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标题: 关于建模的思考-评UA评定（10) [打印本页]

作者: zhoujingli 时间: 2016-8-18 18:11
标题: 关于建模的思考-评UA评定（10)

关于建模的思考-评UA评定（10)

史锦顺

不确定度论推行20年来，用得最多的场合是关于计量装置的不确定度评定。建模是其中的基础项目。

现结合压力表检定装置的评定的案例，对建模思考并评论如下。

（一）量值偏差与测量误差的统一表达

1 量本身的变化

设：被检压力表的示值所表征的压力值是温度T，敲打Q，数据处理S的函数：

P(实)=f(T,Q, S) （1）

量的展开表达

P(实)=f(0)+ ?P/?T×ΔT+ ?P/?Q×ΔQ +?P/?S×ΔS （2）

（2）式可简记为
P(实)= P(0)+ΔP(变)

=P(0)+ΔP(T) +ΔP(Q) +ΔP(S) （3）

2 测量误差

被检仪器接标准器

ΔP(测)=P(测)-Z=P(测)-P(标)+ P(标)-Z

= P(测)-P(平)+ P(平) -P(标)+ΔP(标)

=ΔP(随)+Δ(系)+ ΔP(标) （4）

写成相对误差的形式

δP=[ΔP(随)+Δ(系)+ ΔP(标)]/P （5）

（接下页）

作者: 威风凛凛 时间: 2016-8-18 18:49
接 2# 史锦顺 文

（三）评什么

看到的压力计量方面的评定，有两类，同样的设备，一类是评压力表的示值误差的测量不确定度，一类是评定压力表检定装置的不确定度。这里面有多种混淆。本来，压力表的示值误差，就是压力表的允许误差的抽样值，弄出个“示值误差的不确定度”来，不知算是什么东西。而分析检定装置的性能，却又靠被检仪器的性能，不知是哪儿对哪儿。

仔细分析（6）式诸项，前5项都是被检测量仪器引入的，考核检定装置的功能，不该考核这些项目。最后一项是标准的问题，只有这一项是该考核的，但又考核不了，只能送检。

其实，单位里的建标，是购置、设立计量标准的问题，应是利用计量标准制造厂的成果，以及上级计量部门的公证。因为不是本单位研制计量标准，因而没有必要去分析误差的构成，也没有必要建模，没有必要评定。说到底，一个使用计量标准的单位，是无法完成“建模”、“误差分析”、“考核性能”这些工作的。道理很简单，你这个单位没有比此标准高一个等级的计量标准，你干不了这些事。

不确定度论诞生以来，由于否定真值的可认识性，于是否定计量标准（相对真值，真值的代表）的作用，于是便产成了不确定度论特有的评定方式，即A类评定和B类评定。A类评定是用被检对象考核计量标准，逻辑错误；B类评定只是收集些信息，不搞实际测量，不可能有自己的、有效的判别。其思路的本质是抛开那个最最重要的代表真值的上一级计量标准。而没有上一级标准，你就考核不了本级标准。认真考虑一下，自从有不确定度评定以来，究竟干了些什么事，除了应付检查，哪里有实际效果。任何一个务实的计量工作者，都该认清不确定度论的说教与不确定度的评定的虚伪性。

（四）为什么说“A类评定是错误的”

压力表检定装置的重复性测量实验，是A类评定。

所进行的A类评定，是用被检仪器的性能来考察标准的检定能力，这混淆了手段与对象的关系，是个逻辑错误。

计量的目的是认识、评定测量仪器的实际计量性能是否符合其性能指标。认识与评定的基础是实测。怎么测，必须采用“孤立法”或称“分割法”。测量操作，必定包括两个方面，测量手段为一方，测量对象为一方。测量结果是两方面共同作用的结果，如果不“分割”、不“孤立”，就不能分别认识其中的一个方面。

计量装置的评定，不能用被检仪器，而要用比检定装置更稳定（随机变化小）、更准确（随机误差小，系统误差也小）的计量标准。

用计量装置去测量某量L,观察测得值的随机变化，由此来考察计量装置的随机误差，这就要求被测量L的稳定性要远优于计量装置。如果被测量L有变化，则说不清测得值的变化是被测量L引入的，还是计量装置引入的。A类评定以被检仪器为测量对象，而被检仪器的稳定性通常比计量装置差，这就没法考察计量装置的稳定性。

总的来说，A类评定用于考核计量装置，是错误的。

在使用仪器进行测量的场合，A类评定就是误差理论指导下的重复性测量。但要注意，只有常量测量，以平均值为表征量时，才能除以根号N；当测量是统计测量（快变化测量，或考核被检仪器的随机误差）时，不能除以根号N。因为单值的西格玛才是分散性的统计表征量。注意，《JJF1033-2008 计量标准考核规范》指出：计量标准的重复性要用单值测量结果的实验标准偏差来表示，这是对的，比不确定度论已有所清醒；但随后又说：“当测量结果由N次重复的测量的平均值得到时”，要除以根号N，这又退回到错误作法上去了。可见该标准已自相矛盾，其本质是并没理解单值的西格玛才是随机变量的统计表征量的本质，而这个本质与是否以平均值为表征量无关。（求单值的西格玛，也必须进行多次测量。）

作者: 光头人1 时间: 2016-8-18 19:01
接 1# 史锦顺文

3 量值偏差与测量误差的综合

以相对误差（5）的仪器测量前述的P(实)，测得值应为

P(测)=(1+δp)P(实)

=(1+δP)[P(0)+ΔP(变)]

P(测)= P(0)+ΔP(变)+P(0)δP

= P(0)+ΔP(T)+ΔP(Q) +ΔP(S)+ΔP(随)+Δ(系)+ΔP(标)

记

ΔP(测)=P测-P(0)

故有

ΔP测=ΔP(T)+ΔP(Q) +ΔP(S) +ΔP(随)+ΔP(系)+ΔP(标) （6）

其中，ΔP(随)包含示值的重复性与分辨力两个因素。

在上述表达中，（1）、（2）二式十分重要。求误差传递系数（又称灵敏系数），一定要求量值函数对变量的偏微分，而（3）式是各项变量总效果的表达。

（二）不能缺少量值关系式

不确定度论评定压力表检定装置的性能，所建立数学模型为：

ΔP =P－P(标) （7）

模型应是量值函数关系。GUM上是例子也都是量值的函数关系。

现在的绝大多数评定，都给出如（7）的表达式，是不妥的。

分析误差，取微分等要从函数做起。直接写出的关系（7），不符合误差的定义，也不符合偏差的定义。它已是差分形式，不便于再对它取微分。许多作者对（7）式取微分，不符合微分的物理意义。要写（1）式，并对（1）式做偏微分。表达标准的作用，要写（4）式。

建模的标准作法是写出测得值的量值表达式。偏差传递关系取决于量值对变化因素量的偏微分。现在大量的评定直接写出微变量的关系式，不是好的表达方法。当分量以整体形式出现时，不出错；但一些场合，变量的作用是通过变化率（又称灵敏系数）而作用于总量，此时不写函数关系，极易弄错。我国一位著名学者，在一篇样板评定中就是这样弄错了传递因子（《误差与不确定度百论集》p206）。

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