求《環(huán)境試驗設備溫度波動度測量不確定度評定》一文

求《中國計量》雜志2021年第2期《環(huán)境試驗設備溫度波動度測量不確定度評定》一文。

有版友幫到了我！

劉老師，您覺得這個不確定度評定分析得對嗎？

我有幾個疑問：
1、是不是有數(shù)學公式，就能用來作為數(shù)學模型，計算不確定度，不用考慮實際的意義？
2、波動度本身就是一個區(qū)間，不確定度也是一個區(qū)間，波動度的不確定度是個什么東西？
3、如果分析是對的，正負號后面的MAX豈不是多余的。
4、最大值與最小值強相關，那么他們的重復性會不會也強相關。
5、計算重復性為單次實驗標準偏差，那么與最大值和最小值的重復性一樣嗎？

閑道散人 發(fā)表于 2021-3-23 17:19
劉老師，您覺得這個不確定度評定分析得對嗎？

我覺得該評定是對的。

閑道散人 發(fā)表于 2021-3-23 17:41
我有幾個疑問：
1、是不是有數(shù)學公式，就能用來作為數(shù)學模型，計算不確定度，不用考慮實際的意義？
2、波動 ...

你的疑問，我會一一與你探討的。

閑道散人 發(fā)表于 2021-3-23 17:41
我有幾個疑問：
1、是不是有數(shù)學公式，就能用來作為數(shù)學模型，計算不確定度，不用考慮實際的意義？
2、波動 ...

1、是不是有數(shù)學公式，就能用來作為數(shù)學模型，計算不確定度，不用考慮實際的意義？
答：當然不是有數(shù)學公式，就能用來作為數(shù)學模型，評定測量不確定度，不用考慮實際的意義。而是要根據(jù)所需測量的結果，也稱輸出量（函數(shù)值）與能計算出該測量結果（函數(shù)值）的各輸入量（自變量）的函數(shù)表達式，這才是測量的數(shù)學模型。
2、波動度本身就是一個區(qū)間，不確定度也是一個區(qū)間，波動度的不確定度是個什么東西？
答：波動度本身就是一個區(qū)間，但我們給出結果時，關注的是該區(qū)間的邊界。波動度的不確定度的不確業(yè)度，指的就是該邊界可能落在的區(qū)間。
3、如果分析是對的，正負號后面的MAX豈不是多余的。
答：你說的是該MAX： 它是要求找出所有測量中最大的最大值與最小值之差哦。
4、最大值與最小值強相關，那么他們的重復性會不會也強相關。
答：重復性是用來反映多次測量分散性的，不存在相關性。為了更好的理解該問題，強相關情況的不確定度評定，可以類比誤差理論中的誤抵消和誤差疊加：當y = x1 + x2（且x1與x2很相近時），誤差疊加；反之當y = x1 - x2（且x1與x2很相近時），誤差抵消。
5、計算重復性為單次實驗標準偏差，那么與最大值和最小值的重復性一樣嗎？
答：計算單次實驗標準偏差表示重復性時，本身就是同一列數(shù)列，最大值和最小值只是從中選出來的，所以重復性是一樣。

有研究認為恒溫槽的溫度波動分布與正態(tài)分布一致

如果Y=avg(X)，那么重復性的不確定度分量就要取1/n標準差；那么Y=max(X)，為什么就不取1/n標準差呢？max同樣計算了n次測量的結果。

閑道散人 發(fā)表于 2021-3-23 17:41
我有幾個疑問：
1、是不是有數(shù)學公式，就能用來作為數(shù)學模型，計算不確定度，不用考慮實際的意義？
2、波動 ...

對不起！在這里：
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5、計算重復性為單次實驗標準偏差，那么與最大值和最小值的重復性一樣嗎？
答：計算單次實驗標準偏差表示重復性時，本身就是同一列數(shù)列，最大值和最小值只是從中選出來的，所以重復性是一樣。
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       欠思考了，最大值與最小值不是一列數(shù)，應該采用合并標準偏差進行評定，見JJF1059.1--2012。

bajieluck 發(fā)表于 2021-3-24 14:34
如果Y=avg(X)，那么重復性的不確定度分量就要取1/n標準差；那么Y=max(X)，為什么就不取1/n標準差呢？max同 ...

bajieluck 發(fā)表于 2021-3-24 14:34
如果Y=avg(X)，那么重復性的不確定度分量就要取1/n標準差；那么Y=max(X)，為什么就不取1/n標準差呢？max同 ...

