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1、误差与不确定度 技术篇 实物量具的量值误差该如何表达 兼评检定规程示值误差计算之我见一文 按JJF10011998(通用计量术语及定义，计量器具 划分为实物量具和测量仪器它们的定义分别为： 实物量具指使用时以固定形态复现或提供给定量 的一个或多个已知值的器具 例如：砝码、(单值或多值、带或不带标尺的)量具、标 准电阻、量块、标准信号发生器、参考物质。其特征是无传 动机构、无传感器、无放大指示机构。 测量仪器指单独地或连同辅助设备一起用以进行 测量的器具。其特征是有传动机构(或传感器)及其放大 指示机构。 一、测量仪器的示值误差 测量仪器示值不准确与对应输入量真值之差称之 为示值误差。但是当实物
2、量具的量值不准确、有误差 时，该量值误差却有两种不同的表达方式：一种仍是“示 值误差”：另一种是“偏差” 大多数检定规程校准规范 及产品技术标准采用“偏差”表达 表1列出当前一些检 定规程对实物量具量值误差的不同表达 从表1可以看出除线纹尺是以“示值误差”表达外 其他实物量具的量值误差都以“偏差”或“实际值”f角度 口全学明 陆蕊王晓飞 表1 当前一些检定规程对实物量具量值误差的 不同表达 序号 实物量具名称 检定规程规定的允许值名称 l 标准电池 电动势实际值允许范围 2 标准电阻 极限偏差 3 砝码 质量允差 4 量块 长度偏差 5 角度块 工作角的角值 6 钢卷尺 示值误差 7 钢直尺
3、示值误差 8 纤维卷尺 示值误差 块)表达。显然，以“偏差”或“实际值”来表达是可以的 容易被人们理解和掌握沟通不易造成误解而以“示值 误差”表达，不容易被人们理解，还会产生误解。以下我 们将进行分析说明 既然(计量器具)示值误差定义为测量仪器示值与 对应输入量的真值之差(摘自JJF10011998)，那么，对 于测量仪器： lib ， lib ， libl，lib， ， 记录加气数据(此时进人车用燃气装置储气瓶中的少量 燃气一定要计人加气量中否则检定结果将出现偏 差)，再开始为车辆加气，记录加气数据进行加气机示 值误差、重复性的检定 8示值误差、密封性试验应采用压缩天然气或压缩 空气，现场检
4、定只允许采用压缩天然气 检定时气质应 符合GB 1 80472000的要求 9被检加气机进口端压力：低压管线应在(10 16)MPa之间，中压管线应在(1621)MPa之间高压管线 应在(2125)MPa之间。在一次检定过程中检定气源的 各管线压力波动绝对值均应不大于2MPa 10检定介质为压缩天然气的泄放要求 (1)计量储气瓶的压缩天然气可以通过符合 GB501562002之856规定要求的天然气放散管迅速排 放。 (2)对于天然气放散管不符合要求的应设置专用 回收罐，压缩天然气先排放到回收罐然后按每次排 放天然气不大于14kg时间间隔不小于20min人大 气。先泄放计量储气瓶的天然气再泄放
5、回收罐的天 然气。 l 1耐压强度试验必须用水作试验介质 12从高区域至低区域所有电磁阀均应完整动作 次以上 作者单位【安徽省阜阳市计量所】田 201 0 9中N4-t-I China Metrology 95 96 技术篇 误差与不确定度 示值误差=测量仪器示值一标准装置输入量值 所以测量仪器示值误差往往是从(被检)测量仪器 上获得读数值。再计算得到示值误差。示值偏大那么示 值误差为正反之为负 对于实物量具： 示值误差=标称值一标准装置(标准仪器)示值 所以实物量具示值误差是从标准仪器上获得读数 值再计算得出示值误差 标准装置示值偏大那么实物 量具示值误差为负反之为正， 这似乎与一般人的想法
