（也就是該砝碼）的最大示值誤差。樓主的“做電子秤不確定度評定中標準砝碼的不確定度采用的是最大允許誤差的1/√3”就是指的這種情況。做電子秤檢定結果不確定度評定時，砝碼是測量設備（計量標準），它給測量結果（電子秤檢定結果）引入的不確定度分量采用的就是該砝碼最大允許誤差的1/√3。”
     如果使用該砝碼檢定時被檢計量器具時，使用砝碼的標稱值，我也沒有異議；如果檢定時還使用了該砝碼的砝碼的修正值，我覺得此時測量的不確定度肯定要更小才對，所以我認為：此時應該用誤差限的三分之一，作為上級計量機構檢定砝碼的擴展不確定度。因為事實上，上級檢定該砝碼時的擴展不確定度本來也是要為被檢砝碼的誤差限的三分之一。也就是說即使上級檢定機構給出的檢定證書上，沒有給出檢定的擴展不確定度，但最起碼也應該是也要為被檢砝碼的誤差限的三分之一。而砝碼規程給出的不確定評定的實例，也是要求用作為標準的砝碼，檢定證書上的擴展不確度。
　　對于“砝碼作為被檢對象時，我們要求檢定砝碼的測量過程，或者近似地要求測量設備（高一等級的標準砝碼）引入的不確定度分量應該≤CMR/3，這個CMR就是被檢砝碼的最大允許示值誤差。樓主的“JJG99-2006里規定任何砝碼的擴展不確定度（k=2）不能大于其最大允許誤差的1/3 ”就是指的這種情況。”也沒有異議。

回復 8# 劉彥剛

　　“如果檢定時還使用了該砝碼的砝碼的修正值，我覺得此時測量的不確定度肯定要更小才對”是正確的。但是，不能“用該砝碼誤差限的三分之一”，此時砝碼的誤差限已經視為0，使用的是砝碼的修正值，因此而應該用砝碼修正值的不確定度除以√3，實際上就是上級計量技術機構檢定該砝碼這個測量過程的不確定度除以√3，也可以近似地看成檢定該砝碼所用的那個標準砝碼的誤差限除以√3。根據JJG99-2006《砝碼》檢定規程7.2.3 條規定，“標準砝碼……質量擴展不確定度應不大于被檢砝碼質量最大允許誤差的九分之一”，在確實無法知道修正值不確定度的情況下，而不得已使用砝碼的誤差限進行不確定度評定時，也可以用砝碼誤差限除以9√3，比直接除以3要小得多。
　　除以√3還是除以3的最重要的區別是：除以√3用于測量設備引入的不確定度分量的評估，且不知道誤差分布狀況時。除以3主要用于測量方法和測量設備的策劃（涉及），提出對測量設備或者測量方法的要求，也就是常說的用于計量要求的導出。
　　當然在評估測量不確定分量時也有特例，即如果知道某不確定度分量分布狀態就是正態分布，且在置信概率p＝99.73%以上時，其包含因子k＝3，或者有文件依據告訴我們k＝3，根據u(xi)＝a/k，評估該不確定度分量就應該除以3了。

回復 9# 規矩灣錦苑


    我之前主要從事電學計量，現在又八十歲學吹鼓，學習理化計量，對質量計量我完全徹底地是個門外漢。據在計量所工作十三年的“棉花土里檢綠豆”，深感各專業的計量學理論既有共性，又有個性。在《砝碼》規程的宣貫教材中，還真的是要求“擴展不確定度不得大允許誤差的三分之一”。
    其實對此我之前也很是不能理解，請見http://m.dy313.com/thread-145818-1-1.html

我來舉個例子，比如：在電子天平示值誤差測量結果不確定度評定中，在標準砝碼的不確定度分量u(m)
檢定所用的E2等級標準砝碼的允差Um=0.3mg，考慮按均勻分布。因此:可以用誤差極限值0.1/√3
.請問老師著樣對嗎?
如果不對,應該如何表示!

回復 11# yihaode2000

　　“在電子天平示值誤差測量結果不確定度評定中，在標準砝碼的不確定度分量u(m)檢定所用的E2等級標準砝碼的允差Um=0.3mg，考慮按均勻分布”。這就是砝碼作為測量設備去檢測被檢對象電子天平的情況，測量設備計量特性引入的不確定度分量就是其擴展不確定度除以√3，因此我認為可以用誤差極限值0.3/√3。估計你是筆誤，將0.3寫成了0.1。

回復 10# 劉彥剛

　　我也不是搞力學計量的，呵呵。不過JJG99-2006《砝碼》檢定規程7.2.3 條的確規定“標準砝碼……質量擴展不確定度應不大于被檢砝碼質量最大允許誤差的九分之一”。如果在《砝碼》規程的宣貫教材中要求“擴展不確定度不得大允許誤差的三分之一”，顯然，這兩個說法就矛盾了。不是檢定規程錯了，就是《砝碼》規程的宣貫教材說錯了。我認為既然是宣貫教材，就應該嚴格按被宣貫的標準真實意圖講解。所以我認為宣貫教材是錯誤的。我估計可能宣貫教材編寫人員按三分之一原則的慣例取1/3～1/10的低要求1/3解釋了，而砝碼檢定規程偏偏取了1/3～1/10的高要求1/9。希望量友中力學計量的專家來回答這個問題。

