来钻个牛角尖：粗糙度比较样块的计量性能应该怎么写？

最近突然想到一个小题，表面粗糙度比较样块的计量性能应该怎么写？我平时总是看规程规范，却没有着实想过这个问题。最近在看一个规范时突然想到这个“小问题”，拿来跟量友们谈一下。表面粗糙度比较样块是用来比较测量表面粗糙度的，在众多计量器具规程规范中都有用到，它的计量性能该如何填写？作为标准器，通常以不确定度、准确度等级或最大允许误差来表示，尤其在建标资料里经常出现。我查看了一下，几何量规程规范对于表面粗糙度比较样块的计量性能大都这样写：MPE：-17%～+12%，比如：JJG30-2012《通用卡尺》，JJG31-2011《高度卡尺》，JJG201-2008《指示类量具检定仪》，JJF1255-2010《厚度表校准规范》，JJF1253-2010《带表卡规校准规范》，JJF1307-2011《试模校准规范》等。实际上，在JJF1099-2003《表面粗糙度比较样块校准规范》里是这样说的，样块校准所得的Ra值对其标称值的偏差不应超过+12%～-17%的范围。也就是说，样块校准所得的Ra值是误差定义中的参考量值，+12%～-17%实际是样块的偏差范围，而众多规程规范，以及我们写的建标技术资料中写的“MPE：-17%～+12%”正确么？MPE是最大允许误差，与偏差符号相反。比如JJF1099附录B给出的Ra标称值0.1μm，其测得结果（平均值）范围是0.083～0.112，偏差范围是：-17%～+12%，误差范围是：+17%～-12%。因此我感觉表面粗糙度比较样块的计量性能还是写成MPE：-12%～+17%是正确的。实物量具多以偏差来表示，塞尺是实物量具，对于（0.02～1.00）mm的塞尺，其厚度极限偏差为±（5～16)μm，由于其偏差是对称的，因此表示成MPE：±（5～16)μm没有问题。但对于偏差是非对称分布的，在写MPE时，是不是需要注意一下符号呢？
这可能是书写习惯或长度专业的惯例写法，本人是年轻计量工作者，对以前的一些规定不是很清楚，大胆地说出了自己的看法，如有不对，恳请前辈们给以指点。

是不是应该填1级啊

回复 2# laofan1201


呵呵，粗糙度比较样块分级么？

回复 1# 长度室

　　你的认真仔细一丝不苟的精神的确十分可嘉，值得我们学习。MPE在JJF1094中被赋予“最大允许误差”maximum permissible err的缩写，因此JJF1094的5.3.1.4条“测量仪器示值误差符合性评定的基本要求”中才会有“最大允许误差的绝对值”MPEV的缩写和公式(14)。
　　众所周知，误差的定义是测量结果与参考值之差。对于测量设备的误差，测量结果是测量设备的显示值，参考值是计量标准的输出值，示值误差也就可以理解为测量设备显示值与标准值的差。
　　表面粗糙度样块因为是实物量具，Ra的检定要求没有使用术语“示值误差”，而使用了“偏差”，规定“样块校准所得的Ra对其标称值的偏差不应超过+12%～-17%的范围”。实物量具显示值是标称的值，校准所得的值是标准输出的标准值，则实物量具的偏差就是标准值与显示值之差。
　　由上：示值误差＝显示值－标准值；偏差＝标准值－显示值；因此可得：示值误差＝－偏差。
　　所以，我认为你的想法是有道理的，即卡尺等几个检定规程写成检定所需“主要检定设备表面粗糙度样块MPE：+12%～-17%”是错误的。正确写法应该是“表面粗糙度样块MPE：-12%～+17%”。因为偏差的英文单词是deviation，仿照MPE的缩写写法，deviation替代了permissible err，若要保持与表面粗糙度样块检定规程写法一致，写成“表面粗糙度样块MD：+12%～-17%”也未尝不可。

回复 4# 规矩湾锦苑


谢谢您的支持！我打算给几何量技术委员会提个建议，看可否被采纳，以便于在今后的规程规范中更改。在建标报告里，主要标准器及配套设备的计量性能一栏通常是“不确定度/准确度等级/最大允许误差”，没有设置偏差这一项，大多还是写MPE。

回复 5# 长度室

　　是的，因为规程规范给出的仪器仪表计量要求大多是示值允许误差，实物量具计量要求大多是偏差，而测量不确定度的定义明确指出不确定度属于测量结果的计量特性，测量设备的计量特性是给测量结果引入不确定度的一个因素，测量设备本身并不存在不确定度特性，因此，我认为可以向国家规程规范管理部门提出在今后的规程规范中更改，并且把建标报告里主要标准器及配套设备的计量性能一栏的“不确定度/准确度等级/最大允许误差”更改为“准确度等级/最大允许误差/最大允许偏差”。

回复 6# 规矩湾锦苑


以前不说测量设备的不确定度，可是新的JJF1001-2011中已经有仪器的不确定度术语了。我前几天去外地学习，老师也说仪器没有不确定度，估计是没有看到新的通用计量术语及定义。

