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主题：【第六届原创】测量不确定度理论已经到了能指导实际工作的阶段

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刘彦刚
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发表于：2012/11/06 04:01:36 楼主 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
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测量不确定度理论已经到了能指导实际工作的阶段

一、初级阶段：
    在建标报告中，只要用了不确定度就可以，只知道评定时，要给出数学模型，但其作用都不是很清楚，甚至评定与给出的数学模型根本不相关。而且评出的扩展不确定度，到底与谁去比较都搞不清楚。就是专门从事不确定度理论研究的专家们，自己都有很多事不能自圆其说。
二、实用阶段：
    现阶段就完全不一样了，现在既知道数学模型的作用，也知道评出来的扩展不确定度是什么样的一个量了，能与传统的误差理论中的允许误差限联系起来。它是与允许误差限绝对值相当的量，但与允许误差限有本质的区别。首先扩展不确定度是出自不确定度理论，而允许误差限出自误差理论。它们所指都是一个区间的宽度，扩展不确定度是以测量结果为中心，真值可能存在的区间的半宽度；而允许误差限是以真值为中心，测量结果（或仪器示值）可能存在的区间。现在传统的3δ原则就又有新内容了：一般来说，我们检定时评得的测量扩展不确定度，应该小于或等于被检仪器允许误差限绝对值的三分之一。
    细心的人不难看出不确定度理论的重在性，或者说是实际意义：误差是以真值为中心，而真值又是不可知的，那么允许误差限给出的区间在理论上就有些是说不过去；而不确定度是以测量结果为中心，扩展不确定度给出的区间就很实在。它是以测量结果为中心,真值按给定的置信概率,可能存在区间的半宽度。特别是对于用户，他们得到的就是测量结果。如果我们给出的结果的可信区间以真值为中心，用户在使用我们的结果时，自然会感到不知所措。如果我们给出的结果的可信区间以测量结果为中心，用户在使用我们的结果时，自然会感到很实在，很方便他们使用我们的测量结果，能方便地进行合格评定。
    现在不要说是专门从事不确定度理论研究的专家们，就是我们普通检测人也能对不确定度略知一二了，我以实际工作中一个例子来说明。
    依据JJG693-2011《可燃气体检测报警器》，可燃气体检测报警器检定装置，主要应由国家标准气体物质和稀释装置组成。用稀释装置稀释高浓度的气体标准物质，以适应不同量程的可燃气体检测报警器。所谓稀释装置实际上就是通过自动控制电路，控制多个高准确度的流量控制装置，按比例输出稀释气和标准气，构成所需组份和浓度。JJG693-2011要求稀释装置流量示值误差不大于±1%，重复性应不大于±0.5%。
    规程起草老师自己就研发了一台多组份动态配气装置，但是她给出的计量性能指标为不确定度：±1%。首先从表达形式上它就不对，不确定度不应该有“±”号。
    再者量值也给得不合理，甚至可以说是错误的。本来该稀释装置是开环控制的，也就是说没有去对稀释配制的检定用气的浓度进行测量，然后再去调节流量控制装置。所以其稀释配制得到的浓度，除依赖用于稀释的高浓度标准气体物质的不确定度外，就取决于流量控制装置的置流量示值误差。所以我认为对于稀释配气装置的计量性能指标，应该给出流量控制装置的置流量示值误差限。至于配制得到的气体的不确定度，可由稀释配气装置使用者，据所需配的组份和标准气体的不确定度去评定。
    例如：用浓度为C1的标准气体（U=1%，k=2），稀释为浓度为C2的检定用气。其稀释的数学模型为：
      C2= （C1·V1）/ V2              （1）
    式（1）中：V1和 V2分别是为所需标准气体和稀释气体的体积，在稀释配气装置中由流量控制装置给出。对于动态配气装置，因为时间是同一的，V1和 V2就相当于流速Q1和 Q2。
    因为该数学模型为纯积商型式，所以可以用相对标准不确定度的方和根合成，并得到相对的合成标准不确定度。即：



