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計量論壇

標題: 擺設-障礙-隱患—誤差與不確定度辨析(17) [打印本頁]

作者: 史錦順    時間: 2012-4-26 16:30
標題: 擺設-障礙-隱患—誤差與不確定度辨析(17)
本帖最后由 史錦順 于 2012-4-26 16:34 編輯


            擺設-障礙-隱患—誤差與不確定度辨析(17)


                                                            史錦順         

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不確定度論出世四十年了,大張旗鼓地宣傳二十年了。但是,不確定度論在測量計量的實踐中,究竟扮演著什么角色、起著什么作用呢?簡單地說:它是擺設,它是障礙,它是隱患。有人可能很反感。有不同意見是正常的,請聽聽我的意見。

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(一)擺設

一些用不確定度的地方,本來用誤差理論很好解決,用了不確定度,也起不到什么作用,這就是擺設。

現在,不確定度評定用得最多的地方是評價檢定能力。只要評出的不確定度小于被檢儀器允許誤差的1/3,則算檢定能力夠格。評定的數據并不用,僅僅是判斷能否被忽略。

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20年前誤差理論當家的時代的辦法:標準的誤差范圍,加上檢定時的附加誤差,就是檢定能力,要求檢定能力小于被檢儀器誤差范圍的1/3。而頻率計量要求是小于1/10?,F在人們在實際工作中,也還是用這種簡單、直觀、夠用的辦法。為什么有時候還用不確定度呢,為了應付上級的檢查。網上有一段對話,雙方都是資深計量工作者,他們雖然不贊成對不確定度的批評,但卻說:必要時(實際是檢查時)用一下,平常工作,不必用。老史看了這段,頗有感慨,他們雖然反對老史的對不確定度論的批評,而實踐上,對不確定度卻是漠視的態度。

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人們根據被檢儀器的誤差范圍來選購計量標準,并按需要布置檢定環境(恒溫、防磁、防干擾等)。被檢儀器范圍的確定、計量標準的選取、環境影響的估計,都得按誤差范圍說事,因此檢定能力可方便地按誤差理論評估計算。只能事后進行的不確定度評定,多余。在這里,不確定度論是什么?——擺設。

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(二)障礙

不確定度的A類評定,包含著被測量的變化。在統計測量中,被測量是變量。例如溫度測量的溫度,電磁與電子測量中的電壓,頻率測量中的信源的頻率,都可能是變量,于是用A類評定時,評定結果,不僅有測量儀器的誤差,而且有被測量的變化。于是,A類評定,可能夸大測量手段即測量儀器的誤差。

有位網友說:他們單位進口一臺微波功率計,指標2%,送計量院,檢定合格。不確定度評審組來了,一評,這臺功率計的不確定度是8%。此后,這臺功率計也就沒人敢用了。

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本來,要評價2%的微波功率計,必須選用準確度優于0.7%的標準功率計和穩定度優于0.7%的穩定微波信號源,這是計量的常識。不確定度論的A類評定,不講條件,明確規定用被評定的儀器 測量 被測量(不規定條件),見數據就評定。這是胡來。

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老史對上述那臺功率計評定的判斷為:問題是由不確定度的A類評定引起的。通用微波信號源,幅度穩定性差,有6%的功率波動是可能的。用2%的功率計測量普通微波信號源,功率顯示值變化達8%,是可能的(主要是微波信源的變化)。這是不確定度論手段與對象不分的結果。把信號源的問題,嫁禍到功率計了。

好端端的功率計,本來可用;不確定度論者給評定一下,“性能那么差”,人們就不敢用了。在這里,不確定度論的作用是什么?——障礙。

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(三)隱患

測量不確定度論,有項重要的操作,那就是用貝塞爾公式算出的西格瑪要除以根號N。GUM 在引出不確定度時,即在貝塞爾公式之后,把西格瑪除以根號N后的平均值的西格瑪稱為不確定度。有人說,你用單值西格瑪,不要除以根號N嗎。這是你的辦法,我們討論不確定度論,要評價的是原版的不確定度。

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4.2.3
    σ^2(q平) 的最佳估計值即平均值的方差為

          s^2(q(平)) = s^2(q(k))/n                (5)

平均值的實驗標準偏差為s(q(平)),它等于s^2(q(平))的正平方根。實驗標準偏差s(q(平))說明q(平)與q的期望值μ(q)的接近程度,可以用作q(平)的不確定度的度量。

因此,對于由n次獨立重復觀測X(ik)確定輸入量X(i)時,其估計值x(i)=X(平i)的標準偏差μ(x(i))是:μ(x(i))=s(X(平i)),其中s^2(X(平i))是根據式(5)計算得到。為方便起見,μ^2(x(i))=s^2(X(平i))及μ(x(i))=s(X(平i))通常分別被稱為A類方差和A類標準不確定度。

引自《JCGM 100:2008(GUM)》。或見葉書P42。Sometimes一詞譯為“通常”更恰當。

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由上,除以根號N才叫不確定度;不除以根號N,不叫不確定度。

這個除以根號N可能成為隱患。

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宇航測速,要求頻率穩定度高的信號源。我國和國際上都按阿侖偏差(阿侖方差的平方根)來要求。阿侖偏差不除以根號N。這可恰當地表征頻率穩定性對測速準確性的影響。評定信源頻率穩定性,要求測量次數N=100。如按不確定度論,西格瑪要除以根號100,即除以10,如此,對信源的要求即降低10倍。這將形成隱患。時頻界,國內和國際上,能抵制不確定度論,這可能是個主要原因。

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不確定度論是什么東西呢?擺設——阻礙——隱患!

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有人說老史反對不確定度論是走極端。我告訴你:如果你尚未認清不確定度論的面目,暫不表態,可以諒解;如果你明知不確定度論問題多多,只因為它是領導部門提倡的,只好隨聲附和,老史也不便說三道四,該如何處世,你自己掂量;如果你明知不確定度不是好東西,卻偏要為它搖旗吶喊,你該顧及一下道義上的譴責。至于我自己,認穿不確定度的本質,就要狠狠地揭,狠狠地批,這是我的義務。

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