Неопределенность против погрешности

[Metrology1979 25]

7 часов назад, Lavr сказал:

Это не ответы.

Естественно. Это комментарии.

7 часов назад, Lavr сказал:

Реально существуют все перечисленные. Не все применяются на практике, но это не говорит о том, что они не могут быть применены.

Расскажите, например, о "семиричной" и о возможном ее применении.

8 часов назад, Lavr сказал:

23 часа назад, Metrology1979 сказал:

Существующие системы построены с использованием цифр десятичной.

Откуда такая уверенность? В конце концов придумайте любые другие знаки. Что это изменит?

Во-первых существующие из перечисленных Вами. Во-вторых они появились для решения определенных задач.

8 часов назад, Lavr сказал:

Как я уже сказал выше, цифры "пять" не существует.

В 22.12.2023 в 21:01, Lavr сказал:

В любой системе счисления, начиная с шестиричной, есть цифра "пять"

Нужно определиться.

[Lavr 501]

32 минуты назад, Metrology1979 сказал:

Естественно. Это комментарии.

Расскажите, например, о "семиричной" и о возможном ее применении.

Во-первых существующие из перечисленных Вами. Во-вторых они появились для решения определенных задач.

 

Не вижу смысла продолжать этот разговор с Вами. Вы уже все что могли сказали. Теперь с Вашей стороны идет простой базар без движения вперед.

 

39 минут назад, Metrology1979 сказал:

 

Нужно определиться.

Я уже давно опредедился.

 

[scbist 1 634]

Jeff Gust

Sr. Director, Metrology, Compliance & Regulatory Affairs - Chief Corporate Metrologist at Fluke Corporation

Happy New Year Metrology Mavericks!

I am resuming our discussion about measurement uncertainty and today’s topic is about sensitivity coefficients.  A Sensitivity Coefficient provides information on how sensitive the measurand is to a change in any input quantity.  The simplest example of a sensitivity coefficient is when the measurand is the quantity indicated on a DMM display and the input is the value that the calibrator is set to.

 

An Electrical Calibrator connected to a DMM

If we were to increase the output of the calibrator by 1%, the indicated reading on the DMM would increase by 1%, so in this case the sensitivity coefficient is one.  The good news is that for most of your calibrations, the sensitivity coefficient will be one.

 

The sensitivity coefficient is one

The formal definition of the sensitivity coefficient is the partial derivative of the defining equation with respect to the variable (input quantity) in question.  Recall that an equation for power is:

 

Equation for power based on current and resistance

If we wanted to understand what the sensitivity coefficient for current was in this equation, the partial derivative with respect to current is:

 

Partial derivative of P with respect to i

Each component of uncertainty needs to be multiplied by its sensitivity coefficient before uncertainty components are combined.

The uncertainty due to current in the power equation is the partial derivative of P with respect to i times the uncertainty of i (current)

If you are not strong in calculus, there are tools out on the internet that will do most of this work for you.  If you just don’t have time to learn how to use them, you can approximate the value for the sensitivity coefficient by increasing or decreasing the value out of calibrator or whatever is your input quantity and observing how much relative change your indicated value changes.  Be sure to do this as a percentage of the original value for both the input and indicated value.

Do you want to accelerate your metrology education, but are worried that the training will be over your head?  Check out the NCSLI Technical Exchange.  This is a special event that is organized by NCSLI to provide technician level instruction on various metrology topics.  It will be held on January 22 to 24 2024 in New Orleans Louisiana!  In particular you should catch Fluke Metrologists Frank Liebmann and his Thermodynamics Tutorial, Michael Johnston doing his tutorial on Understanding Instrument Specifications, Mike Coleman presenting Temperature Calibration Best Practices, or Rong Ding’s tutorial on fixed point cell theory, realization and usage.  You still have plenty of time to register! Check out the other tutorials as well #MetrologyMonday #FlukeMetrology

NCSL International Technical Exchange

 

Цитата

 

С Новым годом, Метрологические Маверикс!
Я возобновляю нашу дискуссию о неопределенности измерений, и сегодняшняя тема — коэффициенты чувствительности. Коэффициент чувствительности предоставляет информацию о том, насколько чувствительна измеряемая величина к изменению любой входной величины. Простейшим примером коэффициента чувствительности является случай, когда измеряемой величиной является величина, отображаемая на дисплее цифрового мультиметра, а входным сигналом является значение, на которое настроен калибратор.

