計量論壇
標題: 測量不確定度與真值無關嗎? [打印本頁]
作者: 劉彥剛 時間: 2013-2-23 14:26
標題: 測量不確定度與真值無關嗎?
《二級注冊計量師基礎知識及專業實務》第94頁給出了如下的表述:

其中說到:“測量不確定度與真值無關,不說明測量結果偏離真值的多少,不能用于對測量結果進行修正,它僅給出了測量結果可信程度的信息。”的確,測量不確定度不說明測量結果具體偏離真值的多少,不能用于對測量結果進行修正,它僅給出了測量結果可信程度的信息。但是說測量不確定度與真值無關,似乎是是欠妥。作為表明測量結果質量的測量不確定度,如果與真值無關的話,何談表明測量結果的質量。再者該表述中,不是還說:“給出了測量結果可信程度的信息”嗎?如果測量不確定度與與真值無關的話,又何談給出了測量結果可信程度的信息呢?我們說測量不確定度只是不說明測量結果具體偏離真值的多少,但它能表明真值會以給出的包含概率,包含在測量不確定度給出的區間內。
作者: 規矩灣錦苑 時間: 2013-2-23 23:52
回復 1# 劉彥剛
教材中的這段話總體上的說法是正確的。
“誤差”表明測量結果偏離真值的多少,“真值”是測量科技進步追求的目標,隨著計量科技進步,測量結果將無限趨近于真值,因此“真誤差”對于測量者而言也是個未知數。所以人們提出了由“參考值”代替真值,這個參考值就是大家共同約定的真值,叫“約定真值”,測量結果偏離約定真值的大小就是教材所說的“測量誤差的估計值”。
“測量不確定度”表明“測量值”的分散性,這里的“測量值”應理解為“被測量真值”。“分散性”這個“參數”的值用標準偏差或標準偏差的倍數表示,分別對應術語“標準不確定度”或“擴展不確定度”。人們用這個“真值”的“分散性”參數定量表述測量結果的可信性。測量不確定度是人們靠自身掌握的實驗數據、信息資料和經驗通過主觀意識分析評定得到的。
測量不確定度定量描述“測量結果可信程度”,用真值可能處于的區域“寬度”來定量表述。這個寬度可能存在在數軸上任何位置,因此不確定度是不知道也不管真值大小的,只講區域寬度。所以教材說“測量不確定度與真值無關,不說明測量結果偏離真值的多少”,這里的“與真值無關”結合上下文應該理解為“與真值的大小無關”,并不是否定真值的存在和作用。你說的“測量不確定度只是不說明測量結果具體偏離真值的多少,但它能表明真值會以給出的包含概率,包含在測量不確定度給出的區間內”也是正確的,與教材這段話并不矛盾。
作者: 劉彥剛 時間: 2013-2-24 07:36
回復 2# 規矩灣錦苑
非常感謝規主及時熱心的回復!但是,所以教材說“測量不確定度與真值無關,不說明測量結果偏離真值的多少”,這里的“與真值無關”結合上下文應該理解為“與真值的大小無關”,并不是否定真值的存在和作用。是否太遷就教材了!
作者: 史錦順 時間: 2013-2-24 10:57
本帖最后由 史錦順 于 2013-2-24 11:18 編輯
回復 1# 劉彥剛
你帖中說:教材“說測量不確定度與真值無關,似乎欠妥。作為表明測量結果質量的測量不確定度,如果與真值無關的話,何談表明測量結果的質量”。
你說得很好,切中要害,說明你在認真思考問題。
教材的短短的那段話,充滿矛盾,弊病多多。此教材可能是中國人寫的,但講述的是地道的不確定度理論。教材編者,腦子僵化,唯洋是從,人云亦云,甘當錯誤理論的傳聲筒。我們的議論,不是對教材編者,而是針對不確定度論本身。我正在寫批駁不確定度論的文章,現僅就你談及的話題,肯定一下你的看法,并簡要做些說明。
-
正如你所說:離開真值,沒法談測量結果的質量。
測量計量,說到底,就是那么點事:測量準不準?準到什么程度?談“準”,是必須聯系到“真值”。真值就是被測量的客觀值、實際值。說:不確定度與真值無關,就等于說不確定度無用。我看不僅僅是“欠妥”的問題,而是不確定度論的要害。徹底地貫徹這一條,實際是無路可走。
-
不確定度論要取得自己立足存世的理由,首先就得攻擊誤差理論,于是大談“真值不可知”。先說“真值不可知”,再說“誤差不可求”,才能說“誤差是理想概念”,“而不確定度是可評定的”。說簡明的話,就是“誤差理論無用,要用不確定度論”。細想一想,二十年的不確定度宣貫,不就是變著彎說這句話嗎?
于是,為與誤差理論劃請界限,便說“不確定度與真值無關”。可這樣一說,完了,與真值無關,就表達不了“測量的質量”這個核心問題,不確定度就沒有用。
-
為區別于誤差理論的準確度,先有“可信說”。說不確定度是可信性。k取2,可信性只能是95%。NIM(中國國家計量院)銫原子頻標指標為5E-15,有時(國務院授獎)稱準確度。有時稱不確定度,怕人不理解,又說相當于“600萬年不差一秒”,原來這里的“不確定度”就是誤差理論中的準確度,即誤差范圍。把5E-15的不確定度說成是可信度,則可信度為
99.9999999999995%
哪有這樣的可信性?真是笑話。請注意,VIM就不說可信性的話,
-
第二,不確定度的主定義是“分散性”。這實際上不行。準確性必須包含分散性與偏離性兩個部分,單講分散性表達不了測量計量的質量。
-
第三,VIM2008版與2012版都說“不確定度是包含真值的區間的半寬”。這才進入正題。要注意,此解與第一、第二兩種說法完全不同,是不確定度理論沒定譜的生動表現。這里可不是“與真值無關了”,這里是與真值有關,而且密切相關。不確定度論在自己否定自己。
但是,這樣一說,不確定度可就完全等于誤差范圍了。是的,誤差理論完全能處理測量計量的質量問題,不確定度論本來就是多余的。
-
另及:“真值”與“真值的大小”,是沒法區別的。說真值,離不開真值的大小;說真值的大小,也就是在說真值。
談任何量,都是在談量的大小。“量”一詞本身就是大小的意思。怎能把量和量的大小區分開?
作者: 規矩灣錦苑 時間: 2013-2-24 13:11
回復 3# 劉彥剛
真值怎么會和不確定度無關呢?不確定度的定義就是用被測量真值的分散性(可能所處的區間寬度)這個參數來定量表述測量結果的可疑度。所以教材說“測量不確定度與真值無關”的含義是與真值大小無關,即后面補充說明這個“無關”的意思是“不說明測量結果偏離真值的多少,不能用于對測量結果進行修正,它僅給出了測量結果可信程度的信息”。當然,如果在“真值”后面加上“大小”就更好了,不至于令人誤解為與真值一點關系都沒有。不過教材的確不是不確定度與真值完全無關的意思,如果是這個意思也就違背了不確定度的定義。
作者: 規矩灣錦苑 時間: 2013-2-24 13:55
本帖最后由 規矩灣錦苑 于 2013-2-24 14:16 編輯
史老師所說“離開真值,沒法談測量結果的質量”這是非常正確的。也非常贊同“真值就是被測量的客觀值、實際值”和測量準不準?準到什么程度?談“準”,必須聯系到“真值”的觀點,這個準不準、準到什么程度就是用測量結果偏離真值多遠來衡量的,這就是“誤差”,誤差是衡量測量結果準不準、準到什么程度的參數。
但,正像所有產品品質好壞不僅僅是用一個參數來衡量一樣,測量結果的品質好壞也并不僅僅用“誤差”這一個參數來衡量,還有衡量測量結果品質好壞的另一個參數,就是測量結果值不值得相信,在多大的區域內值得相信的參數,這就是“不確定度”。“不確定度”是對測量結果的懷疑程度,可疑度或可信性。
NIM銫原子頻標指標為5E-15稱為“不確定度”是正確的,稱為“誤差”是錯誤的,在過去“不確定度”術語沒有誕生之前使用“誤差”情有可原。人們又說相當于“600萬年不差一秒”,這乃是測量不確定度的相對值,或叫相對不確定度。把5E-15的不確定度說成是可信度是可以的,而說可信度為 99.9999999999995%不過是“600萬年相差一秒”的另一種表達方式,是相對不確定度。眾所周知,測量是人們認知客觀世界的重要手段,如果已知一個被測參數的真值,人們也就用不著測量了。假設5E-15是銫原子鐘的誤差,那么請問“真值”是多大?如果人們已知每一段時間的真值,還要測量它嗎?還用得著鐘表,用得著研發時間基準銫原子鐘嗎?
贊成史老師所說,說到“真值”時與說“真值的大小”是沒法區別的,可是VIM2008版與2012版都說“不確定度是包含真值的區間的半寬”,這個“半寬”是核心詞,前面的都是半寬的形容詞或者定語,“半寬”屬于“真值”,但半寬的大小與真值的大小無關。真值為1mm時其可能存在的半寬為0.01mm,當真值為100mm、12.34mm時其真值存在的半寬也可能是0.01mm,真值大小為任何值時其可能存在的半寬都可能是0.01mm。當人們說測量結果的不確定度為0.01mm時,這個“半寬”0.01mm與真值的大小是無關的,真值的大小由更高一級的測量過程來得到,或者當已知誤差時,用測量結果減去誤差來獲得,用不確定度通過對測量結果修正得到真值是天方夜譚。
綜上所述,在評價測量結果的品質時,我們要始終清醒地認識到:誤差(包括誤差范圍)和不確定度是測量結果品質好壞衡量的兩個不同的參數,千萬不要畫等號;真值的大小和真值可能所處區間的寬度是兩個完全不同的概念,千萬不要畫等號。這就是樓主所引用的“教材”這段文字的本來用意,其用意并不是否定真值,否定真值與不確定度之間的定義關系,而是說明誤差和不確定度的本質區別。
作者: 劉彥剛 時間: 2013-2-24 17:02
回復 劉彥剛
你帖中說:教材“說測量不確定度與真值無關,似乎欠妥。作為表明測量結果質量的測量不確定 ...