如果Y=avg(X)，那么重復性的不確定度分量就要取1/n標準差；那么Y=max(X)，為什么就不取1/n標準差呢？max同樣計算了n次測量的結果。
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JJF1033—2016給出：

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你說“max同樣計算了n次測量的結果”是什么意思，我沒看明白。

劉彥剛 發(fā)表于 2021-3-23 14:25
有版友幫到了我！

感謝分享。

這個不確定度評定還是有幾點疑惑的
1. tmax的重復性測量。
評定中提到測量16次得到的數(shù)據(jù)，這16組數(shù)據(jù)每次都是tmax？ 有沒有tmin  ？
有沒有可能某個點在某一時間內是tmax，某一時間又是tmin?
tmin同理。
2. tmax與tmin由于是同一標準器測得，肯定相關，但是為什么一定是強相關？強相關怎么會是相互抵消呢？
我記得在注冊計量師案例中有個直角三角形，兩邊長是同一設備測得，求 斜邊的長度 。 這也是由同一設備測得的2個數(shù)據(jù)，所以也是相關的，最后給出的結果并不是強相關，也不可能抵消 、難道是案例錯誤了？

劉彥剛 發(fā)表于 2021-3-25 02:01
如果Y=avg(X)，那么重復性的不確定度分量就要取1/n標準差；那么Y=max(X)，為什么就不取1/n標準差呢？max ...

max是16次測量數(shù)據(jù)的最大值，不能簡單的認為是單次測量結果，從而直接用貝塞爾公式計算重復性的實驗標準差吧。
至少max和單次測量還是有點兒區(qū)別的。

bajieluck 發(fā)表于 2021-3-25 15:11
max是16次測量數(shù)據(jù)的最大值，不能簡單的認為是單次測量結果，從而直接用貝塞爾公式計算重復性的實驗標準 ...

你說的對，后來我才想明白你的意思，所以我給出了：
對不起！在這里：
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5、計算重復性為單次實驗標準偏差，那么與最大值和最小值的重復性一樣嗎？
答：計算單次實驗標準偏差表示重復性時，本身就是同一列數(shù)列，最大值和最小值只是從中選出來的，所以重復性是一樣。
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       欠思考了，最大值與最小值不是一列數(shù)，應該采用合并標準偏差進行評定，見JJF1059.1--2012。

bajieluck 發(fā)表于 2021-3-25 15:11
max是16次測量數(shù)據(jù)的最大值，不能簡單的認為是單次測量結果，從而直接用貝塞爾公式計算重復性的實驗標準 ...

max是16次測量數(shù)據(jù)的最大值，不能簡單的認為是單次測量結果，從而直接用貝塞爾公式計算重復性的實驗標準差吧。
答：是的，是測出了16個9個（請允許我以9個測點為例）測點中的最大值，但作為最終給出結果時，是選其中max與min差最大的那一個max作為結果給出。因為此時涉及到9列數(shù)據(jù)，我也只想到用合并標準偏差，而不能僅用那一列數(shù)，直接用貝塞爾公式計算重復性的實驗標準差。
至少max和單次測量還是有點兒區(qū)別的。
答：首先要區(qū)別單次測量，與n次測量后選其中某個值作為結果。前者應該無從討論重復性，后者才有將n次測得值用貝塞爾公式計算重復性的實驗標準差，當以n次測得值中某個值報出時，這個值不管是其中最大值，還是任意某個值，都是以算得重復性的實驗標準差為重復性分量，當以n次測得值的平均值作為結果報出時，自然是以實驗標準差除以根號n后為重復性分量。

237358527 發(fā)表于 2021-3-25 10:32
這個不確定度評定還是有幾點疑惑的
1. tmax的重復性測量。
評定中提到測量16次得到的數(shù)據(jù)，這16組數(shù)據(jù)每次 ...

這個不確定度評定還是有幾點疑惑的
1. tmax的重復性測量。
       評定中提到測量16次得到的數(shù)據(jù)，這16組數(shù)據(jù)每次都是tmax？ 有沒有tmin  ？
       有沒有可能某個點在某一時間內是tmax，某一時間又是tmin?
       tmin同理。
答：你要結合著JJF1101--2019來看該文，其實這16次數(shù)據(jù)，是在9列（請允許我以9列為例）中去提取的，在這9列中每次都有最大值和最小值，每次我們都進行一次都進行一次tmax與tmin之差的計算，最后取最大的tmax與tmin之差的一半，并冠以±作為結果報出。
       有沒有可能某個點在某一時間內是tmax，某一時間又是tmin，理論上不排除，也就是說對于我們的校準和校準后的數(shù)據(jù)處理，以及測量不確定度評定時，出現(xiàn)這樣的情況，我們完全可以認為是合法的數(shù)據(jù)，完全可以正常進行校準和校準后的數(shù)據(jù)處理，以及測量不確定度評定。但實際上是不可能的，環(huán)境溫度、濕度試驗設備，說具體些對于某個干燥箱或培養(yǎng)箱，溫度濕度不均勻的情況基本上是固定的，那個位高就會一直高的。
       tmin同理。
2. tmax與tmin由于是同一標準器測得，肯定相關，但是為什么一定是強相關？強相關怎么會是相互抵消呢？
我記得在注冊計量師案例中有個直角三角形，兩邊長是同一設備測得，求 斜邊的長度 。 這也是由同一設備測得的2個數(shù)據(jù)，所以也是相關的，最后給出的結果并不是強相關，也不可能抵消 、難道是案例錯誤了？
答：因為我工作時，依據(jù)的都是JJF1101--2003，tmax與tmin由于是同一標準器測得，但那時僅考察中心點；而現(xiàn)在的JJF1101--2019，tmax與tmin也是同一標準器（工業(yè)鉑熱電阻）測得的，但要考察所有測點。仍存在相關性。
       對于JJF1101--2003，溫度波動度為：