                                     Электрический калибратор, подключенный к цифровому мультиметру
Если бы мы увеличили выход калибратора на 1%, показания цифрового мультиметра увеличились бы на 1%, поэтому в этом случае коэффициент чувствительности равен единице. Хорошей новостью является то, что для большинства ваших калибровок коэффициент чувствительности будет равен единице.

                                  Коэффициент чувствительности равен единице.
Формальное определение коэффициента чувствительности представляет собой частную производную определяющего уравнения по рассматриваемой переменной (входной величине). Напомним, что уравнение мощности имеет вид:

                                   Уравнение мощности на основе тока и сопротивления
  Если бы мы хотели понять, каков коэффициент чувствительности по току в этом уравнении, частная производная по току будет равна:

                                  Частная производная P по i
Перед объединением компонентов неопределенности каждый компонент неопределенности необходимо умножить на его коэффициент чувствительности.

Неопределенность, связанная с током в уравнении мощности, представляет собой частную производную P по отношению к i, умноженному на неопределенность i (тока).
Если вы не сильны в математических вычислениях, в Интернете есть инструменты, которые сделают большую часть этой работы за вас. Если у вас просто нет времени научиться их использовать, вы можете аппроксимировать значение коэффициента чувствительности, увеличив или уменьшив значение из калибратора или любого другого входного количества и наблюдая, насколько относительное изменение изменяется указанное вами значение. Обязательно делайте это в процентах от исходного значения как для входного, так и для указанного значения.
Вы хотите ускорить свое метрологическое образование, но боитесь, что обучение окажется для вас непосильным? Посетите технический обмен NCSLI. Это специальное мероприятие, организованное NCSLI для обучения технических специалистов по различным темам метрологии. Он пройдет с 22 по 24 января 2024 года в Новом Орлеане, штат Луизиана! В частности, вы должны увидеть метрологов Fluke Фрэнка Либмана и его учебное пособие по термодинамике, Майкла Джонстона, выполняющего руководство по пониманию характеристик приборов, Майка Коулмана, представляющего передовой опыт калибровки температуры, или учебное пособие Ронга Дина по теории, реализации и использованию ячеек с фиксированной точкой. У вас еще есть много времени, чтобы зарегистрироваться! Также ознакомьтесь с другими обучающими материалами #MetrologyMonday #FlukeMetrology
Международный технический обмен NCSL

 

 

[scbist 1 634]

1 минуту назад, scbist сказал:

Если у вас просто нет времени научиться их использовать, вы можете аппроксимировать значение коэффициента чувствительности, увеличив или уменьшив значение из калибратора или любого другого входного количества и наблюдая, насколько относительное изменение изменяется указанное вами значение. Обязательно делайте это в процентах от исходного значения как для входного, так и для указанного значения.

Мне понравился пассаж. Правда, для других факторов он не подойдет.  Не будет же кто-то греть прибор пока показания не потекут.

[Lavr 501]

21 час назад, scbist сказал:

Не будет же кто-то греть прибор пока показания не потекут.

Вы же не сомневаетесь в том, что линейные размеры зависят от температуры окужающего воздуха. Но для того, чтобы Вы в этом не сомневались, кто-то когда-то должен был нагревать и охлаждать измеряемый объект, чтобы определить зависимость. Что мешает Вам повторить этот опыт?