6、 不一样：实物量具实际值偏大，其示值误差为负值?有疑 问 所以实物量具的量值误差还是以“偏差”或“实际值” 表达为好 况且单值实物量具不能读出示值，而以“标称 值”为其“示值”对于不能读数的实物量具采用“示值误 差”不太符合人们习惯而采用“偏差”或“实际值”易为 人们理解和接受 二、修正值 “52l修正值 用代数方法与未修正测量结果相加以补偿其系统 误差的值。”(摘自JJF10011998) 在量值传递中实物量具(或标准器)存在偏差，使 用实物量具进行测量时在测量结果中需加入修正值。 该数值是“+”号还是“一”号，要根据实物量具使用场合来 确定 实物量具使用的场合不同，该数值的符号会不同。 例
7、如实际尺寸为100001mm的四等量块以它为标准器 检定五等量块修正值为+0001mm：以它为标准器检定 千分尺修正值为一0001mm。实物量具存在偏差，它对 测量结果会产生影响未修正的测量结果需加入修正 值 修正值数值大小虽源于实物量具，但其符号“+”或 “一”与实物量具进行量值传递的场合有关。不根据量值 传递的场合而事先赋予实物量具修正值(含数值和符 号)是错误的 亦即不应赋予实物量具修正值，修正值存 在于测量结果的运算中 综上所述根据检定规程检定实物量具(或标准 器)在出具检定证书给出测量结果时不宜给出“示值误 差”也不能给“修正值”，而应给“偏差值”或“实际值”。 现大多数实物量具的检
8、定规程、检定证书都是给“偏差” 或“实际值”而线纹尺的系列检定规程和检定证书却给 “示值误差” 这就造成了尴尬的局面，在检定员之间，在 检定员和用户之间产生误解甚至给出错误的检定结 果 下面评议的一篇文章就是例证 三、评议(钢卷尺检定规程示值误差计算之我见 中国计量)2009年第l期刊登的(钢卷尺)检定规 中国计量China Metrology 201 0 9 程示值误差计算之我见一文(以下简称我见)，认为 检定规程计算示值误差的公式不正确示值误差值的符 号搞反了 规程中关于示值误差的计算公式如下： 示值误差=受检点的读数值+标准钢卷尺的修正值 其实对该公式中“受检点的读数值”有两种理解：第
9、一种(我见作者的理解)认为在标准钢卷尺上直接读 出受检点的读数值，该示例中为20001m所以示值误 差Aix1+01=11mm：第二种(我院及一些省计量院的理 解)认为，“受检点”是指输入值(标准钢卷尺20m处)，而 “受检点的读数值”是被检钢卷尺相对“受检点”(标准钢 卷尺20m)的示值(偏差值)。该示例中，被检钢卷尺“受 检点”(标准钢卷尺20m)处的尺寸为19999m亦即受检 点的读数值为一1mm 示值误差=受检点的读数值+标准钢卷尺的修正 值=一1+(一01)=一11mm。 注：由于标准钢卷尺20m处的实际尺寸为200001m 其修正值为一01mm 此处暂时沿用钢卷尺检定规程关 于修正
10、值的概念 显然对“受检点的读数值”的两种理解中第二种 理解是正确的 它认为“受检点”是指输入值(标准钢卷 J20m处)而不是被检钢卷尺20m处。被检仪器的示值 叠在被检仪器上读数(而不是在标准器上读出即使在 标准器上读出也应换算为被检计量器具上的示值) 所 以第二种理解符合JJF10011998关于示值误差的定 义：测量仪器示值与对应输入量的真值之差。 我见一文中还提出根据理论公式计算示值误差： 示值误差=测量结果一真值 我们认为该公式不符合JJF10011998关于示值误 差的定义，它是测量误差的定义：测量误差是测量结 果减去被测量的真值 凶此不能将测量误差的计算公式用于计算示值 误差。 四、结论 根据本文的分析和例证说明计量技术法规对实 物量具的量值误差应以“偏差值”或“实际值”表述，检 定校准证书给出的测量结果也应以“偏差值”或“实际 值”表示而不宜给“示值误差”，更不宜给“修正值”， 以避免产生对量值误差的误解进而给出错误的测量 结果 作者单位【全学明 陆蕊广西壮族自治区计量检 测研究院、王晓飞 江苏省计量科学研究院】岛