史錦順 發表于 2013-2-24 10:57 
我覺得教材說“測量不確定度與真值無關”欠妥,但我不否定不確定度理論,也不排斥不確定度理論。誤差理論以真值為中心,不確定度理論以測量結果為中心。誤差理論中的最大允許誤差是以真值為中心,測量結果可能出現區間的半寬;而不確定度是以測量結果為中心,真值可能存在區間的半寬。 誤差理論和不確定度理論各有其功能,會長期并存下去的,我們沒有必要,也不可能去否定誰。
作者: 史錦順 時間: 2013-2-26 10:12
本帖最后由 史錦順 于 2013-2-26 10:54 編輯
回復 7# 劉彥剛
教材的說法不符合不確定度理論,怪教材;教材的話符合不確定度理論本身,那就不能怪教材,而是不確定度理論的問題。
且看GUM的表述:
“D5.1 即使評定的不確定度很小,仍然不能保證測量結果的誤差很小。由于認識不足,而有可能忽略系統影響。因此測量結果的不確定度不一定可表明測量結果接近被測量值(指真值)的程度。”(葉德培《測量不確定度》p69)
“E5.1 本導則的著眼點是測量結果及其評定的不確定度,而不是不可知量’真’值和誤差。測量結果的不確定度是能合理地賦予的被測量的值的分散性的量度。本導則實際上要將不確定度和不可知量’真’值和誤差即通常要混淆的術語區分開。”
-
先生有懷疑教材的智慧,卻沒有懷疑不確定度理論本身的勇氣。你指出的不確定度與真值無關那一點,恰恰是不確定度理論本身的要害。我們對一種理論的態度,贊成還是反對,唯一的依據是它的正確性,而不應該是看勢頭。前者是學者,后者就是隨大流。
你說兩種理論都贊成,卻不自覺地站在不確定度論的立場上,攻擊了誤差理論。
你說:誤差理論以真值為中心,不確定度理論以測量結果為中心。誤差理論中的最大允許誤差是以真值為中心,測量結果可能出現區間的半寬;而不確定度是以測量結果為中心,真值可能存在區間的半寬。
這倒是一種新說法,是你個人的理解。我認為這是對誤差理論的一種誤解和攻擊。因為你的話違背了誤差理論三百年來應用的歷史事實。要知道;以測得值為中心,以誤差范圍為半寬的區間,就表示被測量的真值可能存在的區間,這是誤差理論的最基本、最重要、最常見的應用場合。你把誤差理論的這個功能,不經意間劃給了不確定度論(意思是誤差理論無此功能),這是違反事實,也是違反歷史的。
且看歷史上最著名的測量,邁克爾遜的光速測量。
-
光速的測量,這是有關整個物理學界的大事。世界早期權威的光速測量值是由大實驗物理學家邁克爾遜給出的。邁氏因測量與計量的貢獻,獲1907年度諾貝爾物理獎。
1922年,邁克爾遜最后一次進行光速測量,給出的測量結果是:
299798千米/秒 ± 4千米/秒 (1)
其中, 4千米/秒,按歷史慣例(如1973年等歷年國際物理常數、我國珠峰測量等)是RMS.即1σ. 如按測量儀器的3σ給法,是:
299798千米/秒 ± 12千米/秒 (2)
以99%的概率說事,當時的測量結果表示:光速的測得值是299798千米/秒。光速的真值可能大,但大不過299810千米/秒;光速的真值可能小,但不會小于299786千米/秒。(網上另一種說法測得值為299796千米/秒。可疑。)
光速的測量以及各種物理常數的測量,所標示的測量的指標,都是表明被測量的真值的可能范圍,這是誤差理論的基本功能,由其基本定義所決定。不確定度論宣稱它與真值無關,怎能成為包含真值的范圍?2008年VIM說不確定度是包含真值區間的半寬,這是不符合不確定度1993年提出時的原定義的。其實是竊取誤差理論的概念與成果。
按誤差理論,即按誤差元與誤差范圍的定義,可以:(1)嚴格地推導出計量時的以真值為中心的測量結果表達式;(2)嚴格地推導出測量時的以測得值為中心的測量結果表達式。也就是說,兩種區間都是誤差理論的區間。
-
(轉下頁)-
作者: 史錦順 時間: 2013-2-26 10:21
本帖最后由 史錦順 于 2013-2-26 10:26 編輯
接 8# 史錦順 文
-
附錄 介紹誤差理論中兩種表達式
(一)誤差理論的有關基本定義
誤差理論中“誤差”有兩種含義,一種含義是誤差元,即測得值減真值;另一種含義是誤差范圍(又叫極限誤差、最大允許誤差、準確度、準確度等級等),誤差范圍是誤差元的絕對值在一定概率意義下(測量儀器取3σ,包含概率99%,歷史上許多重要測量,取1σ,包含概率68%)的最大可能值。
以誤差范圍為半寬構成的區間,有兩種情況,兩種含義。一種是計量區間,一種是測量區間。
-
(二)計量
第一種情況是計量。計量是用標準考核測量儀器,求的是誤差范圍。計量中,以標準的標稱值為真值。計量是用測量儀器去測量標準器,這是逆測量,是已知真值找測得值,用以找可能的誤差元,從而確定誤差范圍。以真值為中心、以誤差范圍為半寬的區間是計量的誤差區間。
-
計量的表達
用儀器去測標準器,是計量;目的是求誤差范圍。符號意義同(四)
M = Z±R (01)
(01)是以真值為中心的可能的測得值的區間。注意,公式(01)表明計量時的情況,只在計量時用。
-
(三)測量
第二種情況是測量,這是最通常的情況。測量儀器的表達、測量結果的表達,都是這種情況。
測量是用測量儀器去測量 被測量,以求得測得值。因測量儀器的誤差范圍是選儀器時就知道的,因而在得到測得值的同時就已知了誤差范圍,即測量得到的測量結果為:
L= M±R (02)
(02)式是以測得值為中心、以誤差范圍為半徑的量值區間。此量值區間是測量區間,是被測量真值的可能區間。
測量結果(02)式,是測量的表達,是誤差理論的基本成果。近三百年來的大量的測量結果,大量的測量儀器,都是這樣表達的。不確定度論竊取這個成果,是喪失學術道德的行為。
-
(四)兩種區間的推導
計量區間與測量區間,這兩種區間可以從誤差元的定義與誤差范圍的定義嚴格地推導出來。而不確定度論不行,VIM說不確定度是以一定概率包含真值的區間,但它推導不出來,因為它沒有不確定度的“單元”,沒法推導;于是不確定度的區間成為無源之水,無本之木。這里的根本原因是不確定度理論的立足點是“真值不可知”,于是沒法用真值的概念。也就寫不出不確定度的單元來,也就沒法推導出誤差范圍與測得值、真值的關系來。有人寫《不確定度原理》,用真值來定義基本單元,并由此進行推導。這樣確實很順,但這是在不確定度的名義下表達誤差理論,是三百年來的老套路,說的不好聽點是“掛羊頭賣狗肉”,是用誤差理論改造不確定度理論。
總之,宣稱“真值不可知”的不確定度論,無法推導出“包含真值的區間”。我是誤差理論派,這里用誤差理論推導兩個區間的表達式。贊成不確定度論的朋友們,你們應該從不確定度的基本定義中推導包含真值的區間。推導不出來,不要懷疑自己的水平,那是不確定度論本身的問題。由此,不要再上不確定度論的當,該得出結論:回到誤差理論派的陣營中來。
-
(轉下頁)
作者: 史錦順 時間: 2013-2-26 10:28
本帖最后由 史錦順 于 2013-2-26 10:35 編輯
接 9# 史錦順 文
關于兩個區間的推導(參考《駁不確定度論一百六十篇集》p88)
-
A 計量
計量過程,用數學方法表達如下。
設被測量(計量標準)的真值為Z,測得值為M,誤差元為r,誤差元絕對值的最大值為R。計量時,真值唯一,而測得值是個變量。
R =│r│max=│M-Z│max (1)
解絕對值方程(1)
當M>Z,有
R=(M–Z)max=M(大)-Z
M(大)=Z+R (2)
當M<Z,有
R=(Z-M)max=Z-M(小)
M(小)=Z-R (3)
由(2)(3)式,得到測得值M的范圍是
[Z-R,Z+R] (4)
測得值范圍,又可表示為
Z±R (5)
(5)式表達的是這樣一種事實:依靠一個計量標準去計量一大批同一型號的測量儀器;各臺儀器的測得值不同,而真值(標準的值)只有一個。
-
B 測量
下面講使用測量儀器進行測量的情況。
測量時,得到確定的測得值,是唯一值(單一的讀數值或N個讀數值的平均值)。而被測量的真值,有多種可能,從可能值Z(小)到可能值Z(大)。
-
解絕對值方程(1)
當Z>M,有
R=(Z-M)max=Z(大)-M
Z(大)=M+R (6)
當Z<M,有
R=(M-Z)max=M-Z(小)
Z(小)=M-R (7)
由(6)(7)式,得到真值的范圍是
[M-R,M+R] (8)
測量結果可表示為
Z=M±R (9)
通常寫為
L=M±R (10)
-
(10)就是測量給出的測量結果。測量結果是真值范圍。
真值就是實際值。測量結果就是被測量的實際值范圍。測量結果等于測得值加減誤差范圍。
-
作者: jiangjx 時間: 2013-2-26 15:58
VIM 3是包含不同觀點的折中方案, 2007年10月15日,時任國際法制計量委員會委員,美國國家標準與技術研究院﹙NIST﹚的Charles D.Ehrlich博士應邀來中國計量科學研究院作報告,題目是“國際計量學指南聯合委員會工作組的活動情況” ,其中重點介紹了國際計量學基本詞匯、通用術語﹙VIM﹚的制修訂情況。該報告具體內容可見國際計量局網站(http://www.bipm.org/)Charles D.Ehrlich博士的《Evolution of philosophy and description of measurement(preliminary rationale for VIM3)》和 2008年《中國計量》雜志第1期89頁《國際計量學指南聯合委員會對GUM和VIM修訂情況的介紹》一文。報告中指出“在修訂中遇到了很大困難,其核心問題是:關于“測量”、“值”與“真值”、“測得值”與“測量結果”、誤差等術語的概念還有不同認識,且如何認識測量還存在分歧。
國際上目前有三種觀點 (1)經典的方法;(2)GUM關于不確定度的方法; 3)IEC關于不確定度的方法。經典方法認為存在真值且可知,GUM方法認為由于被測量的定義原因不存在唯一真值,存在一組真值,且不可知。IEC認為他們的方法和GUM是平行的和更使用的。但IEC對真值這個概念的處理,認為真值既不可知也無必要、也不鼓勵使用。明確排除使用真值這個概念,甚至在描述測量的目的時(Most notably, the IEC approach treats the concept of true value as both unknowable and unnecessary, discouraging and in fact eliminating at least explicit use of the concept of true value, even in stating the objective of measurement.)。而GUM理論在描述測量的目的時,還用到真值這個概念,但用的是“值”(value)這個詞,認為“真”(true)字多余。但VIM3認為,“真值”簡稱為“值”容易引起迷惑,因為“值”一般被認為是“量值”。The modifier ‘‘true’’ has been put in parenthesis here as an alert that the GUM discourages use of the term (but not of the concept ‘‘true value,’’ and instead treats ‘‘true value’’ and ‘‘value’’ as equivalent, and thus omits the modifier ‘‘true’’. This, however, causes terminological difficulties that are treated in VIM3,)還有一種就是折中觀點——約定值混合法(Conventional Value Hybrid Approach to measurement,CVHA),結合了(1)經典的方法和(2)GUM關于不確定度的方法。目前很多國家采用折中的方法,就是約定值混合法(CVHA)。典型的例子是示值誤差符合性評定判據:|Δ|≤MPEV - U95 ,式中同時包括誤差和不確定度,式中Δ是示值誤差,MPEV是最大允許誤差,而U95 是擴展不確定度。這里的示值誤差是用約定真值(高一級標準)算得的,具有不確定度的(即U95)。這個判據是檢定和校準中普遍使用的,因此誤差也還在普遍使用。(英文摘自Charles D.Ehrlich的論文)
作者: jiangjx 時間: 2013-2-26 17:28
JJF1001-2011《通用計量術語及定義》的主要起草人金華彰老師的博客中說:
“從過去我國制定的JJF1001-1998規范的指導思想來看,基本上和VIM第三版的思路是一致的,結合我國的實際情況,在我國實際上巳采用了第4種方法,我們既強調采用測量不確定與國際上一致,同時為適應檢定﹑校準工作,采用了測量誤差方法作為法制計檢定的評定方法,一方面控制計量標準器與被檢計量器具測量準確度的關系,同時以計量器具最大允許誤差作為規程﹑規范所允許的誤差極限值。如在我國《測量儀器特性評定》JJF1094-2002技術規范中,5.3.1.4條測量儀器示值誤差符合性評定的基本要求中規定,對測量儀器特性進行符合性評定時,若評定示值誤差的不確定度滿足下面要求,則可不考慮示值誤差評定的測量不確定度的影響。評定示值誤差的不確定度與被評定測量儀器的最大允許誤差的絕對值之比,應小于或等于1:3,即被評定測量儀器的示值誤差在其最大允許誤差限內時,可判為合格。在JJF1001-2011新修訂的規范中,同樣保留了這種思路,在第7章測量儀器的特性中,保留了原有的固有誤差﹙7.30條﹚﹑引用誤差﹙7.31條﹚﹑示值誤差﹙7.32條﹚,因為在我國計量檢定規程中,作為計量器具法制管理的重要技術依據,基本上還是采用最大允許誤差作為考核計量器具性能的主要指標,包括新制的、使用中和修理后的各種情況。最近我查閱了十大計量專業共18份檢定規程及少量校準規范,大部份都在2010-2011年制訂,95%都是用誤差進行評定的。確實這種方法既能與計量器具產品標準相協調一致,實際應用上也十分方便實用,這相當于第四種方法中的第二次測量活動。”
作者: 規矩灣錦苑 時間: 2013-2-26 17:56
回復 11# jiangjx
本人傾向于Charles D.Ehrlich的論文觀點:
1“真值”的“真”(true)字并不多余,最好不要簡稱為“值”,因為“量值”也可以簡稱為“值”,非常容易混淆。
2因為每一個測量過程必存在測量誤差,因此被測量的理論真值在實際測量活動中無法得到。但各測量活動所得測量結果偏離真值的程度不同,即誤差不同,因此可將高準確度測量結果看作為低準確度測量結果的真值,把這種真值稱為“約定真值”是可行的。約定真值是相對的,約定真值既是某個準確度測量結果的真值,其本身又是測量結果,同樣存在一個更高準確度的測量結果是它的真值,“約定真值”將無限趨近于理論“真值”,真值是約定真值的極值,除特殊已知常數外只能無限趨近而無法達到。
3贊成約定值混合法(CVHA),結合(1)經典的方法和(2)GUM關于不確定度的方法,“誤差”和“不確定度”應共存,共同描述測量結果的品質,分別是衡量測量結果品質的兩個不同參數,即準確性和可信性。
這樣的話,示值誤差符合性評定判據 |Δ|≤MPEV - U95 即可得到一個合理解釋。|Δ|是示值誤差(即測量結果)的絕對值,是一個已知定值。MPEV是測量設備示值誤差的計量要求(即最大允許誤差)。測量結果(檢定結果)|Δ|的可疑度半寬(不確定度)為U,二者相加若不超過其計量要求(MPEV),也就證明測量結果|Δ|必處于合格狀態。
作者: 劉彥剛 時間: 2013-2-26 18:52
JJF1001-2011《通用計量術語及定義》的主要起草人金華彰老師的博客中說:
“從過去我國制定的JJF1001-1998 ...
jiangjx 發表于 2013-2-26 17:28 
謝謝發布權威信息!
作者: 劉彥剛 時間: 2013-2-26 18:53
VIM 3是包含不同觀點的折中方案, 2007年10月15日,時任國際法制計量委員會委員,美國國家標準與技術研究院 ...
jiangjx 發表于 2013-2-26 15:58 
讓我們長見識了!
作者: 劉彥剛 時間: 2013-2-26 18:56
回復 jiangjx
本人傾向于Charles D.Ehrlich的論文觀點:
1“真值”的“真”(true)字并不多余 ...
規矩灣錦苑 發表于 2013-2-26 17:56 
言之有理!