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
       對于JJF1101--2019，溫度波動度為：
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

       因為tmax與tmin由于是同一標準器測得，所以具有相關性，又因為對于升溫已達到穩(wěn)定狀態(tài)后的、正常的干燥箱或培養(yǎng)箱來說，tmax與tmin不會很大，或者說tmax與tmin很接近，所以可以判為強相關。
       對于你說的直角三角形，兩邊長是同一設備測得，求斜邊的長度 。 是的，這也是由同一設備測得的2個數(shù)據(jù)，但題中沒有說兩直角邊長很接近，所以只能判定為相關，但不能說正強相關，或者說相關系數(shù)接近+1。而且在這里測量模型是c = 根號a平方與b平方和，所以即使相關系數(shù)接近+1，也不能抵消。

劉彥剛 發(fā)表于 2021-3-26 04:32
這個不確定度評定還是有幾點疑惑的
1. tmax的重復性測量。
       評定中提到測量16次得到的數(shù)據(jù)，這16組 ...

我看錯了。溫度波動性原來是由 環(huán)境實驗設備 中心點 一段時間內的tmax 與tmin
但是，我還是認為
1. 在一段時間內所有的溫度數(shù)據(jù)中挑選出tmax與tmin 然后用貝塞爾公式算出重復性。這不知道符合 貝塞爾公式的適用范圍？
2. 既然是  中心點 一段時間內的tmax 與tmin 那么必然是由一臺設備測得數(shù)據(jù)，必然存在相關性。 至于你說的強相關也好，相關性抵消也好。
我個人認為應該由 實驗 證明或者 數(shù)據(jù)計算得到，而不是 人為想想。這樣子會造成 不確定度偏小。
最后，我不是從事 溫度校準這塊的，但是我認為 不確定度是相通的，無論什么專業(yè)都是適用不確定度原則的。

感謝交流，謝謝！

237358527 發(fā)表于 2021-3-26 08:05
我看錯了。溫度波動性原來是由 環(huán)境實驗設備 中心點 一段時間內的tmax 與tmin
但是，我還是認為
1. 在一 ...

       因為我工作時該規(guī)范是2003版，而2019版與之前有改進，受2003版的影響讓我對2019的理解出現(xiàn)了些偏差，認清后我現(xiàn)對原回復進行了修訂。見諒！
       你接下來的帖文：
       我看錯了。溫度波動性原來是由 環(huán)境實驗設備 中心點 一段時間內的tmax 與tmin
       但是，我還是認為
       1. 在一段時間內所有的溫度數(shù)據(jù)中挑選出tmax與tmin 然后用貝塞爾公式算出重復性。這不知道符合 貝塞爾公式的適用范圍？
       2. 既然是  中心點 一段時間內的tmax 與tmin 那么必然是由一臺設備測得數(shù)據(jù)，必然存在相關性。 至于你說的強相關也好，相關性抵消也好。
       我個人認為應該由 實驗 證明或者 數(shù)據(jù)計算得到，而不是 人為想想。這樣子會造成 不確定度偏小。
       最后，我不是從事 溫度校準這塊的，但是我認為 不確定度是相通的，無論什么專業(yè)都是適用不確定度原則的。

感謝交流，謝謝！

       我得晚些時間回復你哦！

237358527 發(fā)表于 2021-3-26 08:05
我看錯了。溫度波動性原來是由 環(huán)境實驗設備 中心點 一段時間內的tmax 與tmin
但是，我還是認為
1. 在一 ...

