1?测量不确定度与测量重复性
测量结果的重复性定义为：在相同测量条件下，对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间的一致性。这些条件称为重复性条件。重复性条件包括：相同的测量程序，相同的观测者，在相同的条件下使用相同的测量仪器，相同的地点、短时间内重复测量。在被测件稳定、重复性好时，测量结果的重复性通常就只反映测量仪器的重复性。在短时间内对同一被测量进行多次重复测量，由测量值计算得到实验标准偏差s，这也就是测量结果的重复性。
2?正确理解国军标中对测量重复性方法的描述
在GJB/J 2749－1996《建立测量标准技术报告的编写要求》(下称《编写要求》)中对重复性的获得方法是这样描述的：“选一稳定的被测量或被检测器具，在短时间内用测量标准重复观测n次，得到n个观测值xi ，推荐观测次数取n≥6，按式(5)计算……”
按此描述，在进行测量标准重复性评估时，受两方面因素制约：一是测量标准的测量一致性，这是我们想知道的；另一个就是“被测量或被检测器具”的测量一致性，这是我们不希望要的，但它不可避免地将被引入测量标准的测量不确定度中。如果此时设备选择不当，将有可能导致不符合实际的测量结论。《编写要求》中在陈述重复性测量时，要求选用的“被测量或被检测器具”性能“稳定”，此时不能单纯地理解“稳定”一词，因为它本身就是一个相对的概念，应理解为“被测量或被检测器具”的性能相对于测量标准性能稳定。因为，此时所获得的数据反映的是测量标准和测量设备共同的测量一致性，有时虽然“被测量或被检测器具”的性能似乎很稳定，输出值或测量值几乎没有什么变化，但其分辨力较低，或是其显示位数较少，它的测量数据已无法反映标准设备的末位或末几位数字变化，导致测量标准的重复性带来的标准偏差相对于“被测量或被检测器具”可忽略不记，此时所得到的标准偏差其实只是测量设备的重复性的反映，而不是测量标准的重复性，从而导致错误的评定。
3?“被测量或被检测器具”性能对测量标准重复性评定的影响
下面举例说明这一影响。本实验室建立了一套“直流电压标准”，标准设备为4000型直流自校准标准源，在不考虑重复性的情况下，其标准不确定度在检定直流数字多用表的10V直流电压时为uc=3?8×10－6V，其显示位数为7 ，现用两台不同的数字表对其分别进行重复性测量。一台显示位数为7 的1071型数字多用表，以下简称M表，另一台为5 的8840A型数字多用表，以下简称N表。依据直流数字电压表检定规程及《编写要求》的有关规定，用M、N两表分别对标准设备的10V量程进行了6次测量，每10秒读数一次，测得数据如下表。
M、N两表重复测量数据(单位：V)
M表的测量列的平均值xm为10?000011V，其实验标准偏差为sm=2?1×10－6V，即标准不确定度为2?1×10－6V，将该不确定度与标准设备不确定度合成有：
Ucm=4?4×10－6V(1)
N表的测量列的平均值xn为9?99993V，其实验标准偏差为sn=5?2×10－5V，即标准不确定度为5?2×10－5V，将该不确定度分量与标准设备不确定度合成有：
Ucn=52?2×10－6(2)
从(1)、(2)式的比较可以看出，N表似乎比M表性能还“稳定”，其测试数据列之间只有一位数字跳动误差，即使是这一误差也并不一定是计量标准带来的，也可能是数字表本身设计原因导致的±1个字跳动误差，将这一误差作为重复性误差计入测量标准不确定度显然是不合理的，而恰恰就是这±1个字跳动误差使其所进行的重复性测量的误差较M表大了一个多数量级，所以，该设备不能作为该标准设备的重复性测量设备。
4?重复性测量中“被测量或被检测器具”的选取原则
在计量检定工作中，要求标准设备的不确定度尽可能小到使其对被检仪器的允许误差而言可以忽略不计，以使错判的风险减到最小。对重复性测量也是一样，应使“被测量或被检测器具”的选取对测量数据的影响尽可能地小。所以要求测量设备首先必须保证其有足够的分辨力来反映计量标准的重复性变化，同时要求其性能相对于标准设备是稳定的，否则得到的将不是标准设备而是测量设备的重复性指标。
由于各实验室所建计量标准多是本单位准确度最优或不确定度最小的计量器具，在内部要选取合适的重复性测量设备往往是困难的，但这一指标又是建标报告测量不确定度评定中不可缺少的一项。所以在保证满足测试条件的情况下，可采用多种渠道，如选用性能稳定的核查标准或传递标准，也可采用相同或相近不确定度设备间的比对，或是请上级计量部门代为测试。总之，在进行计量标准的重复性测试时，“被测量或被检测器具”的选取必须慎重，要保证得到的测量结果真正反映的是计量标准的重复性。
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chaojiwantong
发表于 2016-8-18 21:04:58