[scbist 1 634]

1 час назад, Lavr сказал:

линейные размеры зависят от температуры

Но речь в статье про конкретный калибратор, а не КМД.

[Lavr 501]

1 час назад, scbist сказал:

Но речь в статье про конкретный калибратор, а не КМД.

Начали юлить.

 

В 09.01.2024 в 16:49, scbist сказал:

Простейшим примером коэффициента чувствительности является случай, когда измеряемой величиной является величина, отображаемая на дисплее цифрового мультиметра, а входным сигналом является значение, на которое настроен калибратор.

Откуда при таком раскладе у Вас возникла мысль о входном значении температуры? Может быть электрический калибратор греет мультиметр?

[scbist 1 634]

1 час назад, Lavr сказал:

Откуда при таком раскладе у Вас возникла мысль о входном значении температуры?

Как откуда? Вы считаете, что калибратор не зависит от температуры? Тогда посмотрите его паспорт или описание. Там есть указания на рабочие температуры и на влияние именно температуры на точность прибора.

2 часа назад, Lavr сказал:

Начали юлить.

Нет. Это Вы теряете нить разговора. Автор говорил о том, что если у вас нет навыков или желания брать производную, для определения коэффициента чувствительности, то можете провести эксперимент. Изменить входной параметр и посмотреть на реакцию.

Мне такой подход понравился, но я говорю о том, что он не всегда выполним. В данном конкретном случае изменить ток и посмотреть изменившиеся показания не проблема, а вот изменить температуру для наблюдения за поведением данного калибратора не так легко осуществимо.

[Lavr 501]

12 часов назад, scbist сказал:

Как откуда? Вы считаете, что калибратор не зависит от температуры?

Думаю, что зависит, но эта зависимость не оговаривалась в условиях задачи. Есть много факторов, влияющих на выходную величину калибратора, но большинство из них в учет не принимаются.

 

12 часов назад, scbist сказал:

Тогда посмотрите его паспорт или описание. Там есть указания на рабочие температуры и на влияние именно температуры на точность прибора.

Если в паспорте калибратора указано влияние температуры на выходную величину калибратора, то эта информация может быть использована при калибровке, а влияние температуры можно будет наблюдать на мультиметре, если он для этого достаточно чувствителен.

 

12 часов назад, scbist сказал:

Мне такой подход понравился, но я говорю о том, что он не всегда выполним. В данном конкретном случае изменить ток и посмотреть изменившиеся показания не проблема, а вот изменить температуру для наблюдения за поведением данного калибратора не так легко осуществимо.

Но, если в паспорте калибратора появились сведения о влиянии температуры, значит это влияние в принципе наблюдаемо и его можно учесть в модели калибровки. Если Вы не верите паспортным данным, берите точный мультиметр, соответствующее ИО и проводите эксперимент.

Изменено 11 Января пользователем Lavr

[scbist 1 634]

11 часов назад, Lavr сказал:

Есть много факторов, влияющих на выходную величину калибратора, но большинство из них в учет не принимаются.

и "легким движением руки брюки превращаются ..." Ой, не брюки, а КН превращается в КП.

11 часов назад, Lavr сказал:

Но, если в паспорте калибратора появились сведения о влиянии температуры, значит это влияние в принципе наблюдаемо и его можно учесть в модели калибровки.

Вы опять потеряли нить. Нужно определить коэффициент чувствительности к изменению температуры. Т.е. взять производную по температуре.

Если же я уже забыл, как это делается и хочу провести эксперимент, аналогичный определению коэффициента чувствительности по току, то надо изменить температуру на некоторое количество градусов и увидеть изменение показаний. Но изменить ток в данном случае легко, а для температуры необходимо громоздкое оборудование и много времени.

[Геометр 914]

10 часов назад, scbist сказал:

Вы опять потеряли нить. Нужно определить коэффициент чувствительности к изменению температуры. Т.е. взять производную по температуре.