回复 7# 长度室

　　我认为你的发现说明了你的认真和心细，值得我们从事计量工作的人员学习，但在你们培训中，培训老师讲述的也是完全正确的。我的理由是，JJF1001-2011的5.11条对术语“测量不确定度”的定义已经说清楚了。如果结合JJF1001-1998的定义联系起来解读，可以这样理解：
　　不确定度为“与测量结果相联系的参数”，是“赋予被测量值分散性的”参数，所谓“赋予被测量值”的分散性就是赋予被测量之真实值（即“真值”）的分散性，用这个分散性区间半宽表示测量结果的可疑度。因此，测量不确定度这个参数不是赋予测量设备（测量仪器）这个“物”的。这个参数的“表征”是“根据（获得测量结果）所用到的信息”评估出来的，而“所用到的信息”包括所用到的测量人员、测量设备、被测对象、测量原理、测量环境（常简称为“人机料法环五大要素”）等方面的所有信息。
　　其中所用到的测量设备的有关信息仅仅是以上“五大要素”信息中的一个，为了表述方便，“测量设备的不确定度”就被视为“由所用到的测量设备的计量特性给测量结果引入的不确定度分量”的简称。因此，JJF1001-2011的7.24条定义了“仪器的测量不确定度”是“由所用的测量仪器或测量系统引起的测量不确定度的分量”。我认为，这个定义也说清楚了，其内涵为：仪器的不确定度是测量结果的不确定度一个分量，测量设备是引起这个不确定度分量的“因”，但这个分量属于测量结果并不属于测量设备。
　　定义仪器的不确定度纯属为了表述方便，千万不能认为测量仪器真的有不确定度，仪器的特性是误差或误差范围，误差、误差范围或允差的信息可以用来评估该仪器给测量结果引入多大的不确定度分量。
　　因为定义了仪器的不确定度，由此扩展可得到计量标准和标准装置的不确定度，还可以具体到量块的不确定度、千分尺的不确定度、压力表的不确定度、流量计的不确定度，等等。但无论怎么扩展，我们心中一定要清楚这个不确定度并不属于它们，而是属于测量结果。否则依此推而广之，我们就会坠入进一步扩展到测量人员的不确定度、测量环境的不确定度、被测对象的不确定度、测量原理的不确定度，以至于再扩展的深渊，从而使术语“不确定度”的使用滥用到不可收拾。

回复 8# 规矩湾锦苑


前几天单位一力学同事来我们这问点方法确认的事情，他们换了一个新规程JJG 112-2013 《金属洛式硬度计》，无意间发现这个规程中检定用器具表4中对于表面粗糙度比较样块的技术要求的描述是这样的：“实测值与标称值的最大允许偏差：+12%～-17%”。我认为这样表述才是正确的，而咱们几何量中大量规程、规范描述的MPE：+12%～-17%，确实该改一改了。

回复 9# 长度室

　　MPE是英文词组的缩写，有五六十个英文词组都可以缩写成MPE，在计量领域一般是指 maximum permissible error 的缩写，意思是“最大的允许误差”，是允许的误差极限值。作为“允许的极限值”应该有两个，最大极限值和最小极限值，分别在两个方向上对误差加以限制。
　　绝大多数测量设备的两个“允许的误差极限值”对称于0，它们的绝对值(MPEV)相等而符号相反，因此在JJF1094给出了对测量仪器特性进行评价的方法（检定/校准方法）的基本要求U≤MPEV/3。但也有一些测量设备的两个“允许的误差极限值”并不对称于0，它们虽然一大一小，绝对值并不相等，它们可能一正一负，也可能均未正或均为负，类似于“上偏差”与“下偏差”，公式U≤MPEV/3将失去其代表性和正确性。
　　在两个“允许的误差极限值”并不对称于0的情况下一定要注意误差和偏差的区别，偏差单词是deviati，误差单词是error ，众所周知“偏差”与“误差”绝对值相等符号相反，“最大的允许偏差”和“最大的允许误差”应分别缩写为MPD和MPE。例如表面粗糙度比较样块校准规范JJF1099规定的4.1条两个“允许的偏差极限值”分别是+12%和-17%，因此应描述成MPD：+12%～-17%，若描述成MPE就应该是-12%～+17%。
　　严格意义上说，JJF1094的公式U≤MPEV/3忽略了两个“允许的误差极限值”并不对称于0的情况，因此也就失去了广泛的代表性。例如MPE：-12%～+17% 的情况MPEV＝17%，MPEV/3≈6%。检定/校准选用测量设备（计量标准）更为正确和更具有广泛代表性的公式应该是U≤T/6。JJF1099的5.2.2条规定必须使用相对示值误差不超过5%的触针式表面粗糙度测量仪，就是依据U≤T/6＝[(+17%)－(-12%)]/6≈5%，若按U≤MPEV/3≈6%，选择＞5%～6%的仪器显然不满足表面粗糙度样块的校准要求。
　　JJG112-2013《金属洛式硬度计》在表4中对表面粗糙度比较样块的技术要求的描述“实测值与标称值的最大允许偏差：+12%～-17%”，使用了“偏差”而未使用“误差”是正确的，这与JF1099的4.1条描述完全一致。JF1099规定的4.1条描述的含义就是MPD：+12%～-17%，并未描述成MPE：+12%～-17%。如果把JJF1099所说的“偏差不应超过+12%～-17%的范围”理解成MPE为+12%～-17%，这只是个人的错误理解，不应该是校准规范的错误，校准规范的描述仍然是正确的。

回复 10# 规矩湾锦苑


您说得对。我的意思就是以后几何量的其他规程、规范对表面粗糙度比较样块的技术要求应描述为“实测值与标称值的最大允许偏差：+12%～-17%”，这也是JJF1099的本意，而不应再写成MPE：+12%～-17%了。