作者: 規矩灣錦苑 時間: 2013-2-26 21:06
回復 12# jiangjx
非常擁護金華彰老師的這段話。我們應該堅持“一方面控制計量標準器與被檢計量器具測量準確度的關系,同時以計量器具最大允許誤差作為規程﹑規范所允許的誤差極限值”,對測量儀器特性進行符合性評定時,“評定示值誤差的不確定度與被評定測量儀器的最大允許誤差的絕對值之比”應“小于或等于1:3”,同時若“被評定測量儀器的示值誤差在其最大允許誤差限內”時,被檢測量設備“可判為合格”。
示值誤差的不確定度與被評定測量儀器的最大允許誤差的絕對值之比≤1:3,就是使用了“不確定度”這個定量評價測量結果可信性的參數,評價示值誤差Δ這個測量結果是否值得我們相信。當≤1:3時,表示檢定結果Δ可直接用來評定該測量儀器符合性,評價結論是可信的。當>1:3時,表示得到的儀器檢定結果Δ的可信性不合格,不能用Δ直接評定測量儀器的符合性,應該考慮Δ可信性對測量儀器符合性評價帶來的風險,應使用公式 |Δ|≤MPEV - U95,或者干脆廢棄這個Δ,重新選用滿足三分之一原則的檢定方法檢定。
“被評定測量儀器的示值誤差在其最大允許誤差限內”,就是使用了“誤差”這個準確性定量評定參數來評定測量儀器的準確性是否合格,是否在“最大允許誤差”范圍內。在允許范圍內就可判定為合格,不在允許范圍內就應判定為不合格。
由此看來,用示值誤差檢定結果Δ來評定被檢測量儀器的符合性,的確必須同時滿足準確性和可信性兩個衡量參數,缺一不可。這兩個衡量參數分別就是“誤差”大小和“不確定度”大小,其中不確定度是否滿足要求的分水嶺就是看不確定度是否小于等于被檢測量儀器示值誤差允許值的1/3。
作者: 史錦順 時間: 2013-2-27 10:57
本帖最后由 史錦順 于 2013-2-27 11:03 編輯
回復 11# jiangjx
謝謝jiangjx先生,你為本欄目的學術討論,提供了有關的國際背景資料。我們的許多技術人員,受學校的“從正確到正確”的教育,又受學術界的“唯洋是從”的環境氣氛的熏陶,總覺得書上說的就是對的,外國人說的就是對的。先生的介紹,說明:外國人也在爭論;爭論是不同意見的反映,也說明客觀上就存在是與非。我們該認真思考,拿出我們的意見來。學術問題,基本上是是非問題,通過討論,明確是非,宣揚真理,改正錯誤。理論上不能搞折衷。VIM第三版確實有一些折中,效果不好,反而引起混亂。例如:
1 不確定度論出世的理由和立足點,是“真值不可知”、“誤差不能求”、“準確度是定性的”。VIM第三版說:“不確定度是包含真值的區間的半寬”,這就不倫不類了,這明明是誤差理論用了三百年的誤差范圍的概念嗎,怎么就成了不確定度?既然真值不可知,怎能“包含”?包含區間逐漸減小,包含的真值不就知道了嘛,這直接否定“真值不可知”的基本立論。也就是說:“真值不可知”與“包含真值的區間”不可同時出現在一種理論中。這里,VIM顯然是按誤差理論的觀點在改造不確定度理論,你真的徹底改造,不確定度論就成了誤差理論,還要不確定度論干什么?
2 “誤差等于測得值減真值”,是誤差理論的基本定義。VIM把定義中的真值,改成參考值,是十分錯誤的。參考值可能有許多種,這就亂了。況且也不通,某人有一塊黃金,要知道重量,就是要知道此塊黃金重量的真值。用什么衡器測量,要知道的誤差必是測得值減這塊黃金的真值,而不是什么“測得值減參考值”。這是妄圖用不確定度論的觀點(不提真值),來改造誤差理論,行不通。
-
總之,測量計量的表征,就是如何表示準確程度那么點事,誤差理論和不確定度論,必須二選一。不確定度論錯誤太多,只能選誤差理論。從“不提真值”到“也提真值”,客觀上是不確定度論回歸誤差理論的信號。
-
作者: liuhuaxing 時間: 2013-3-8 22:21
太深奧了,慢慢學吧。
作者: 規矩灣錦苑 時間: 2013-3-9 01:33
本帖最后由 規矩灣錦苑 于 2013-3-9 01:36 編輯
回復 18# 史錦順
1“不確定度是包含真值的區間的半寬”和誤差理論用了三百年的“誤差范圍”的概念本來就不是一回事啊,呵呵。不確定度不是“包含真值的區間”,而是包含真值的區間的“寬度”。區間和區間寬度也不是一回事,不能把術語“區間寬度”換成術語“區間”。“區間”既有區間的位置(對稱中心的值的大小)也有寬度。“區間寬度”只講寬度,不討論區間對稱中心的位置,被測參數的對稱中心的位置(真值)由測量結果和誤差去確定。“真值不可知”與“包含真值的區間”同時出現在一種理論中的確是矛盾的,但“真值不可知”與“包含真值的區間寬度”并不矛盾,可同時出現在一種理論中。
2“誤差等于測得值減真值”,是誤差理論的基本定義。正因為測量誤差的客觀存在,被測量真值只能無限趨近而無法準確獲得,VIM把定義中的真值改成了參考值,我認為漢語中的“參考”兩個字是不太好,不如“約定”準確,“參考值”實際上就是我們過去說的“約定真值”,雖然翻譯有點不妥,但也不是十分錯誤的。
參考值(約定真值)的確因為“約定”的方法不同而可能有許多種,不同的領域,不同的方法,不同的場合和準確度,約定真值也的確是不會相同的。同一個尺寸用鋼直尺測得的測量結果可以用卡尺測得的測量結果當約定真值。可是用千分尺測得的測量結果用卡尺得到的測量結果當約定真值就是大笑話。約定真值是相對的,只能用較高準確度的測量結果當較低準確度的測量結果的約定真值(參考值),這種說法是說得通的。
某人有一塊黃金,要知道重量,的確是想要知道其重量的真值。但無論用什么衡器和天平測量,都只能得到具有一定測量誤差的測量結果,而永遠得不到其重量的真值。要知道誤差必是測得值減這塊黃金的真值,真值得不到怎么辦?只有用更高準確度的測量結果“當作”真值,這就是過去說的“約定真值”和現在說的“參考值”。所以誤差是“測得值減參考值”是說得通的。這并是要用不確定度論的觀點來改造誤差理論,而是用不確定度理論和誤差理論相互補充,共同解釋這種測量實踐中的現象。
作者: 劉彥剛 時間: 2013-3-9 03:58
回復 20# 規矩灣錦苑
“這并是要用不確定度論的觀點來改造誤差理論,而是用不確定度理論和誤差理論相互補充,共同解釋這種測量實踐中的現象。”說得好極了!
作者: 規矩灣錦苑 時間: 2013-3-9 14:04
回復 21# 劉彥剛
謝謝老兄贊同和引用我的這段話。非常抱歉,我突然發現在20樓里的這段話掉了一個“不”字,現訂正為 “這并不是要用不確定度論的觀點來改造誤差理論,而是用不確定度理論和誤差理論相互補充,共同解釋這種測量實踐中的現象。”
作者: 史錦順 時間: 2013-3-9 14:46
本帖最后由 史錦順 于 2013-3-9 14:48 編輯
回復 20# 規矩灣錦苑
(一)
區間必是定位的區間。沒有位置的區間是不存在的。凡講區間,必定是同時指明兩件事:1區間的寬度;2區間的位置。在數軸上的區間,只要寫得出,必定包含有位置與寬度。
通常,測量儀器給出的誤差范圍,一般應是被測量量值的函數,例如數字電壓表。對特定的被測量,有特定的誤差范圍。有時誤差范圍在整個量程上近似一常數,如指針式電壓表。于是用可能的最大值來表示通用于量程各點的誤差范圍。誤差范圍一定要結合具體的測得值,才有明確的、具體的含義。測量結果為:
Z=M±Δ (1)
(1)式是一個區間,以測得值M為中心,以Δ為區間半寬。此區間以99%的概率包含真值。此式表示,被測量的真值可能大,但大不過
M+Δ;被測量的真值可能小,但不小于M-Δ。這是誤差理論。否定這一點,就是否定誤差理論。
-
不確定度論的表示法為:
L= M±U (2)
由(2)可知,不確定度U的區間,是一定與測得值M相連的。不結合測得值,U就沒有意義,在數軸上就劃不出來。討論半天U,卻說U與測得值無關,竟把U看做是游蕩在數軸上的無確定位置的區間半寬,這不符合不確定度理論。
VIM 2008版、2012版都明確說:不確定度是包含區間的半寬,此區間以一定概率包含真值。先生卻還說:不確定度不是“包含真值的區間”
你這已經不是不確定度理論,而是你自己的說法。這個說法,說明你并不相信不確定度理論。
-
先生的話不確定度不是“包含真值的區間”,而是包含真值的區間的“寬度”,這是一句自相矛盾的話。沒有寬度不成區間;也沒有不在區間的區間寬度。
先生的誤區是誤差理論與不確定度理論各管一事,力圖說明二者都是對的;這是不符合實際情況的空想,不確定度論派沒這樣說,誤差理論派也不會這樣想。你那種兩種學說都擁護的觀點,實際上成了兩種理論中每個理論的悖論。所謂:這并(不)是要用不確定度論的觀點來改造誤差理論,而是用不確定度理論和誤差理論相互補充,共同解釋這種測量實踐中的現象,這是一句不符合實際的空想,一句掩蓋矛盾的錯話。如此說來,還分什么學派?還爭論什么?難道國際性的大爭論,雙方都沒有理由嗎?我贊成誤差理論,就說誤差理論的優點;你贊成不確定度論,就說不確定度論的好話。騎墻、模棱兩可、誰都不得罪,不是學術討論的正確態度。爭論是好事,不能回避矛盾。爭論就要正視現實、辨別是非、對學術負責也對自己負責。寫在帖中,掛在網上,就有人看;就要慎重。
-
(二)
把“誤差等于測得值減真值”改成“誤差等于測得值減參考值”,是一個不能容忍的錯誤。
1 否定真值的可知性,進而完全拋棄真值的概念,這是在否定近代的測量計量學理論,也是在否定所有的物理學公式。任何物理公式都是關于物理量的公式,都是物理量的真值的公式,否定真值可知性、拋棄真值概念,等于否定一切物理公式。這是根本性的錯誤。
2 參考值多種多樣,必然造成測量計量的混亂。
3 妨礙多項研究,如誤差的誤差、合格性判別條件等的研究與表達。
4 答非所問。測量者要知道的誤差范圍,是測得值與被測量的真值的誤差范圍。說測得值與參考值之差,答非所問。
-
作者: 規矩灣錦苑 時間: 2013-3-9 22:10
回復 23# 史錦順
1完全贊成老師所說“區間必是定位的區間。沒有位置的區間是不存在的。凡講區間,必定是同時指明兩件事:1區間的寬度;2區間的位置。在數軸上的區間,只要寫得出,必定包含有位置與寬度。”但是“區間寬度”和“區間位置”必定是兩回事,有時候人們需要同時知道區間位置和區間寬度,但很多情況下人們需要知道區間寬度就行了,或者知道區間位置就行了,并不需要同時知道位置和寬度。
“區間寬度”是指區間的范圍,區間的位置是指區間中心的坐標。如果把北京市比喻為一個區間,“北京中心位于北緯39°54′,東經116°23′,位于華北平原西北邊緣”,這是區間的位置,人們要到達那里知道其位置就足夠了。而“北京市土地面積16400平方公里”就是區間的范圍,相當于兩維區間“寬度”,作為要掌管北京市土地開發應用管理的人員則必須知道北京市的區域面積。
“不確定度”要解決的問題是描述“區間寬度”,不描述區間位置;“誤差”要解決的問題是描述區間位置,不描述區間寬度;“誤差范圍”既包含有區間寬度,也包含有區間位置,但誤差范圍的區間寬度是最大誤差與最小誤差的差和不確定度的區間寬度描述的不是同一個寬度。
因此,我認為不確定度和誤差兩個術語是完全不同的兩個“參數”,它們各自從不同的角度描述測量結果的品質優劣,它們相互補充,共同解釋測量實踐中的現象,讓我們更加深入地了解測量和測量結果的本質。這就像波動說和粒子說共同描述光的本質一樣,不能因為有了波動說而否定后來粒子說的科學性,也不能因為后來有了粒子說而否定波動說科學性,這不能算作是騎墻和模棱兩可。
2我贊同老師關于把“誤差等于測得值減真值”改成“誤差等于測得值減參考值”不夠妥帖的見解,“誤差等于測得值減真值”使用了N多年了,深入人心的術語還是不要隨意更改為好。由于測量誤差的客觀存在,的確人們只能無限趨近真值而不能獲得真值,因此“約定真值”的概念的產生也就是水到渠成的。如果再誕生一個新術語“參考值”,可以在術語“約定真值”下用注的形式說明“有時也稱約定真值為參考值”,“實際測量活動中把測得值減參考值也稱為誤差”。
實際測量活動中,約定真值的確是相對的,不同行業、不同準確度要求對真值有不同的約定,所以約定真值(參考值)多種多樣是正常現象。但是絕對不會因為約定真值的多種多樣而必然造成測量計量的混亂。對同樣一個被測件,用在不同的準確度要求的行業,測量方法必然不相同,用鋼直尺測量、用卡尺測量、用千分尺測量、用光學計和量塊比較測量,會得到不同的測量結果,每個測量結果的誤差需與各自的約定真值(參考值)相減才能獲得。卡尺測量的結果可以約定為鋼直尺測量結果的真值,千分尺測量的結果可以約定為卡尺測量結果的真值。但是絕對不能用鋼直尺或卡尺的測量結果作為千分尺測量結果的真值,千分尺測量結果的真值只能約定用更高準確度測量方法得到的測量結果,比如用光學計和量塊比較測量得到的測量結果。如果參考值不是多種多樣,那才真的會造成測量計量的混亂。
作者: lcatei 時間: 2013-3-10 18:12
測量的對象是真值,表達的卻是測量系統的能力
作者: 規矩灣錦苑 時間: 2013-3-11 00:14
本帖最后由 規矩灣錦苑 于 2013-3-11 00:23 編輯
25樓所言有一定道理。
人們提出測量的目的總是想得到被測對象的真值,把想象中的真值作為測量的對象。
可是,由于測量誤差的客觀存在,誤差只能削減而無法消滅,所以真值無法得到,只能自認為測量結果是被測量的“真值”。于是人們產生了兩個疑問:1.認為測量結果是被測量的真值準確嗎?2.把測量結果當作被測量的真值可信嗎?于是人們提出了應定量描述測量結果品質(產品質量)的兩個衡量參數的需求。
為了解決人們測量實踐中的這個需求,計量界首先提出了“誤差”術語,定義為測量結果與被測量真值之差(現更改為測量結果與參考值之差)。誤差的大小直接反映了測量結果偏離被測量真值的程度,因此被認為是衡量測量結果準確性好壞的定量參數。
近年來計量界又提出了“不確定度”術語,定義為“與測量結果相聯系的參數”,此參數并不是測量得到的,而是根據測量“所用到的信息”評估得到的,是“表征賦予被測量量值分散性的非負參數”,或者說是“被測量真值可能存在的區域寬度”。人們用這個表示分散性區域寬度的參數定量衡量測量結果的“可疑度”(反過來就是可信性)。
準確性(誤差)和可信性(不確定度)從兩個側面全面地定量反映了測量結果的品質,也從兩個方面定量地綜合反映了測量系統的提供測量結果的能力。
作者: 史錦順 時間: 2013-3-12 09:55
本帖最后由 史錦順 于 2013-3-12 09:56 編輯
不能回避真值概念
史錦順
-
lcate 先生話雖不多,卻一語觸及不確定度理論的要害。
是的,測量的對象是被測量的真值,測量的目的是求得真值。不管你多么高明的測量理論,一經脫離測量的對象,脫離被測量的真值,就無法說明測量中的問題。回避真值的理論,不管你來頭多大,終歸是錯誤的理論、無用的理論。不確定度理論否定真值的可知性,回避真值,必定是失敗的理論。
-
劉彥剛先生看出,講不確定度理論的教材,不該講“與真值無關”。這表明有了“誰不講真值也不行”這條基本認識。但遺憾的是,劉先生有識別教材錯誤的智慧,卻沒有懷疑不確定度理論本身是勇氣。教材講不確定度理論,又沒有歪曲不確定度理論,必然的邏輯就是:教材的錯,體現了不確定度理論的錯。應該認定是不確定度論本身錯了;這是誰也沒法辯駁的事實。沒有人能證明三百年來搞誤差理論的大師門都錯了;而偏偏NIST的那幾個人提倡的不確定度論就是對的。有人估計,推行不確定度論的是八個國際學術組織,權勢大,地位高;而反對不確定度論的一些人,無權力,無勢力,對抗不了;我要說:創造誤差理論的是眾多的大科學家,誤差理論有三百年來的成功實踐,有廣泛的群眾基礎,不確定度論試圖取而代之,辦不到。因為它沒理。八個國際組織的話,錯話也僅僅是錯話。抵制不確定度論,已是巨大的潮流。一個最好的實例就是美國的兩大測量儀器公司,安捷倫公司與福祿克公司,至今堅持用誤差理論,儀器指標一直是準確度(誤差范圍),而不是“不確定度”。美國人都不信那幾個美國人提出的理論,我們還有什么必要去改變我們一向的信仰!我們應該學習新理論、接受新理論,但一定要學懂,而不是盲從。不確定度論不過是洋垃圾,我們要識別它的虛偽性。不確定度論的唯一價值就是充當反面教材,鍛煉一下人們識別真假的能力。
-
我們這里反復討論、爭論,就是在辨別是非,而且是測量計量領域的大是大非。我呼吁凡有求知愿望的網友都該認真想一想,比較、辨別,這對自己是一次很好的鍛煉。有認識就說出來,正確的就堅持;錯了,固執也沒用,改了就是進步。我們是普通計量工作者,但我們也是世界計量界的成員,網絡提供了空前的自由討論平臺,我們要爭國際學術討論的話語權,我們要爭世界學術的一席之地!