Если же я уже забыл, как это делается и хочу провести эксперимент, аналогичный определению коэффициента чувствительности по току, то надо изменить температуру на некоторое количество градусов и увидеть изменение показаний. Но изменить ток в данном случае легко, а для температуры необходимо громоздкое оборудование и много времени.

Чтобы взять производную по температуре, необходимо для начала установить функциональную зависимость контролируемого параметра от температуры, то есть вывести функцию. А для этого тоже необходим тот самый эксперимент с применением громоздкого оборудования.

[Lavr 501]

11 часов назад, scbist сказал:

"легким движением руки брюки превращаются ..." Ой, не брюки, а КН превращается в КП

С чего вдруг?

 

11 часов назад, scbist сказал:

Но изменить ток в данном случае легко, а для температуры необходимо громоздкое оборудование и много времени.

"Легко" и "сложно" - это субъективные оценки. Об этом нет смысла спорить.

[scbist 1 634]

7 часов назад, Lavr сказал:

"Легко" и "сложно" - это субъективные оценки.

Да. Лично для меня проще нажать кнопку на пульте калибратора, чем помещать рабочее место в камеру, устанавливать в ней какую-то температуру, выжидать до теплового равновесия и только потом снимать новые показания.

7 часов назад, Lavr сказал:

С чего вдруг?

Так Вы из всех возможных влияющих факторов выбрали только один. Причем, не влияющий, а прямо связанный с показанием. А собственно влияющие отбросили.

Так неопределенность трансформировалась в банальную погрешность.

[scbist 1 634]

9 часов назад, Геометр сказал:

Чтобы взять производную по температуре, необходимо для начала установить функциональную зависимость контролируемого параметра от температуры, то есть вывести функцию. А для этого тоже необходим тот самый эксперимент с применением громоздкого оборудования.

Вы не поняли. Я забыл, как берется производная, но помню, что это скорость изменения. Чтобы узнать эту скорость и проводится эксперимент. Сама функция известна и внесена в формулу неопределенности. Нужно узнать коэффициент чувствительности, т.е. взять производную от этой формулы. Математическое выражение в каком-то виде производитель нам указал.

[Lavr 501]

1 час назад, scbist сказал:

Так Вы из всех возможных влияющих факторов выбрали только один. Причем, не влияющий, а прямо связанный с показанием. А собственно влияющие отбросили.

Так неопределенность трансформировалась в банальную погрешность.

Туповат стал. Ничего не понимаю. Расшифруйте пожалуйста то, что вы сказали.

[Lavr 501]

1 час назад, scbist сказал:

Так Вы из всех возможных влияющих факторов выбрали только один. Причем, не влияющий, а прямо связанный с показанием. А собственно влияющие отбросили.

 

Для того, чтобы разговор был более предметным цитирую Руководмтво:

В.2.10   влияющая величина

influence quantity [VIM 2.7]

величина, которая не является измеряемой величиной, но воздействует на результат измерения

ПРИМЕРЫ

а) температура микрометра, используемого для измерения длины;

b) частота при измерении амплитуды переменной электрической разности потенциалов;

с) концентрация билирубина при измерении концентрации гемоглобина в пробе плазмы человеческой крови.

 

Комментарий Руководства: Под определение влияющей величины подпадают величины, связанные с эталонами, стандартными материалами и стандартными данными, от которых может зависеть результат измерения. Это может быть и такой феномен, как кратковременные флюктуации средств измерений, и такие величины, как окружающая температура, атмосферное давление и влажность.

[scbist 1 634]

6 часов назад, Lavr сказал:

Расшифруйте пожалуйста то, что вы сказали.

Если говорить о том, что мощность это напряжение на ток и не учитывать больше ничего, то мы просто приходим к паспортным данным по погрешности. Иного выхода просто нет. Либо мы знаем все составляющие и их учитываем, либо не знаем и берем грубую оценку - погрешность.