    同样取包含因子k=2，故经稀释后检定用气体的扩展不确定度为：
                    U=2.0%，k=2。
    但现在有的稀释配气装置生产者，直接给出其稀释配气装置的配气不确定度为±1%（因为他给出时有“±”号，我们只能按误差限来理解），不知是否欠妥？
    虽说不确定度的最大特点是“不确定”，但人们还是应该，实际上人们也正是这样努力，尽可能多地去发现能认识的不确定度源，将其尽可能恰当地评定出来。
    之所以说多组份动态配气装置生产者，给出其计量性能指标为不确定度：±1%，可以说是错误的。因为多组份动态配气装置这样给出最大允许误差限±1%都已经是给小了。因为那样的话，就按她给出的不确定度评定方法进行评定为：


    虽U=1.6%（k=2）较U=2.0%（k=2）小得不多，但毕竟还是小0.4%。所以我觉得对于稀释配气装置的准确度指标，应该给出流量控制装置的置流量示值误差限。而不应该去给出稀释配气装置配气浓度的误差限。
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2012/11/6 18:41:58 沙发 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
是啊，刚开始都不都知道有这么个概念，但不太清楚是什么意思，慢慢看资料才有点头绪，楼主有什么好的不确定度的资料或书籍推荐吗
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刘彦刚
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2012/11/6 19:20:01 板凳 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
我觉得JJF1059.1—201X（征求意见稿）就是很好的不确定度评定的教材。
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2012/11/6 22:50:01 马扎 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
可以看懂，学习了！
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2012/11/7 1:07:58 地毯 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
与下一帖重复了
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2012/11/7 1:31:44 Last edit by poorlittle
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2012/11/7 1:28:55 地板 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 刘彦刚(pxsjlslyg) 发表:
但是她给出的计量性能指标为不确定度：±1%。首先从表达形式上它就不对，不确定度不应该有“±”号。


不少解释误差与不确定度相异之处的文章都说误差有正负而不确定度是一个范围, 只有正值。  这是有道理的, 所以文字描述“计量性能指标为不确定度：±1%” 应改为 “性能指标为不确定度：1%”



但连同ms一起以等式报告时, 尽管JJF1059-1999中的8.5说明在表达合成不确定度时应避免使用d), 但并非禁止用±表达。 



在8.7至8.9中U的表达方式中用正负号也是可用的形式之一。
该帖子作者被版主 pxsjlslyg加 10积分， 2经验，加分理由：研究得很深入哦!
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刘彦刚
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2012/11/7 3:52:48 6楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 poorlittle(poorlittle) 发表:
与下一帖重复了

你如能说：该贴我己删除，因为与下一贴重复了。
我就不会犯糊涂了，因为非版主不能删除贴子，你只能是通过编辑来删除贴文的内容。
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刘彦刚
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2012/11/7 4:09:45 7楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 poorlittle(poorlittle) 发表:
原文由 刘彦刚(pxsjlslyg) 发表:
但是她给出的计量性能指标为不确定度：±1%。首先从表达形式上它就不对，不确定度不应该有“±”号。


不少解释误差与不确定度相异之处的文章都说误差有正负而不确定度是一个范围, 只有正值。  这是有道理的, 所以文字描述“计量性能指标为不确定度：±1%” 应改为 “性能指标为不确定度：1%”



但连同ms一起以等式报告时, 尽管JJF1059-1999中的8.5说明在表达合成不确定度时应避免使用d), 但并非禁止用±表达。 



在8.7至8.9中U的表达方式中用正负号也是可用的形式之一。


从严格意义上说：JJF1059-1999的第8.7条（见下图片）

中的
不是不确定度U的表达形式，而是质量ms带有不确定度的表达形式。但它终归质量的表达形式，不能说明不确定度U可以有正负。
该帖子作者被版主 土老冒豆豆加 30积分， 2经验，加分理由：加分奖励原创
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minhf
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2012/11/7 8:32:27 8楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
哪么,要出具带不确定度的检测报告,应如何表达才算正确或者说合理呢?
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2012/11/7 8:36:07 Last edit by minhf
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2012/11/7 9:18:07 9楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
学习学习。。。。。。
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2012/11/7 10:03:56 10楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
值得学习，谢了
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