-
話回問題本身。其實,測量儀器(或測量系統)的能力,就是測量能力、得知真值的能力。脫離被測量的真值,也就無法表達測量儀器的能力。
測量的對象是客觀存在的量。誤差理論把這個量的值叫真值;不確定度論認為“真”字無必要,應叫量值(實際值)。(GUM,葉書p69)
果僅是叫法之爭,本來無所謂,只要能與“測得值”相區分就夠用了。說道底,測量就是那么點事,測量得到了測得值,還要知道測得值與被測量的真值的差距。如果不叫真值,叫實際值或客觀值,都是可以的。叫真值或實際值或客觀值或量值,都可以,但必須得用它,理它,依據它。
-
(接下頁)
作者: 史錦順 時間: 2013-3-12 10:00
本帖最后由 史錦順 于 2013-3-12 10:01 編輯
接 27# 史錦順 文
誤差理論與不確定度度論的根本區別是對真值的態度。誤差理論相信真值的可知性,研究如可得知真值(測量)。為保證測量準確,要研究計量。計量研究包括如何復制真值(建立基準),如可實現各層次的相對真值(建立各級標準)如何進行量值傳遞(計量檢定)。
-
誤差理論認為真值是可知的。真值客觀地存在著,作用著,變化著。這是真值的絕對性。人們認識真值是個逐漸的過程。人們認識到的是測得值,測得值也是客觀存在。測得值是客觀真值與測量儀器作用的綜合結果。測得值有不同的檔次。把低檔次的、著眼研究的測得值簡稱為測得值,那些高檔次的測得值就是相對真值。誤差理論中利用“微小誤差可略原理”,方便地利用相對真值代替真值(絕對真值),理論與實踐證明,這是合理的,也是唯一可行的方案。
-
不確定度論出世,攻擊誤差理論說:“真值不可知,誤差不能算”。我曾指出過,這是個測量佯謬,根本不存在這個問題。原來,測量儀器都標有誤差范圍指標,且是經過公證(計量)的,用測量儀器測量,既知道了測得值也知道了誤差范圍,用不著測得值減真值的操作。原來人類社會是個有分工的整體。計量中必須有真值。(以相對真值代替。標準的標稱值對測量儀器來說是相對真值。)在計量中實現的是一種代換,即用測量儀器的示值代換標準的值;在測量中,儀器的示值是被測量真值與機內標準比較的結果,示值就是測得值,就是被測量真值的表征。也就是說,在測量時,由測量儀器實現了一種代換,那就是計量中的標準量的真值,代換了被測量的真值,因此,測量者就得到了代表被測量真值的測得值。測量結果就是測得值加減誤差范圍。測量結果是一個區間,被測量的真值以99%的概率在區間中。
-
關于被測量的真值的被代換的過程,學學測量方程的知識,是容易理解的。測量必須依賴某一物理原理,即有一個物理公式。測量的目的是求其中一量,測量的條件是必須已知其他量。這樣就列出了計值公式。計值公式與物理公式聯立,就是測量方程。測量方程建立了測得值與被測量真值的關系。記為M=f(Z),M是測得值,Z是被測量真值。儀器制造時(包括計量時)Z是標準真值,用標準的標稱值Z(B)代理,于是有了M與Z的對應關系(函數關系),是已知的真值決定測得值;測量中,測量儀器的函數關系不變,但Z是被測量的真值,M是測量時的測得值。這樣,已知了測得值,就是依據測量儀器的測量方程而知道了被測量的真值。
-
誤差理論合理、完整,通順。其基本思路是緊緊圍繞真值論事。三百年來,誤差理論已經普及并深入人心。不確定度論要取代誤差理論,白日做夢。
-
(接下頁)
作者: 史錦順 時間: 2013-3-12 10:02
本帖最后由 史錦順 于 2013-3-12 10:12 編輯
接 28# 史錦順 文
不確定度理論試圖避開真值概念,來表達測量問題,實踐表明:此路不通。一會說不確定度是可信性,一會又說是分散性。都說不通。不確定度值U用2σ,可信性就是95.54%;誤差理論用3σ,可信性就是99.73% 中國的國家基準銫頻標最近宣布達 不確定度2E-15,如果說不確定度是可信性,那么就得說銫頻標的可信性是99.9999999999998%,可信性3個9是極高的要求,4個9難以達到,可信性是14個15個9,這話還哪有一點“可信性”!
不確定度是可信性這類話,是當初不確定度論提出時,為回避真值、回避準確度而提出的似是而非的說法,現在既沒人信,也沒人說,更沒人用。可惜本網的規矩灣錦苑先生還在重復這個陳詞亂調,不該呀。規矩先生已承認過:世界上沒有任何一臺測量儀器是標有誤差范圍與不確定度兩個指標的。這說明“不確定度與誤差是從兩個不同側面反映測量能力”這一論斷,不成立。
-
不確定度的主定義是分散性。這是一大敗筆。測得值有分散性,但這是對平均值的分散性。測量無窮次,分散性是對數學期望的分散性。平均值或數學期望對真值之差是系統誤差,這是測量計量不可避免的。不確定度論只講分散性,不講偏離性,是撿了芝麻而丟了西瓜。因此,不確定度的基本定義是錯誤的。測量計量必須講準確性,既講分散性更要講偏差性。只講分散性的不確定度定義是錯誤定義。當然不確定度論在實踐中并不用這個定義,因為這樣行不通。
-
VIM第3版,又把不確定度說成是包含真值區間的半寬度。明眼人一看便知,包含真值區間的半寬度就是誤差范圍。我估計有兩種可能。第一種是折中,把誤差范圍就說成是不確定度,用了不確定度的名,而不改變誤差理論之實;第二種可能是不確定度論已無路可走,退回誤差理論算了。美國的權威教科書(《機械測量原理》第五版),德國的權威教科書(《電測技術》第八版),美國的安捷倫公司、福祿克公司、中國計量院的銫基準、美國的NIST的銫基準,都把不確定度等同為誤差范圍,等同為準確度,都已事實上把不確定度名存實廢,規矩灣錦苑先生也不必費苦心去給不確定度找出路了,你那“兩種參數說”,既無道理,也不是事實。有誰贊成你的“兩種參數說”呢?
-
作者: 規矩灣錦苑 時間: 2013-3-12 13:54
我仍然堅持“并不是要用不確定度論的觀點來改造誤差理論,而是用不確定度理論和誤差理論相互補充,共同解釋這種測量實踐中的現象”的觀點。測量結果是測量活動的產品,產品質量優劣并不僅僅是只有一個衡量參數,誤差和不確定度是衡量測量結果這個產品品質優劣程度的兩個不同的質量指標。
誤差理論是正確的、科學的,“誤差理論有三百年來的成功實踐,有廣泛的群眾基礎”,“不管來頭有多大”任何人都無法否認。但是誤差理論從一個方面解釋了測量實踐的現象,即從“準確性”的方面解釋了測量結果的好壞,人們還需要從另一個方面解釋測量結果的好壞,從“可信性”方面解釋測量結果的好壞。我們不能因為有了“光的波動學說”而拒絕“光的粒子學說”誕生,波動性和粒子性都是光的特性。同樣也不能因為有了測量結果的誤差理論而拒絕不確定度理論的誕生,準確性和可信性都是測量結果的特性。
不確定度并不否定“真值”的存在,不確定度和誤差解釋同一個現象——“測量結果”,當然也都離不開“真值”。“不確定度的主定義是分散性”,此處的分散性是指誰的分散性,就是指真值的分散性。“VIM第3版,又把不確定度說成是包含真值區間的半寬度”,也還是不能擺脫“真值”,怎么能夠說不確定度是“試圖避開真值概念”呢?
“分散性”也好,“區間半寬度”也罷,都是“寬度”概念,從一端到另一端的距離。3-1=2,10-8=2,198-196還是等于2。不確定度就是講這個寬度2,至于起點或者終點的大小,不是不確定度應該關注的問題,而是“誤差”該關注的問題,這就是不確定度和誤差分別從兩個側面去解釋測量結果品質好壞的職責,它們各司其職,相互補充,誰也離不開誰。這就是道理和事實啊,我相信大家會理解我所說的理由的。
我贊成史老師所說的“測量計量必須講準確性,既講分散性更要講偏差性”,但必須講準確性也必須講可信性,“分散性”和“偏差性”不能厚此薄彼,不確定度從講“分散性”入手解釋測量結果的可信性,誤差從講“偏差性”入手解釋測量結果的準確性,“不確定度與誤差從兩個不同側面反映測量能力”不是很好嗎,何樂而不為呢。
作者: 規矩灣錦苑 時間: 2013-3-12 14:39
回復 28# 史錦順
史老師提出“真值客觀地存在著,作用著,變化著。這是真值的絕對性”,換句話說史老師認為“真值是變化著的”這是絕對的道理,我非常認同。不確定度就是基于這個絕對道理應運而生的。因為,誤差理論指出只要是測量就必然存在有誤差,沒有測量誤差的測量過程世界上并不存在。我們承認“真值客觀地存在著”,所以才需要去認識它客觀存在的狀態,以便能夠控制它和利用它造福于人類,但真值只能通過計量技術的不斷進步而無限趨近,卻并不能真正得到(已知常數例外),人們得到的永遠都是測量結果,這就是因測量過程不能完美無缺的原因使真值永遠“變化著”。
史老師也贊成“人們認識真值是個逐漸的過程”,并提出“測得值有不同的檔次。把低檔次的、著眼研究的測得值簡稱為測得值,那些高檔次的測得值就是相對真值。誤差理論中利用‘微小誤差可略原理’,方便地利用相對真值代替真值(絕對真值)”,這是我們大家的共識。但“用相對真值代替真值”,畢竟存在著“微小誤差”,“相對真值”畢竟不是“絕對真值”。這種“代替”的先決條件是誤差理論中的“可略原理”。可是我們也不能忘記這個“可略”的數據(“微小誤差”)對某個計量要求而言是可略的,換成另一個計量要求很可能就是個天文數字而無法忽視。為此國際標準和國家標準提出“參考值”的概念也是不得不為之的無奈之舉,新的術語規定誤差是測量結果與被測量參考值之差。我認為“參考值”可以理解為以前的“約定真值”和史老師所說的“相對真值”。
作者: xccys2004 時間: 2013-3-12 16:35
我們通過不斷改進測量技術使得真值的“分散性”或“區間半寬度”越來越小,卻不知道真值的位置在哪里,但是對測量結果的品質作定量描述應該是有一定意義的。
作者: 星空漫步 時間: 2013-3-13 06:41
回復 30# 規矩灣錦苑
版主多次提及“不確定度理論和誤差理論相互補充”,依我看這兩派斗得死去活來的,哪里存在你所構想的“互為補充”!
專家們自己都不相互認可,你卻說兩種理論相互補充,難道你比他們還高明。
我個人覺得不確定度在分析測量結果的離散性方面還是比較有用的,但誤差理論才是測量的根本!