[scbist 1 634]

Цитата

 

Travis Gossman. Chief Metrologist. BAE Systems, North Dakota State College of Science

Well, took a month off from my usual periodic posts. Welcome back fans to another post. This month, I'm going to start with a positive post. I was recently made aware of a document issued by A2LA, which is available as a free download on their website. The document is titled "G136 - Guidance on Decision Rules in Calibration" and is prepared by a respected industry colleague of mine, Vincent Pugh. It's a 6 page document and I commend it to everyone in the #calibration industry. Lots of good material (there are a few items I disagree with) but let's zoom in on page 3. "Many laboratories have chosen to use the Simple Acceptance [Decision Rule] as their default DR. This practice is valid, but many laboratories have also included language such as “[Measurement Uncertainty] not taken into account” when defining their Simple Acceptance DR. As noted earlier, the definition of DR requires the account of MU so a DR without accounting for MU is not a DR and does not meet the requirements of the ISO/IEC 17025:2017 standard or the requirements for accreditation."

Excellent guidance right there. The Simple Decision Rule does NOT mean you can ignore the effects of Measurement Uncertainty when making statements of conformity. For some odd reason, when ISO-17025 came out, labs abandoned years of best practice where uncertainty was taken into account indirectly by means of maintaining minimum TUR or TAR levels. This bad practice was not noticed until it was already widespread and now we've got some ground to regain. This document is excellent in bringing labs back around to drop that bad practice.

When it comes to taking uncertainty into account, I would actually advocate for the tried and true approach that is a close approximation of the Z540.3 method: Maintain a 4:1 TUR minimum, and when it drops below that threshold, use a balanced Guard Band method that drives the Probability of False Accept to 2%, but does NOT drive up the Probability of False Reject to impractical levels. ALL of the methods in ILAC G8 are imbalanced in this approach - they either allow a very high PFA or they drive a high PFR. To find a balanced approach, the Z540.3 handbook Method 6 is good, as well as the Deaver Method. There are others, but I recommend one of those two.

Next week, perhaps we'll look into one of those Guard Band methods and why it's important to take a balanced approach.

 

.

Цитата

Что ж, взял на месяц перерыв в своих обычных периодических постах. Добро пожаловать, поклонники, в еще один пост. Этот месяц я собираюсь начать с позитивного поста. Недавно мне сообщили о документе, выпущенном A2LA, который доступен для бесплатной загрузки на их веб-сайте. Документ называется «G136 – Руководство по правилам принятия решений при калибровке» и подготовлен моим уважаемым коллегой по отрасли Винсентом Пью. Это 6-страничный документ, и я рекомендую его всем, кто работает в индустрии #калибровки. Много хорошего материала (есть несколько пунктов, с которыми я не согласен), но давайте увеличим страницу 3. «Многие лаборатории решили использовать Простое принятие [правило принятия решения] в качестве DR по умолчанию. Эта практика действительна, но многие лаборатории также включали такие формулировки, как «[Неопределенность измерений] не учитывается» при определении их простого принятия DR. Как отмечалось ранее, определение DR требует учета MU, поэтому DR без учета MU не является DR и не соответствует требованиям. требованиям стандарта ISO/IEC 17025:2017 или требованиям аккредитации».

Отличное руководство прямо здесь. Простое правило принятия решения НЕ означает, что вы можете игнорировать влияние неопределенности измерений при заявлении о соответствии. По какой-то странной причине, когда вышел ISO-17025, лаборатории отказались от многолетней передовой практики, в которой неопределенность учитывалась косвенно посредством поддержания минимальных уровней TUR или TAR. Эта плохая практика не была замечена до тех пор, пока она не стала широко распространенной, и теперь у нас есть основания для восстановления. Этот документ отлично помогает вернуть лаборатории и отказаться от этой плохой практики.