又仔細讀了一下JJG99-2006，把相關條款擇錄如下：
5.2 擴展不確定度
　　在規定的準確度等級內，任何一個質量標稱值為m0 的單個砝碼，其折算質量的擴展不確定度，U (k=2)，應不大于表1 中相應準確度等級的最大允許誤差絕對值的三分之一。
　　　　U ≤1/3|MPE|
7.2.3 標準砝碼
　　標準砝碼至少應比被檢定砝碼高一準確度等級，其質量擴展不確定度應不大于被檢砝碼質量最大允許誤差的九分之一。
表1 給出了砝碼最大允許誤差的絕對值 (|MPE|，以mg 為單位)，以50g砝碼為例，各等級砝碼最大允許誤差如下：
　　　 E1：0.03；  E2：0.10；  F1：0.3；  F2：1.0；  M1：3.0；  M2：10；  M3：30。
　　根據以上條款我們可以看出：
①根據表1，高一等級砝碼最大允許誤差是相鄰低一等級砝碼最大允許誤差的大致1/3。
②根據5.2條規定，被檢砝碼的檢定結果擴展不確定度U1應該≤被檢砝碼的最大允許誤差的1/3。記為U1≤|MPE|/3。
③根據7.2.3條規定，用來檢定被檢砝碼的標準砝碼質量的擴展不確定度U0控制在被檢砝碼最大允許誤差的1/9。記為U0≤|MPE|/9。
④由③和②得出標準砝碼的擴展不確定度是被檢砝碼的擴展不確定度的1/3，即U0＝U1/3。
⑤由②知，U1≤|MPE|/3，因此在評估該砝碼給測量結果帶來的標準不確定度分量u1時，根據u=a/k，并且5.2條規定k＝2，則u1=U1/k＝(|MPE|/3)/2＝|MPE|/6，即砝碼引入的標準不確定度分量是該砝碼最大允許誤差的1/6。

回復 13# 規矩灣錦苑

     我覺得：《砝碼》規程的宣貫教材中要求“擴展不確定度不得大允許誤差的三分之一”，與《砝碼》檢定規程7.2.3 條的確規定“標準砝碼……質量擴展不確定度應不大于被檢砝碼質量最大允許誤差的九分之一”并不矛盾。因為宣貫教材中要求“擴展不確定度不得大允許誤差的三分之一”，此處的“允許誤差”是指作為檢定的標準砝碼的允許誤差；而檢定規程7.2.3 條的“標準砝碼……質量擴展不確定度應不大于被檢砝碼質量最大允許誤差的九分之一”，其中的“最大允許誤差”是指被檢砝碼的。又因為相鄰兩等級砝碼的最大允許誤差的關系約為高一等級為低一等的三分之一，這樣不就有了：“標準砝碼……質量擴展不確定度應不大于被檢砝碼質量最大允許誤差的九分之一”，你說是嗎？

又仔細讀了一下JJG99-2006，把相關條款擇錄如下：
5.2 擴展不確定度
　　在規定的準確度等級內，任何一個質 ...
規矩灣錦苑 發表于 2010-10-14 01:29

    “根據以上條款我們可以看出：
①根據表1，高一等級砝碼最大允許誤差是相鄰低一等級砝碼最大允許誤差的大致1/3。
②根據5.2條規定，被檢砝碼的檢定結果擴展不確定度U1應該≤被檢砝碼的最大允許誤差的1/3。記為U1≤|MPE|/3。
③根據7.2.3條規定，用來檢定被檢砝碼的標準砝碼質量的擴展不確定度U0控制在被檢砝碼最大允許誤差的1/9。記為U0≤|MPE|/9。
④由③和②得出標準砝碼的擴展不確定度是被檢砝碼的擴展不確定度的1/3，即U0＝U1/3。
⑤由②知，U1≤|MPE|/3，因此在評估該砝碼給測量結果帶來的標準不確定度分量u1時，根據u=a/k，并且5.2條規定k＝2，則u1=U1/k＝(|MPE|/3)/2＝|MPE|/6，即砝碼引入的標準不確定度分量是該砝碼最大允許誤差的1/6。”

      這就對了！通過討論，使我們兩個力學計量的門外漢，對《砝碼》規程有了些了解。也深深體會到在計量基礎理論的應用上，的確存在各專業的個性。
     我因為還要做小容量的計量，所以要對砝碼和天平有些了解。在了解《砝碼》規程時，還發現：磁性測量記錄欠妥、體積溫度修正公式處有誤。寫了：《《砝碼》規程中磁性測量記錄和體積溫度修正公式的探討》一稿，在《計量與測試技術》今年第7期上發表，請指教！ 《砝碼》規程中磁性測量記錄和體積溫度修正公式的探討.rar (45.63 KB, 下載次數: 14)

2010-10-14 05:34 上傳

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謝謝，有點理解

同意12樓的說法！確定不確定度評價的對象是很重要的。

謝謝，有點理解

按你的說法，那你能解釋一下，電子天平檢定規程中7.1.1.1中規定嗎？7.1.1.1中應配被一組擴展不確定度k=2的標準砝碼。

yihaode2000 發表于 2010-10-13 20:21
我來舉個例子，比如：在電子天平示值誤差測量結果不確定度評定中，在標準砝碼的不確定度分量u(m)
檢定所用 ...

不對！！！！