現在到處都一窩蜂似的用不確定度理論來代替誤差理論,這是犯了本末倒置的錯誤。
我特別同意史老的觀點,相信在這兩種理論的長期爭斗中,不確定度理論必將退居二線。
順便說一聲,我是搞幾何量,我所接觸的幾何量量儀廠商也都是國外的大廠,他們無一例外的都是用準確度來表示儀器的測量精度。
只有少數廠商會在某個不為人注意的角落里,提及他們的準確度指標也考慮并涵蓋了測量不確定度。
作者: chuxp 時間: 2013-3-13 10:36
顯而易見,大家討論的這個問題是所有計量工作的理論基礎。
真值是核心,理論家們咬文嚼字地討論真值是否存在,是否可獲得,最后基本上把這個問題轉化成了一個哲學問題,討論結果是真值無法獲得或根本不存在!而誤差理論基于真值,真值被否定,誤差理論由此失去根基,成為了一個被質疑的理論。
我個人體會,如果說我們測量的最終目的是獲取被測量的誤差,那么不確定度理論實際上是在討論分析:------“被測量誤差”的誤差------
目前理論導致如下理論怪圈:真值不存在------》誤差與真值無關------》不確定度與真值無關。
實際上,大家沒有必要關心真值到底是什么,這與我們工作無關。比如一個量塊,知道是一等合格的,就足夠了。根據誤差理論,大部分要求標準的誤差小于被檢的1/3。即所謂的3倍σ,則標準的誤差就可以忽略。正如規矩版主在上面提到的,相對真值或參考值的概念,可彌補誤差理論存在的理論上的缺陷。
當前不確定度理論存在嚴重濫用的現狀,我極為贊同上面星空漫步網友的觀點:“現在到處都一窩蜂似的用不確定度理論來代替誤差理論,這是犯了本末倒置的錯誤。” 大家在計量工作中竭力分析討論“誤差的誤差”,而忽略更加重要的,我們一系列測量工作的核心目的----誤差本身!
作者: chuxp 時間: 2013-3-13 11:18
再解釋一下“誤差的誤差” 是什么意思。
我們來看看一個典型的測量結果:
Y=y±U
這里y為測得值,包含了標準器的誤差,人員,環境,測量方法等等一系列影響因素。y減去真值(或相對真值或參考值),則得到誤差值。顯然真值(或相對真值或參考值)是不變的常量,那么U所表示的區間就只能是誤差的可能取值區間。我覺得這個叫“誤差的誤差”比較通俗也容易理解。
這里可清楚的看到不確定度理論所要解決的問題實質,就是分析誤差可能的取值范圍,也就是“誤差的誤差”。
U在評定時小數點還要與y的末位數據一致,評定取兩位有效數字等等......,嚴格說,評定過程中又產生了新的影響因素,不知道以后是否還要進一步討論U自身的不確定度,從而要求給出““誤差的誤差”的誤差”。
無論如何大家要看清楚,只有第一個誤差才是我們最需要關注的!
作者: 規矩灣錦苑 時間: 2013-3-13 13:13
回復 33# 星空漫步
用不確定度理論來代替誤差理論肯定是錯誤的,用誤差理論否定不確定度的存在也是錯誤的。不確定度作為一個新生的術語,一定會逐漸被人們所接受,越來越被廣泛應用于測量領域,發揮越來越大的作用。
測量誤差或示值誤差是測量設備的計量特性,量儀廠商用準確度來表示儀器的測量精度是正確的,這個所謂的“準確度”實際上是史老師所說的該種儀器的“誤差范圍”。雖然定義了“測量儀器的不確定度”,但表達的意思是由測量儀器的計量特性給測量結果引入的不確定度,測量不確定度是測量結果的計量特性,不是測量設備的計量特性,不能直接用來描述儀器的好壞。
作者: 星空漫步 時間: 2013-3-13 14:43
回復 36# 規矩灣錦苑
測量離不開測量儀器,研究測量不確定度所用的數據樣本也都來自實際測量。
因此把測量結果和獲取測量結果的測量儀器完全割裂開來,說:“......測量不確定度是測量結果的計量特性,不是測量設備的計量特性,......”是不合適的。
割裂測量結果與測量儀器之間的關系,將使測量不確定研究、討論成為空談。
個人認為發明不確定理論的那些專家,完全無視真值、約定真值、參考值的實際意義,大談特談真值不能測得,就是典型的紙上談兵做派。
雖然絕對準確的真值可能永遠得不到,但相對準確的真值還是可以得到的。
試問實際工作中有多少時候是需要所謂的真正準確的真值的呢?我看絕大多數情況下是完全沒有必要知道所謂的真正準確的真值的。
比方說去市場買1斤菜,差1兩人們可能會有意見,差1克甚至1微克、1皮克也會有人有意見嗎?除非他是神經病!
日常計量也是一個道理,只要測量的準確度能夠滿足用戶需要就可以了。對賣菜的來說,桿秤秤砣的標稱值,就是其可信賴的真值!
當然現在一般都用電子秤了,......,不過這并不影響對道理的解說。
發表一些個人觀點,不是為了全盤否定不確定度的理論價值,而是實在看不慣一窩蜂地、不切實際地盲目推廣、瞎推廣!
照這架勢發展下去,真沒準哪一天國家有關部門會要求賣豬肉的也告知民眾他所用的秤其測量不確定度為多少了。
作者: 規矩灣錦苑 時間: 2013-3-13 21:33
回復 35# chuxp
不確定度是測量結果的可疑度,可疑度的大小是用被測量真值的分散性來度量的,并不是“誤差”,也不是“誤差的誤差”。
誤差是被測量的測量結果與其真值之差(現在定義為被測量測量結果與其參考值之差),誤差是一個定值,誤差的誤差是誤差的估計值與真誤差之差也仍然是一個定值。
不確定度是分散性,分散性是一個區域,并不是一個定值,分散性的大小用區域的范圍寬度來表示,不確定度就是這個區域覆蓋的范圍半寬。一個有確定大小的值和一個區間的寬度完全不是一回事,不能畫等號。把一個定值和一個區間畫等號永遠也沒有辦法理解和接受不確定度。
誤差的定義是測量結果偏離被測量真值的程度,反映了測量結果的準確性。誤差必須通過兩個不同準確度的測量過程得到的兩個測量結果,經過相減而獲得。誤差的有效數字個數沒有任何限制而完全取決于兩個測量結果相減的結果。
誤差的誤差則需要3個不同準確度測量結果的比較才能得到。例如,若A、B、C三個測量結果準確度依次由低到高排列,則B是A的約定真值,C是B的約定真值,是測量結果A的約定真值的真值。測量結果A的誤差為A-B=Δ,A-C=Δ0可看作為誤差Δ的真值(測量結果A的真誤差)。那么ξ=Δ-Δ0就是測量結果A的誤差的誤差:ξ=Δ-Δ0=(A-B)-(A-C)=C-B,即測量結果A的“誤差的誤差”等于被測量“真值與其約定真值之差”。
不確定度是通過測量者通過其所掌握的信息評估所得到,反映了測量結果的可疑度,并不反映測量結果的準確度。因為不確定度是通過信息評估得到,其有效數字個數充其量只能有2個是可靠的,三個和三個以上的有效數字是沒有價值的。也正因為不確定度是通過信息評估得到,針對一個測量結果及與獲得該測量結果有關的信息即可就評估,不確定度評定只需要針對一個測量過程,并不需要進行兩個或三個測量過程去相互比較。
所以不確定度與誤差及誤差的誤差有本質區別,測量結果的誤差以及誤差的誤差與測量結果的不確定度根本不是一回事,誤差的誤差并不是測量結果的不確定度。 Y=y±U,Y是被測量,y是被測量的測量結果,U是測量結果y的不確定度,這里面根本就沒有說測量結果誤差的事,不能和誤差生拉硬扯。如果要說測量結果的誤差則應該用另一個公式來表達,Δ=y-y0,其中y是被測量測量結果,y0是被測量的真值(另一個更高準確度的測量過程得到的測量結果),誤差Δ必須用兩個準確度高低不同的兩個測量結果y和y0相減來得到,其中高精度的測量結果約定為低精度測量結果的“真值”或稱為“參考值”。
作者: 規矩灣錦苑 時間: 2013-3-13 22:23
回復 37# 星空漫步
測量活動中,測量結果與測量儀器存在著必然聯系,沒有測量儀器就沒有測量結果,但是測量結果畢竟不是測量儀器。測量結果是實施測量過程后的產品,測量儀器是實施測量過程中的工具。產品就要講產品的質量,工具則講究是否好用。產品質量要用質量參數的好壞來衡量,工具講究的是對完成產品的作用(對產品效益、效率、質量的影響)大小。研究測量結果和測量過程不能把測量結果和測量設備眉毛胡子一把抓煮成一鍋粥。
在真值問題上,大家的看法并沒有原則分歧。誤差理論的基礎就是說任何測量都不可避免的存在著測量誤差,誤差只能削弱而不能消滅,所以才誕生了誤差理論,才要研究誤差的特性和規律。正因為誤差不能消滅,大家可以想想看一個被測量的真值如何獲得?所以必然的結果就是真值是客觀存在著的,人們只能無限趨近真值而不能獲得真值,人們只能獲得測量結果,只能把較高準確度的測量結果約定為較低準確度的測量結果的真值,這就是“約定真值”或“參考值”的來歷。這是實事求是從客觀上承認真值、約定真值、參考值的實際意義,并不是紙上談兵。你也認為“絕對準確的真值可能永遠得不到,但相對準確的真值還是可以得到的”,這就是大家的共識,真正的“真值”的的確確是無法得到的,但是相對準確的真值還是可以得到的,給它一個名字不就是原來的“約定真值”和現在的“參考值”嗎。
前面說的是理論科學的情況,在實際工作中的確沒有多少時候需要所謂的真正準確的真值,這是應用科學的情況。正如客觀世界并不存在沒有粗細的直線和沒有厚度的平面,而理論科學必須研究幾何學中講的沒有粗細的直線,沒有厚度的平面一樣,談論沒有誤差的測量結果在實際工作中沒有意義,去市場買1斤菜,差1克甚至1微克、1皮克如果有人有意見那他可真是個神經病。可是進入理論科學不談1克、1微克、1皮克也就不要去談計量單位的復現和計量基、標準的研究和建立了,不談論被測量的真值,就不存在誤差和誤差理論,也就不存在計量科學了。
一窩蜂地、不切實際地盲目推廣、瞎推廣不確定度,甚至說有了不確定度就沒有誤差理論存在的必要,這些觀點肯定是錯誤。但之所以存在這種錯誤觀點,我認為最根本的原因還是把不確定度與誤差或誤差范圍畫了等號,沒看清楚誤差和不確定度是兩個完全不同的參數,是共同解釋測量實踐問題相互協調、相互補充的兩個不同概念。所以我用解釋“光”現象的兩個理論波動說和粒子說,與解釋“測量結果”現象的兩個理論誤差理論和不確定度說進行比喻,就是想達到這個目的。單一的波動說和粒子說無法解釋清楚光的現象,單一的誤差說和不確定度說也無法解釋清楚測量結果的現象。
作者: 史錦順 時間: 2013-3-14 07:27
本帖最后由 史錦順 于 2013-3-14 07:29 編輯
回復 33# 星空漫步
談談分散性
史錦順
-
星空漫步先生判斷“在這兩種理論的長期爭斗中,不確定度理論必將退居二線”。這是正確的判斷,是歷史的必然。望與先生一起宣傳誤差理論的優點,揭露不確定度論的錯誤,促進這一進程。老史自知老邁,難以勝任,很想團結一批青壯年計量人,一起奮斗。特別期望出幾位帶頭人。事情總是人干的,中國的計量人也要管管世界計量界的事。
有人贊成、維護不確定度論,認為自己有道理,那我們就慢慢同他爭論。我認為,世界的事物是客觀存在,道理也是客觀存在,真值可以逐步去求得,真理也能夠逐步去講明白。我的回帖慢,中間又加了你與規矩灣版主的爭論,今天先回你的貼,明后天再回復他的帖。
-
我這里談一下先生提到的“分散性”表征問題。
測量計量的對象是量。量分常量與變量。歷史的發展順序必然是先研究常量,后研究變量。1966年以前的測量理論是經典測量學。經典測量學的對象是常量測量。被測量是常量,必有唯一的真值。誤差理論即以此為出發點。誤差就是測得值與真值的差距。測得值減真值是誤差元;誤差元的絕對值的一定概率意義下的最大可能值是誤差范圍,誤差范圍又稱準確度。(還有極限誤差、誤差限、最大允許誤差、準確度等級等稱呼,實際是一回事。)
經典測量學的對象是常量測量,其核心概念是真值。真值是客觀存在,真值是可知的。因為真值可知,我們才去測量,不斷地改進技術,逐漸地使測得值更接近真值。
這是一類測量的情況。古代的“度量衡”,近代的幾何量測量、質量測量基本都是常量測量。誤差理論在此框架內發展起來,處理的是常量測量問題,在常量測量領域,誤差理論無懈可擊。
-
現代科學技術的發展,出現了大量變量測量。最典型的是頻率測量。頻率測量,通常都是被測量的變化遠遠大于測量儀器的誤差,因此誤差理論(單一真值的概念),不能適應變量測量。通常用統計理論。但其條件是測量誤差可以忽略。變量測量可以用統計理論,但必須承認一個前提,即各個測得值都是真值,也就是說誤差可以忽略。這不能說是誤差理論不能用了,更不能說誤差理論不對了,而是在更高的層次上認可了誤差理論對問題的處理(其結果當前提)。所謂誤差可略,是誤差理論的處理結果。沒有誤差理論,就不知道誤差大小,當然也就不知道誤差是不是可略,因此也就沒條件用統計理論。所以我在《新概念測量計量學》中把常量測量稱為“基礎測量”(也包括慢變化測量),而把快變化測量稱為“統計測量”。就是說,常量測量是變量測量的基礎。誤差理論是常量測量的理論,因此講變量測量的理論,必須以誤差理論為基礎,而不是否定或取代誤差理論。
-
1966年,美國人阿侖提出處理頻率穩定度的表征方案。這是一個處理變量測量的好的范例。它以誤差理論為前提(即按誤差理論得知的測量誤差可略),進而表征客觀量的穩定度(就是量值分散性)。這套理論被推薦人定名為“阿侖方差”。阿侖方差有個常數爭議,但阿侖方差的物理模式是正確的,已占據時頻界。時頻界能抵制不確定度論,與阿侖方差有關。可惜,阿侖方差的應用只限于時頻界,而沒能在其他測量計量領域推廣。
(轉下頁)
作者: 史錦順 時間: 2013-3-14 07:33
本帖最后由 史錦順 于 2013-3-14 07:34 編輯
接 40# 史錦順 文
不確定度理論提出于1980年代,而定型與1993年(國際計量委員會通過)。不確定度論的提出與推廣,與兩件事有關。第一,誤差理論是常量測量的理論,不能直接用于變量測量,客觀上需要處理變量測量的理論。第二,1925年,海森堡提出“不確定性”原理,這是微觀世界的基本理論。于是人們自然會聯想到誤差理論的“真值”是否存在的問題。于是,又要解決分散性問題、又要回避真值的觀念,于是,“真值不可知”、“講究分散性”就成了不確定度理論的兩大基礎。
-
首先,“真值不可知”是錯誤的。量子理論的“不確定性原理”是同時測量兩個有共軛關系的量時的規律,即有認識最小變化量的門限。測量計量都是單獨測量一個量,并沒有測量準確度的門限。也就是說可以無限地接近真值。因而真值是可知的。況且,不確定度原理的門限,是普朗克常量的4π分之一,數值是10 的負34次方。以時間與能量乘積而論,以1秒、1焦的尺度看,則相對頻率的門限是10的負34次方(能量大,值就更小)。現在世界最高的頻率標準才達到10的負16次方。比門限還差10的18次方倍,也就是一百億億倍。因此,門限的問題,當同時測量能量與時間時,即使有門限,也完全可以忽略。而現在的量子理論認為,測量單個量,沒有準確度門限。因此,就是講微觀世界,也不必懷疑真值的可知性。
-
從另一個角度說,經典物理規律都表達為嚴格的物理公式。物理公式是無誤差的公式,物理公式中的量必然都是客觀的量,必須都是真值。如果說真值不可知,那就無法得知物理公式;說真值不可知,也等于說已有的一切物理公式都是錯誤的。這顯然是錯誤的說法。至少到目前,還沒人能說出,所有物理公式的近似程度,只能承認物理公式是準確的、嚴格的,因而真值是存在的、可知的。物理公式沒錯,是“真值不可知論”錯了,不確定度論的出發點錯了。