Когда дело доходит до принятия во внимание неопределенности, я бы на самом деле выступал за проверенный и надежный подход, который является близким к методу Z540.3: поддерживайте минимум TUR 4:1, а когда он упадет ниже этого порога, используйте сбалансированный Метод защитной полосы, который доводит вероятность ложного принятия до 2%, но НЕ повышает вероятность ложного отклонения до непрактичных уровней. В этом подходе ВСЕ методы ILAC G8 несбалансированы — они либо допускают очень высокий PFA, либо обеспечивают высокий PFR. Чтобы найти сбалансированный подход, подойдет метод 6 из справочника Z540.3, а также метод Дивера. Есть и другие, но я рекомендую один из этих двух.

На следующей неделе, возможно, мы рассмотрим один из этих методов Guard Band и поймем, почему важно использовать сбалансированный подход.

 

[Lavr 501]

12 часов назад, scbist сказал:

Если говорить о том, что мощность это напряжение на ток и не учитывать больше ничего, то мы просто приходим к паспортным данным по погрешности.

Что значит "не учитывать больше ничего". На мой взгляд, этой фразой Вы утверждаете количественную определенность в измерении. Качественная определенность по определению предполагает бесконечное число различных влияющих на результат измерения условий.

Только перейдите с количественного определения на качественное и у Вас все посыпется.

[scbist 1 634]

9 часов назад, Lavr сказал:

Вы утверждаете количественную определенность в измерении.

так для меня всегда измерение было количество.

9 часов назад, Lavr сказал:

Качественная определенность по определению предполагает бесконечное число различных влияющих на результат измерения условий.

Та Вы же отмели все влияющие. Оставили только формулу из учебника по физике. Мощность это напряжение на ток.

[Lavr 501]

9 часов назад, scbist сказал:

так для меня всегда измерение было количество.

Так и живите с этой верой. Зачем Вы со мной пытаетесь спорить. Вы привыкли к конкретному пониманию и Вам, скорее всего, уже поздно начинать понимать иначе, а главное, у Вас нет нужды в этом.

 

9 часов назад, scbist сказал:

Та Вы же отмели все влияющие. Оставили только формулу из учебника по физике. Мощность это напряжение на ток.

Во-первых, Вы несколько перевираете. Мы обсуждали влияние температуры, и я сказал, что не все влияния следует учитывать (тем более, что это невозможно). А во-вторых, для КН не так важно учесть все влияния, как важно верить в то, что эти влияния существуют и в существенной части могут быть оценены. В КП, соответственно, существует вера в истинное значение и погрешность.

В разных концепциях разная вера и это приводит к разному пониманию смысла измерения и его организации.

[scbist 1 634]

Цитата

 

2.1 (2.1) измерение - процесс экспериментального получения одного или более значений величины, которые могут быть обоснованно приписаны величине.

1.19 (1.18) значение величины (значение) - число с указанием основы для сравнения, выражающее размер величины.

1.1 (1.1) величина - свойство явления, тела или вещества, которое может быть выражено количественно в виде числа с указанием отличительного признака как основы для сравнения

 

 

3 часа назад, Lavr сказал:

Так и живите с этой верой.

 

[Lavr 501]

47 минут назад, scbist сказал:

Цитата

2.1 (2.1) измерение - процесс экспериментального получения одного или более значений величины, которые могут быть обоснованно приписаны величине.

1.19 (1.18) значение величины (значение) - число с указанием основы для сравнения, выражающее размер величины.

1.1 (1.1) величина - свойство явления, тела или вещества, которое может быть выражено количественно в виде числа с указанием отличительного признака как основы для сравнения

 

 

4 часа назад, Lavr сказал:

Так и живите с этой верой.

Я не понял, Вы в это верите или предлагаете поверить мне?

 

[scbist 1 634]

2 часа назад, Lavr сказал:

Я не понял, Вы в это верите или предлагаете поверить мне?

Я в этом живу.

[Lavr 501]

3 часа назад, scbist сказал:

Я в этом живу.

Сочувствую.