我看錯了。溫度波動性原來是由 環(huán)境實驗設備 中心點 一段時間內的tmax 與tmin
但是，我還是認為
1. 在一段時間內所有的溫度數(shù)據(jù)中挑選出tmax與tmin 然后用貝塞爾公式算出重復性。這不知道符合 貝塞爾公式的適用范圍？
2. 既然是  中心點 一段時間內的tmax 與tmin 那么必然是由一臺設備測得數(shù)據(jù)，必然存在相關性。 至于你說的強相關也好，相關性抵消也好。
我個人認為應該由 實驗 證明或者 數(shù)據(jù)計算得到，而不是 人為想想。這樣子會造成 不確定度偏小。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
       為了集中注意力討論人的關切，我們就以JJF1101--2003版給出的為例，溫度波動度由環(huán)境實驗設備中心點，一段時間內的tmax 與tmin之并的一半，并冠以±號給出。
1. 在一段時間內所有的溫度數(shù)據(jù)中挑選出tmax與tmin 然后用貝塞爾公式算出重復性。這不知道符合 貝塞爾公式的適用范圍？
答：應該說，對于給出的一列數(shù)，用貝塞爾公式算得到的實驗標準偏差，該實驗標準偏差就能反應該列數(shù)中，任一個數(shù)的重復性，無論這個數(shù)是該列數(shù)中的最大值，還是最小值都適應。這樣說，不知我說明白了嗎？
2. 既然是  中心點 一段時間內的tmax 與tmin 那么必然是由一臺設備測得數(shù)據(jù)，必然存在相關性。 至于你說的強相關也好，相關性抵消也好。我個人認為應該由 實驗 證明或者 數(shù)據(jù)計算得到，而不是 人為想想。這樣子會造成 不確定度偏小。
答：我能理解，在這里讓你不放心的是標準器的量傳不確定度分量被抵消了。在這里會出現(xiàn)該情況得有兩個前提：一是測量模型主體是y = x1 - x2 的形式，而我們這里的溫度波動度的測量模型 ，正是這樣。二是x1和x2是同一計量器具測量，且兩者很接近。
      為了能更好地理解該問題，在上述該強相關情況的不確定度評定，可以類比誤差理論中的誤疊加和誤差抵消：當y = x1 + x2（且x1與x2很相近時），誤差疊加；反之當y = x1 - x2（且x1與x2很相近時），誤差抵消。  

我認為這個評定不正確，意義也不大。
首先，由于溫度傳感器的響應有滯后，同時數(shù)據(jù)記錄的時間間隔又比較長，測量得到的最大值會偏小，最小值會偏大，這會使得計算的差值偏小，也就是說，本來按規(guī)程的做法就會存在系統(tǒng)性誤差，這個沒有在評定過程中有反映；
其次，用作者提供的標準器16次重復性測量數(shù)據(jù)做曲線圖，可看出明顯不符合穩(wěn)態(tài)、正態(tài)隨機分布規(guī)律。

劉彥剛 發(fā)表于 2021-3-27 03:46
我看錯了。溫度波動性原來是由 環(huán)境實驗設備 中心點 一段時間內的tmax 與tmin
但是，我還是認為
1. 在一 ...

1.
這個測量重復性問題 ，我的意見還是不同的。
因為在這16個數(shù)據(jù)中，有隨機的max值與min值 。
如果按照你的觀點，假如有組數(shù)據(jù)：1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2...
那我是不是可以這么說，max的重復性為0？min的重復性也為0？ 這顯然不合理。
2.
這個問題，y=a-b 中 a,b為同一儀器測得，這個是 強相關，相關性為0 的，

我沒有看到過相關案例，不做評價。


如果你有其他案例，可以發(fā)出來看看，我學習一下。

1.
這個測量重復性問題 ，我的意見還是不同的。
因為在這16個數(shù)據(jù)中，有隨機的max值與min值 。
如果按照你的觀點，假如有組數(shù)據(jù)：1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2...
那我是不是可以這么說，max的重復性為0？min的重復性也為0？ 這顯然不合理。
答：如果我沒算錯的話max和min的重復性都是0.513。

237358527 發(fā)表于 2021-3-29 15:58
1.
這個測量重復性問題 ，我的意見還是不同的。
因為在這16個數(shù)據(jù)中，有隨機的max值與min值 。

2.這個問題，y=a-b 中 a,b為同一儀器測得，這個是 強相關，相關性為0 的，我沒有看到過相關案例，不做評價。如果你有其他案例，可以發(fā)出來看看，我學習一下。
答：y=a-b 中 a,b為同一儀器測得（且a與b很接近）。
       對于測量不確定度來說由于該儀器量傳誤差引入的不確定度分量，正強相關，相關系數(shù)接近+1，量傳誤差引入的不確定度分量代數(shù)和合成；
       對于誤差理論，該儀器量傳的誤差會基本抵消。