-
下面我們重點討論不確定度論對分散性的表征問題。
研究分散性、表達分散性,是客觀的需要,這本是應該的。但不確定度理論沒有給出任何有價值的理論或方法。不確定度論在表達“分散性”上,有三大錯誤。
1 混淆測量儀器的變化與被測量本身的變化。
測得值有變化,這是精密測量中的普通現象。但一定要區分,是測量儀器的隨機變化,還是被測量本身的變化。誤差理論中包含有對測量儀器隨機變化的處理。但被測量的變化,不屬于誤差理論處理的范疇。阿侖方差專門處理被測量本身變化的問題。也就是說誤差理論與阿侖方差處理問題的范疇,各自都是十分清楚的。而不確定度理論把二者攪和在一起,就亂了。
-
2 被測量是客觀存在,被測量的變化也是客觀存在,即被測量的分散性是客觀存在。因此,表征“量的分散性”的量,只能是單值的σ,而不能是平均值的σ。請注意,不確定度引出時明確規定,σ除以根號N是不確定度(GUM,葉書《測量不確定度》p42),不除以根號N,不是不確定度。可見σ除以根號N的不確定度,不是被測量值的分散性。(阿侖方差規定測量100次,但不除以根號100,即不除以10。因為分散性必是單值的σ。)因此,不確定度表征的分散性(σ除以根號N)是錯誤的。錯了根號N倍。如果N=100,就錯了10倍。所以頻率界用阿侖方差而不用不確定度,理由就在這里。
(轉下頁)
作者: 史錦順 時間: 2013-3-14 07:37
本帖最后由 史錦順 于 2013-3-14 07:40 編輯
接 41# 史錦順 文
1995年,我當時是一種航天測量設備的計量師,負責檢驗。國防科委的一位專家問我,怎樣看待正在推行的不確定度理論。我說,按這種理論,測量100次,除以根號100,指標就虛高10倍,瞎吹可要誤事。他點頭表示理解。此后再沒人敢提不確定度理論。硬碰硬,不確定度理論拿不出。 只能按誤差理論與阿侖方差辦事。-
3 不確定度理論的A類評定,似乎是處理分散性問題,實際應用的場合,一部分是重復,一部分是錯誤。
A類評定,就是用測量儀器對被測量進行重復測量,然后按貝塞爾公式算σ,除以根號N,即得A類不確定度。
A類不確定度的應用,在目前的應用中有三種情況。
第一種情況是評定測量儀器的誤差范圍。請注意,B類評定的核心內容是儀器說明書的指標與檢定結果。測量儀器的隨機誤差,必定已包含在測量儀器的誤差范圍指標中,此時再加入A類評定結果,那就是重復計算了(設被測量是常數,A類不確定度由測量儀器隨機誤差引起)。
-
第二種情況是被測量本身是變量,如用功率計去測量微波信號源。功率的變化本來由信號源引起,被當做是測量儀器的問題,這就冤枉了功率計。如果就認為是信號源的波動性,因已除以根號N,也不是分散性,又不對。
-
第三種情況,錯誤更嚴重,那就是目前計量界不確定度評定用得最多的場合,即對檢定能力的評定,或稱對檢定裝置能力的評定。
這時的A類評定是用標準裝置去測量被檢測量儀器。得到的A類不確定度算作標準裝置的檢定能力(有時稱作可信性)的一部分。這是一個顛倒對象與手段的錯誤的做法,基本上是冤案。被檢儀器通常比檢定裝置穩定性差得多,這樣做的結果是被檢測量儀器的問題都賴在檢定裝置的帳上。這是胡來。
評定測量儀器指標也好,評定檢定裝置的能力也好,一定要采用分割法,即分清對象與手段各自的問題。而A類評定,是對象與手段的大混淆。
《測量不確定度》一書的作者葉德培先生,在錄像講課(優酷網)中,尖銳地指出過這一錯誤。在她搞的不確定度評定中,就不進行A類評定。
-
以上,重點揭露了不確定度A類評定的錯誤,說明不確定度理論沒有解決好關于分散性的表達問題。不確定度論似乎想去做,但因沒分開幾個界限,或混淆了常量測量與變量測量;或混淆了單值的σ與平均值的σ;或混淆了手段與對象的關系——結果是全部弄錯。現有的所謂不確定度評定,都經不住推敲。我們可以一個一個來分析那些樣板評定。不確定度的A類評定,全搞錯了。B類評定又是抄人家。總之,所謂不確定度評定,毫無可取之處。
-
作者: 史錦順 時間: 2013-3-14 17:49
本帖最后由 史錦順 于 2013-3-14 17:51 編輯
“真值的分散性”說法不當
史錦順
-
規矩灣錦苑先生說:“不確定度是測量結果的可疑度,可疑度的大小是用被測量真值的分散性來度量的”。
這是很典型的不確定度論式的語言。像天書一樣,讓人不知說的是什么。
請問:被測量真值的分散性是什么?一塊黃金,總有它固有的質量。這個質量的量值,就是它的真值。真值怎么有分散性?這個分散性又怎么去度量可疑度? 又什么叫可疑度?分散性又如何度量可疑度?——莫名其妙的語言,體現的是莫名其妙的觀點。
-
鑄造3個100克的砝碼,實際測量結果為99.998克、100.001克、100.002克。砝碼的重量各不相同,這是各個砝碼重量真值的分散性。
如果只有一個砝碼,它只有一個真值,有什么分散性?
說“被測量的真值的分散性”,這里被測量是一個,真值也只有一個。哪有什么分散性?
“真值的分散性”這個稱呼是個不著邊的稱呼,是不反映實際的錯誤說法,是不確定度論大量錯誤的一小點。
-
“真值的分散性”一語,不是規矩灣先生的創造。不確定度的主定義是:表征賦予被測量量值分散性(JJF1001-2011)、表征合理地賦予被測量之值的分散性(JJF1001-1998).據起草規范的專家李鎮安說,定義中的量值指真值。可見“真值的分散性”一語,是有來頭的。但不管它來自哪里,錯誤終歸是錯誤。
-
真值的概念,是基礎測量的概念。基礎測量的對象是常量,常量只有一個真值。因此說真值的分散性是個錯誤概念。
-
在統計測量中,測量對象是變量。被測量的變化遠遠大于測量誤差,誤差可略。測得值就是真值,真值的稱謂已無必要,就是被測量值。此時可簡稱量值的分散性
-
在基礎測量中,沒有“真值的分散性”;在統計測量中,必有“量值的分散性”。量值的分散性是變量本身的特有屬性,與“可信性”無關。分散性不能度量可信性。用分散性度量可信性是錯誤說法。
-
不確定度論提出時,針對的是整個測量領域。包括常量測量,籠統地稱量值的分散性是不妥的。而單就基礎測量(常量測量)來說,“真值的分散性”,更是不著邊的錯話。
-
作者: 星空漫步 時間: 2013-3-15 09:03
拜讀史老回帖,很受教育,以前一些沒注意到的、不清楚的地方,也清楚了不少。
不確定度理論經不起推敲的地方實在是不少,真不明白這種不成熟、不實用的理論有必要花那么大的勁到處去推廣,甚至推廣到基層嗎。
史老不但理論水平高,實踐經驗也豐富,希望能夠常常看到史老的大作,好好提高一下自己。
這兩天家里的網絡不好,郁悶中。
作者: jiangjx 時間: 2013-3-15 09:24
回復 29# 史錦順
史老師,您好!看了您的發帖,引發了我們的對測量的更深的思考,開闊了思路。有一問題和您商榷,您說:“中國的國家基準銫頻標最近宣布達不確定度2E-15,如果說不確定度是可信性,那么就得說銫頻標的可信性是99.9999999999998%,… …”這里2E-15是銫冷原子噴泉鐘的相對不確定度,不是包含概率(原來稱置信概率)p,p對應的是可信度(在貝葉斯概率學派中概率是“可信度”)。如果U95rel=2E-15,那么可信度p=95%。對于國家基準、物理常數、基礎科學研究,都用標準不確定度,即1σ,因此u=2E-15的可信度只有68.27%,盡管不確定度很小。去年11月20日,我作為全國114名選手之一參加了全國計量知識競賽,下午參觀了昌平實驗基地,在時間實驗室,聽了專家對銫冷原子噴泉鐘NIM #4、NIM #5的介紹,我國在時頻計量領域達已到了世界先進水平。
如有不對之處,請原諒。
作者: jiangjx 時間: 2013-3-15 09:50
本帖最后由 jiangjx 于 2013-3-15 09:51 編輯
回復 1# 劉彥剛
背景知識:測量不確定度定義的演化。
VIM1(1984版):表征被測量的真值所處范圍的評定。我國JJF1001-1991采用了此定義。
VIM2:表征合理賦予被測量之值的分散性,與測量結果相聯系的參數。我國JJF1001-1998采用了此定義。
VIM3:根據所用到的信息,表征被測量量值分散性的非負參數。我國JJF1001-2011采用了此定義。
GUM方法在描述測量的目的時,是希望其區間包含真值的。Charles D.Ehrlich博士的《Evolution of philosophy and description of measurement(preliminary rationale for VIM3)》圖13上的注釋文字:Objective: Establish an interval of possible values within which the (essentially unique true)value of a measurand is thought to lie,with a given probability,based on the information used from a measurent. 但由于GUM避免使用真值,認為不存在唯一真值,真值不可知,因此從Charles D.Ehrlich博士對VIM3的文章中論述GUM方法時,從圖13、14、15中可以看出,擴展不確定度確定的區間不一定包含真值。
VIM3的修訂工作始于1997年,初衷是融合GUM的一些名詞與概念,引入化學、醫學實驗室的一些概念,刪除一些過時的名詞與概念。但是,在修訂中遇到了很大困難,其核心問題是:關予“測量”、“值”與“真值”、“測得值”與“測量結果”、“誤差”等術語的概念還有不同認識,且如何認識測量還存在分歧。(葉德培黃廣龍《國際計量學指南聯合委員會對GUM和VIM修訂情況的介紹》)
因此VIM3是個折中方案,綜合了經典誤差理論、GUM方法、IEC方法。而實際上各國(包括我國)在進行計量器具的合格評定時采用的是Charles D.Ehrlich博士所說的約定值混合法(CVHA,Conventional value hybid approach)。我在前面帖子中有所介紹。
作者: wykaixin 時間: 2013-3-15 14:01
教材中的這段話總體上的說法是正確的。
作者: 史錦順 時間: 2013-3-15 17:22
本帖最后由 史錦順 于 2013-3-15 17:26 編輯
回復 45# jiangjx
你的帖子引起我的一段愉快的回憶。我曾在中國計量科學研究院工作10年,其中3年參加我國銫基準NIM1的研制工作。工作任務是頻譜誤差的分析與測量。那時美國NBS的文獻把頻譜誤差看得很重,占他們的銫基準的總誤差的一半以上。我接受任務后,三個月形成觀點,認定是美國的一位權威人物,由于對dB概念的誤解,錯把遠旁頻的規律用在近旁頻區域,導致對頻譜誤差高估幾個量級。我提出分區計算的模型,并提出計算公式,在當時的時頻處作了學術報告,得到認可。約一年后,薛傳惲(最早搞銫鐘的權威人物)告訴我;美國NBS發表的新計算與咱們一年前的計算一致。
NIM1通過國家檢定時,我已離開計量院,但計量院時頻處寄給我一份參加研制工作的證書,沒忘舊情。1986年我的女兒北大畢業后又分配到計量院時頻處,由此,我也因看女兒并送檢小銫鐘等去過幾次。93年女兒出國留學,我最后一次去計量院。97年我退休,就沒機會再去。昌平計量院園區的建設,NIM2到NIM5的研制,我只有來自媒體的少量信息。
因此,你提到的1σ的問題,我實在不能就實際情況來回答。我這里只談一下歷史與一般的國際情況。
由于量值本身有隨機變化,測量儀器有隨機誤差,誤差分析與測量也包含隨機部分,因此在各項系統誤差與隨機誤差的合成時,算得的是總的σ。計量基準通常都是給出1σ的指標。你取3σ,置信概率是99.73%,而取1σ,置信概率就是68.27%。例如著名的邁克爾遜光速測量,我國的珠穆朗瑪峰高度測量,1973年41種國際物理常數測量,都是RMS,即1σ。這僅僅是一種國際常用的表示方法,不影響其權威性。至于涉及通常所說的可信不可信時,你把那個值乘5,不就是5σ了嘛,可信性就是四個9了。我給航天測量設備作測量與檢驗,一般都是取5σ(穩定性)。
-
你引的那個討論,我的意思是:不確定度,說是可信性,實際不是可信性,而就是準確度。我國的、美國的銫基準的所謂“不確定度”,實際都是準確度,因為他們都說是多少多少年差一秒。只有承認不確定度就是準確度,就是相對頻差,才能算出相對時差。
-
測量有兩大種類:基礎測量和統計測量。基礎測量的對象是常量與慢變化量,這時被測量是常量(或暫時常量),測量目的是認識量值,即求得真值。經典測量就是這種測量。基礎測量的條件是被測量的變化必須遠遠小于測量儀器的誤差。
另一類測量是統計測量,即快變量的測量。測量的目的是認識量值,特別是認識量值的變化性(分散性)。統計測量的條件是測量儀器的誤差必須遠遠小于被測量的變化。
-
在我工作二十多年的頻率測量計量工作中,標準的研制(小銫鐘、晶體頻標)、儀器研制(異值頻率比對器),航天測量設備的測量、各種頻率標準的計量、頻率測量儀器的計量,都要先弄清一個前提條件后才能進行工作。這個前提就是要干的事,是基礎測量還是統計測量,也就是必須清楚地知道測量手段與被測量的對象的性能指標,這樣才能知道測量的結果該算到誰的賬上。測量計量的關鍵是正確選用測量儀器。說得原則點,就是必須清楚對象與手段的關系。必須運用分割法。不確定度理論的最大問題是混淆。
-
由于沒完全看明白你帖中的含義,可能答非所問。有什么問題,請繼續說。
-
作者: 史錦順 時間: 2013-3-15 17:43
本帖最后由 史錦順 于 2013-3-15 17:48 編輯
測量結果必然包含誤差范圍
史錦順
-
測量得到的結果,就是測量結果。
測量結果必然包含測得值。這是當然的,測量得到了測得值,否則就不算測量。
測量結果還必然包含有誤差范圍。這一不可否認的事實,卻常常被忽略。特別要指出的是,被抹掉誤差范圍之后形成的空白,竟成了不確定度論攻擊的靶標。
-
不確定度論攻擊誤差理論說:“誤差等于測得值減真值,真值不知,誤差不能求”。多么振振有詞。其實,這是測量佯謬。根本不存在這個問題。原來,測量結果中必然包括有測量的誤差范圍。也就是說,并不需要進行“測得值減真值”的操作,測量者就知道了測量的誤差范圍。誤差范圍內,包含各種可能的誤差元,用誤差范圍來替代誤差元,這是冗余代換、保險的代換。
-
規矩灣錦苑先生多次強調說:進行了A測量,得到測得值M(A),要知道M(A)的準確性,必須進行準確度高一檔次的B測量,得到更準確的值M(B)。以M(B)為真值,才能進行M(A)減M(B)的操作,才能得知M(A)的誤差。
必須說明,這不是規矩灣先生的個人觀點,而是地道的不確定度論的說教。不確定度論正是以此來攻擊誤差理論,以此來為自己找立足點。是啊,測量者一般不可能進行更高檔次的測量,那你就不知道誤差;但可評定不確定度,那就請用不確定度評定吧。——反復的宣貫,騙過多少人!
-
但是,這是不符合實際情況的謊言。
原來,人類社會是有分工的整體。一個人用一臺測量儀器進行測量,是有其前提條件的,那就是此儀器在制造時已確定了它的誤差范圍,在計量時,又經過過了計量部門的公證。人們按需要選用測量儀器,是知道該測量儀器的誤差范圍的。不知道誤差范圍,就不敢用。在正確使用測量儀器(包括滿足儀器使用條件)的情況下,測量儀器的誤差范圍,就是測得值的誤差范圍,因此,人們在得知測得值的同時,就已經知道了測得值的誤差范圍。也就是說,用測量儀器進行測量,人們得到測量結果,此測量結果包含測得值與誤差范圍。
-
規矩灣先生強調進行兩檔測量,才能得知誤差。其實,其中的高檔測量,即不可能,也沒必要,是不確定度論思路導致的離奇的錯誤的想法。世界上沒有、也不可能有這樣的笨人去干這樣的傻事。因為,既然能進行高檔次的測量,有了更準確的測得值M(B),何必還要低檔次的測得值M(A),又何必去考慮M(A)的誤差。請注意,這里討論的是求被測量之值的測量;計量的事,由計量部門去管,不要攪合在這里。
-
那么,“不確定度評定”有什么值得考慮的新方法嗎?仔細研究一下便知,毫無新內容。A類評定在各種情況下都不能用,上次已說(本欄目《談談分散性》),不再重復。而B類評定,大量無用的廢話去掉后,可用的只有 “看說明書規格與計量證書”一條,而此條說的,正是已知的誤差范圍。不確定度論繞來繞去,還是回到誤差理論本已明確的原點。不確定度論只會制造麻煩,有什么用?誰信不確定度論,來,說出一條來,看老史怎樣駁斥。
-
作者: 方建國 時間: 2013-3-17 22:47
測量不確定度與真值無關
我個人理解,這里的真值應該是具體的數值。所以說測量不確定度與具體數值無關,與測量的影響因素有關。
作者: 規矩灣錦苑 時間: 2013-3-18 00:01
回復 50# 方建國
說得很對,“誤差”是測量結果與被測量之值(真值)的差,誤差才與測量結果及被測量真值大小有關。“不確定度”是個區域寬度,和區域的起點或對稱中心無關,和測量結果大小無關,和被測量真值的大小也無關,僅與構成測量過程的各種因素對測量過程的影響有關。
作者: 星空漫步 時間: 2013-3-18 08:06
回復 51# 規矩灣錦苑
抱歉!本人實在是無法接受你樓上的說辭!
如果你們大論特論的不確定度與人們夢寐以求、不斷追索的真值毫無關聯,并且只一個無根的區間的話,依我看那也就是屁大一點兒作用,照誤差理論比價值低多了!
無根的區間就好像池塘里的浮萍一樣,在短時間內,浮萍的大小不變,但其隨風、隨水流到處漂浮,假如版主所推崇的不確定度只關心浮萍的大小,并不想知道什么時候浮萍在哪里的話,我只好無語了!
作者: 規矩灣錦苑 時間: 2013-3-19 00:35
回復 52# 星空漫步
誤差和不確定度對于測量結果而言,具體說對于評價測量結果的品質好壞而言,它們是各自具有不同含義的兩個參數,都是重要的,無法厚此薄彼,說不上誰比誰的價值更高。正象都是評價東西多少的兩個具有不同含義的兩個參數,重量和體積無法比較哪一個更重要,它們都重要,就看你用在什么場合。
不過我覺得老兄關于水域和浮萍的比喻還是挺好的。測量結果好比是水域,可以是池塘,可以是湖泊,也可以是大海,不確定度好比是水域大小的可疑度。不確定度(浮萍)說的是水域(測量結果)可疑度范圍,被測量真值無論是池塘、湖泊、大海,被測量測量結果的可疑度評定出來也就浮萍這么大,浮萍可以在池塘水面隨風漂浮,也可以在大海水面隨風漂浮,浮萍大小和水域大小無關。
至于水域到底多大,那是誤差結合測量結果要解決的問題。真值=測量結果-誤差。要想知道被測量“真值”,知道了測量結果還必須知道誤差。要知道誤差就必須再進行一個測量過程,得到比給出的測量結果準確度等級更高的另一個測量結果,當作被測量約定真值(參考值)。而對于不確定度來說,得到了測量結果并掌握了與測量過程有關的信息,也就可以直接評估了,不需要再用更高準確度的測量方法再去測量求得真值,不需要去關心水域(真值)的真正大小,是湖泊還是大海,影響不了浮萍的大小。誤差告訴我們測得的水域比池塘或大海的真實水域大了還是小了,到底是差多少,不確定度告訴我們測得的水域可能并不值得相信,我們應該對給出的水域表示懷疑,懷疑的區域范圍就是浮萍那么大,這么大的可疑度是不是影響測量結果的使用風險,就用被測量的允差和不確定度相比較,滿足三分之一原則,這個測量結果可以被使用,否則這個測量結果是不可相信的,是不可使用的,如若使用很大程度上會產生誤判風險,應該要求測量人員更換測量方法重新測量,至于真值多大,誤差多大,不確定度這一關沒有過,都可以暫時不必考慮。
作者: 史錦順 時間: 2013-3-19 11:11
本帖最后由 史錦順 于 2013-3-19 11:18 編輯
測量理論不能與真值無關
史錦順-
教材說:“不確定度與真值無關”。樓主劉彥剛看出教材有問題,認為這樣說不妥。史錦順認為這個指責是有見識的,并指出:這不僅是教科書的錯誤,而且是不確定度論本身的錯誤。測量就是認識量值,就是要得知真值。由于測量不可能絕對完善,人們只能得到近似于真值的測得值,于是便必須知道測得值的近似程度。得知測得值又得知誤差范圍,才是得到了完全的測量結果。測量結果是以測得值為中心的、以誤差范圍為半寬的區間,區間內包含真值。測量目的是得到真值,實際結果是得到了一個包含有真值的區間。只要區間的半寬——誤差范圍足夠小,能滿足要求,那就可用測得值代替真值,也就是達到了測量的目的。
講究真值、講究測得值與真值偏離程度的誤差理論,能滿足人們的需要,是正確的理論;而否定真值的可知性、回避講測得值與真值關系的不確定度論是錯誤理論。
-
規矩灣錦苑先生認為:不確定度就是與真值無關。教材沒錯,不確定度理論更沒錯。我們考究一下,測量的性能的表征理論,能不能與真值無關,不確定度理論有沒有道理。
-
(一)不確定度論的信條
不確定度與真值無關,是GUM的說法。不確定度的引入,就是根據“真值不可知,誤差不能算,而可根據已掌握的信息評定不確定度”這個基本的信條。因此,相信不確定度論,就必須相信“真值不可知,誤差不能算”這個基本信條。這樣,不確定度與真值無關,是不確定度論基本信條的自然的引申。
-
(二)“與真值無關論”行不通
GUM 說真值的“真”字沒必要,應叫“量值”。那好,我們不叫真值,就叫量值。于是按不確定度論的意思,就得說“量值不可知”。這是不通的。因為,量是物質、物體、現象可定量確定的屬性;先說量是可確定的,再說量值是不可知的,矛盾了。
量值是測量表征的對象,說不確定度與真值無關,把真值叫量值,就得說不確定度與量值無關。與量值無關的量值表征理論,自然是無用的理論、錯誤的理論。說不確定度與量值無關,如果堅決貫徹下去,那就無路可走。-
-
(二)誤差范圍必定與真值相關
誤差理論中,測量儀器的指標給法,有一種叫引用誤差。引用誤差名義上是相對誤差,但實際上是絕對誤差。
例如某種電壓表的準確度等級是0.5級,詳細寫出來是誤差范圍是0.5%FS,FS是滿刻度值,就是量程的最大值。具體的一臺電壓表,一定有量程的上限,就是知道FS。例如量程為100伏的電壓表,其誤差范圍就是0.5伏。
表面看來,這0.5伏似乎與真值無關,但實際上是有關的。0.5伏這個誤差范圍,是該表該量程內任何測量點的測得值與真值相差的可能值的范圍。因此,表面上似乎與具體測量點的真值無關的誤差范圍,是同測量點的真值密切相關的。不與真值相關的量,在測量中沒有用處。
-
(三)不確定度離開真值,步入歧途
歧途1 不確定度是可信性。這是似是而非的說法。GUM這樣說,VIM卻不用。測量者、計量者把可信性當做必備量(如99%等),誰也不會把可信性當做表征量。
說測量的不確定度還可以懵一陣,一代換就不行。說銫基準的不確定度是2E-15,人家可以理解那就是相對頻差的范圍是2E-15.但一換成可信性,馬上露餡。說可信性是2E-15,就等于說可信性是
99.9999999999998%
這是不著邊的大話、玄話,絕對不可能有這樣的可信性。
-
(轉下頁)
作者: 史錦順 時間: 2013-3-19 11:19
本帖最后由 史錦順 于 2013-3-19 11:24 編輯
接 54# 史錦順 文
-
歧途2 不確定度是量值的分散性。GUM說真值就是量值,那就是說不確定度就是真值的分散性。先不說“真值的分散性”通不通,這里用上“量值”了,也就是用上真值了,就不是與真值無關了。 我們曾指出:1真值分散性的說法不通;2只講分散性不講偏離性是舍本求末。因而不確定度論的這個定義不對,不能實際應用。用必出錯。例如,有人用A類評定來確定測量儀器的性能,僅能得到儀器的隨機變化特性,而忽略了儀器的偏差情況。“分散性”是誤導。
-
(四)不確定度論,回頭是岸
不確定度論的出發點是拋開真值,另辟蹊徑。可惜,離開真值就什么都說不清楚。轉來轉去,真值無論如何也拋不開,到頭來,還得回到那個自己堅決否定的原點——還是得用真值。
VIM3 2008年開始說:不確定度是包含真值區間的半寬。這是通的,是對的,但這就是誤差范圍。否定真值——又用真值;說誤差不可知——又說真值包含在區間內;說誤差不能算——又說我等于誤差范圍。真是奇怪的邏輯。
如果是人,甲反對乙的觀點,15年后甲變成乙的觀點,甲知錯已改,二人達成一致,我們可以說,甲雖曾出錯,改了就好。但學術理論不行;乙理論早就有,甲理論反對乙理論15年,到頭來又說甲與乙相同,那甲就只能廢棄。
1993年被承認的不確定度理論,以“真值不可知”為立足點;到2008年,不確定度的含義又明確地用真值概念,這明明是否定了不確定度論出世時的前提。你若是“包含真值區間的半寬”,本來早就有誤差范圍,那還要你干啥?
中國計量科學研究院的馬鳳鳴(時頻學會顧問)先生,1995年就說:“搞不確定度是國際計量委員會的委員們吃飽撐的”(全國時頻計量學習班講課)。歷史證明,馬先生話雖尖刻,但卻是真知灼見。不確定度論已自己退回到原點。——原來不確定度就是誤差范圍;不確定度論,正在自行消亡。
-
(五)兩項指標說不成立
當今國際學術界的爭論是誤差理論與不確定度理論孰是孰非,觀點對立而相反;但有一點是相同的,那就是必須二取一,也就是分辨二者的優劣,最后取優棄劣。也就是要淘汰一個。
國際計量界的一派,以美國的NIST為代表,極力推行不確定度論。第一,大力攻擊誤差理論,三大論點是:真值不可知、誤差不能算、準確度不定量;第二,在國際性規范中篡改誤差概念;第三,在VIM第三版的試版即2004版中,把所有誤差理論的概念通通移入附錄中,不在正文中留一點地位,顯示出即將淘汰誤差理論的意向。后,由于中國NIM等的強烈反對,2008版2012版又恢復了誤差理論概念寫在正文中的地位。另一個重大變化是,從說“真值不可知”變到在某些條件下真值可知或真值已知。當然,總的來,沒改變“真值不可知”的基本立場,以及“揚不確定度論抑誤差理論”的總傾向。
-
在本網學術討論中,規矩灣錦苑先生,提出兩個參數說,認為誤差理論與不確定度理論都正確,是互補關系。倘如此,人們也不必爭論了,真好。但這不是事實。實際上只有一個參數,兩個參數說不成立。
測量計量的所有問題,誤差理論都可以解決。就是說,誤差理論足夠了,而不確定度論沒帶來任何可用的新東西。不確定度論沒有任何實際用途。那些所謂不確定度評定都是瞎折騰,或者評錯,或者是對誤差理論的處理結果的重復,實在是沒有一點益處。不信,咱們就一個一個舉實例。老史這里說一句大話:你任意找一個不確定度評定的樣板,老史都可以說出其或錯誤之處或重復之處,而沒有任何一點是誤差理論所不能解決的。不信,你就試試。三天之內老史必定答復。
-
作者: 規矩灣錦苑 時間: 2013-3-20 00:33
要說誤差和真值之間的關系,我贊同史老師的觀點,贊成測量的目的是了解被測對象的“真值”,“測量理論不能與真值無關”,凡是測量就必有誤差,誤差離不開真值。因此,我認為不管是持什么觀點的人,大家是沒有絲毫分歧的,離開了真值也就不存在誤差,不存在誤差范圍,不存在誤差理論。
但是我認為把誤差、誤差范圍與不確定度畫等號肯定是錯誤觀點,誤差和不確定度是兩個完全不同的概念,不確定度絕不是誤差,因此用解釋誤差的理論去解釋不確定度肯定是解釋不通的。我的確認為誤差理論與不確定度理論都正確,是互補關系。正因為如此,我認為人們應該搞清楚兩個術語的根本區別,搞清楚各自應用的場合,只要不把兩個術語相混淆就不會產生爭論。
說“不確定度與真值無關”其真實意圖是“不確定度與真值的大小無關”,不確定度是“真值”可能存在的那個區域的“寬度”,那個寬度描述了真值的分散性,并不描述真值的大小,因此并不是不確定度完全脫離了真值,簡單的說與真值無關會令人產生誤解。我認為應該理解“不確定度與真值無關”這句話的真實意圖,而不必抓住其描述方法的不完整不放。當然我也認為這句話還是說完全為好,不要為了省略一兩個字而使人們誤解所說的話的本意,但另一方面也不能因為一兩個字的省略而可能產生的誤解,因此而否定不確定度理論的正確性。
作者: lcatei 時間: 2013-3-20 01:18
"不確定度是“真值”可能存在的那個區域的“寬度”,那個寬度描述了真值的分散性,并不描述真值的大小,因此并不是不確定度完全脫離了真值," 這句話應該有誤的。就測量而言,真值一定在這寬度之間,真值應該沒有寬度的話,在某種條件下,真值是唯一的。
正如前面所說,測量的目的,一定是想獲取真值。而不確定度則是描述測量系統對真值獲得的能力。
真值就數值而言,具有條件性,于是在實際操作中,用的都是約定真值,量值傳遞實際上應該就是這個約定真值吧。
誤差是與真值比,或許可以理解為是一個數值是真值(約定真值)的比較,用平均也好,用最大也好。
而用不確定度,則是給出一個范圍,并包括了概率的因素。
呵呵,說實話,沒好好學過不確定度和誤差理論,只是看了大家的爭吵,亂講一通。可以批,但不許罵哈。
作者: 史錦順 時間: 2013-3-20 07:24
回復 56# 規矩灣錦苑
1 與不確定度論的分歧是本質的、原則的、實踐的、全方位的分歧,絕不是名稱叫法或幾個字的分歧。
2 講真值,指的就是真值的大小;講測得值,指的就是測得值的大小。沒有 沒有大小的真值;也沒有 沒有大小的測得值。
3 先生的誤區正是常常去區別沒有區別的名稱,從而陷入莫名其妙的想象之中,并進而妨礙了先生對問題本質的把握。比如把測量儀器的允差,與測量儀器的性能硬給區分開,——本來,測量儀器的指標,在檢定中稱允許誤差,因為著眼點是儀器是否合格,是允許不允許的問題;在測量時,測量儀器的指標,就是測量儀器的性能,是人選用的依據,而且在正確使用儀器(包括滿足儀器的使用條件)的情況下,測量儀器的指標,就是測得值的誤差范圍。難道不是嗎?
4 先生的一個重大的誤區是把誤差與誤差范圍絕對地區分開,不注意有誤差必有誤差范圍這個必然的聯系;這導致先生不能理解已知誤差范圍必然知道可能的誤差元這個誤差理論的基本點,所以才搞那不可能的、不必要的更高檔的測量。甚至還說出基準不可能有準確度那種不知天高地厚的狂話。我對此話十分反感,因為此話不僅否定了基準,而且否定了一切計量與測量,因為基準的準確度是一切計量測量的根本的依據。
作者: 史錦順 時間: 2013-3-20 07:27
本帖最后由 史錦順 于 2013-3-20 07:31 編輯
區間必須定位
史錦順-
規矩灣錦苑先生說:不確定度是區間的半寬,此區間無特定位置,也就是說區間與測得值大小無關,與真值大小無關。
這個觀念是不確定度論錯誤思路影響下的錯誤觀念。討論測量計量問題,回避不了真值,更回避不了測得值。沒有測得值,就不是測量,沒有真值就沒有被測量。說測得值,就是說測得值的大小;說真值,就是說真值的大小。
誤差是測得值與真值的差距。一根繩連著人和狗。真值比做人,測得值比做狗,狗與人的距離是誤差,繩子的長度就是誤差范圍。人與狗都在一條窄道上,左右都是泥潭,人與狗就只能一前一后,或立或行,或相距較近,或相距較遠;但最遠距離不能超過繩長。以繩長為半寬的區間,就是人狗距離的區間。這個區間,離不開人,也離不開狗。也就是說誤差范圍的區間,離不開測得值,也離不開真值。
-
0.5級的電壓表,誤差范圍是0.5%FS, 一臺量程為100伏的0.5級電壓表,誤差范圍是0.5伏,對量程內任何點都有效。但這可不能說誤差范圍與真值大小無關,因為誤差范圍就是測得值減真值的差值的絕對值的最大可能值,誤差范圍是不能脫離真值而單獨存在的。當然,也不能脫離測得值。沒有測得值,也就沒有誤差范圍。
計量時,是考核這臺電壓表的實際性能。用此電壓表測量電壓標準。設電壓標準自身的誤差范圍可略,測量標準的幾個輸出電壓,設其值為VBi,合格電壓表的示值的區間為:
[(VBi-0.5伏), (VBi+0.5伏)] (1)
標準的值視為真值,(1)是以真值為中心的測得值的區間。測得值都在區間中,則儀器合格,有測得值落在區間外,則儀器不合格。
測量時,用的儀器是經過計量的儀器,因而誤差范圍是已知的。用上述電壓表測量被測量,測得值是Vm,則測量結果就是:
V = Vm±0.5伏 (2)
區間是
[(Vm-0.5伏),(Vm+0.5伏)] (3)
(3)是被測量的真值的區間。若測得值是86.4伏,則被測電壓的真值可能小,但不小于85.9伏;被測電壓的真值可能大,但大不過86.9伏。
-
上例說明,成功的測量理論,區間必須包含真值與測得值。不確定度論提出時,只著眼于測得值,而拋開真值,怎么弄也不行。
說是可信性,你脫離真值,有什么可信性?
分散性,是可以構成區間的。但不能表達測量的最重要的問題,即測得值對真值的偏離性。
-
擴展不確定度U,我們暫不談評定的合理性,就不確定度理論本身,U也必須與測得值M結合才有用。必須寫成:
L=M±U (4)
也就是:
[(M-U),(M+U)] (5)
區間(5)明明以測得值M為中心,怎能說區間不定位?
VIM3 進一步說不確定度是包含真值的區間的半寬。區間既已包含真值,區間必然是定位的,而不可能隨意游動或漂浮。
區間必然或包括測得值,或包括真值,或既包括測得值也包括真值,也就是說區間必須定位。無定位的區間與測量理論無關。
總之測量理論的區間,必須定位。
-
作者: 星空漫步 時間: 2013-3-20 07:57
51樓和56樓前后言辭自相矛盾!
前面還信誓旦旦地說不確定度與真值無關呢,到后來又拐彎抹角地說:“并不是不確定度完全脫離了真值”,
此等狡辯沒有什么正面意義。
既然你們都認為真值不可知,那還有什么脫離不脫離的,脫離誰呀?難道要脫離一個根本不存在的東西?
如果連脫離對象都是不存在的,又何來脫離不脫離之說呢?
不才很贊同史老的觀點,不確定度理論核心擯棄真值,否認真值的客觀存在與價值,是其根本的硬傷。
試問不確定度評定的對象是啥?一個脫離了評定對象的寬度指標還會有什么存在價值或更大的實際意義嗎?
作者: 規矩灣錦苑 時間: 2013-3-21 00:05
本帖最后由 規矩灣錦苑 于 2013-3-21 00:07 編輯
我非常贊同史老師講述的道理,但是所說的道理都是關于誤差理論的道理,這些道理一點都不錯。問題是史老師把不確定度和誤差劃了等號,用誤差理論去解釋不確定度,這就必然會造成得到錯誤的結論,正象用光的波動說去解釋光的粒子特性當然也就會得出粒子說的錯誤的結論。
1.與真值有關無關問題
我再重復一遍:教材所謂“不確定度與真值無關”是指“不確定度與真值的大小無關”,并不是與真值一點關系都沒有,因為不確定度本身就是真值可能處于的區間寬度。也正因為不確定度是真值可能處于的區間寬度(是分散性的寬度),強調的是“區間寬度”,并不是區間的起點、終點或者對稱中心,所以不確定度與真值大小無關。
誤差是測量結果與參考值(約定真值)之差,講計量結果和真值當然必須講大小,因此誤差才是與真值的大小密切相關參數。前面說了不確定度卻是與真值大小無關的參數。
2.真值可知還是只能趨近而不可得到問題
咱們用反推法,你作為一個測量者已知被測量真值,你給出檢測報告時是不是必將真值作為測量結果給出?測量結果必等于真值。那么根據誤差是測量結果與真值之差定義,是不是就意味著誤差是不存在的,誤差不存在何來“誤差理論”?誤差理論的存在基礎是“只要是測量,誤差就無處不在”,既然兩位量友認為真值可知,難道真值可以不通過測量就可獲得?
3.不確定度和誤差描述的對象問題
不確定度是測量結果的屬性,定量反映測量結果的可疑度,即反映測量結果的可信性“寬度”。誤差也是測量結果的屬性,定量反映了測量結果的準確性,即反映了測量結果偏離(約定)真值多遠。因此,不確定度和誤差都是定量評價測量結果這個特殊產品的產品質量的參數,只不過一個是反映可信性,另一個反映準確性,一個質量參數好并不能斷定質量一定高,兩個參數都好才是高質量的測量結果。這就像一臺彩電的質量有影像質量參數,也有音響質量參數,音響質量和影像質量都好才是好電視。這就是不確定度的實際意義。
4.誤差、誤差范圍、不確定度是不是必須定位
被測量測量結果和真值的特點都是“一個量值”,因此必須在數軸上有一個具體的“點”,在數軸上“必須定位”。誤差是一個值減去另一個值,仍然還是一個值,在數軸上也是一個點,也“必須定位”。誤差范圍是從一個值到一個值,是一個“區域”,“值”是定位的,因此區域是“必須定位”的,誤差范圍也“必須定位”。不確定度是一個值(真值)可能存在的區間寬度,是一個“寬度”,不確定度既不是一個“值”,也不是一個“區間”,而是一個區間的寬度,因此何談“必須定位”?
5.計量要求和計量特性是一回事嗎
史老師批評我“把誤差與誤差范圍絕對地區分開”,其實我并沒有“絕對”分開,誤差范圍既然使用了“誤差”和“范圍”兩個術語組合成一個術語,包含有“誤差”的成分,當然就不可避免地與誤差有“必然的聯系”。可是誤差范圍和誤差畢竟是兩個術語,也就決定了它們必然是兩回事。誤差是一個值與另一個值的差,仍然是一個值。誤差范圍是誤差從多大到多大,是一個區間。以測量設備為例,誤差范圍是測量設備制造廠或者國家標準、計量法規的要求,早就被我們“已知”,因此稱為計量要求,被稱為示值誤差最大允許值限定的區間。誤差是兩個值的差,一個是測量設備顯示值,另一個是計量標準提供的值,兩個值進行比較就是計量檢定或計量校準,因此誤差預先是不知的,必須通過測量(檢定和校準屬于測量活動的一種)才能得到。一個是提出來的要求,另一個是測量出來的具體特性,計量要求是一個區間適用于所有該種測量設備,計量特性是一個值適用于一個具體的測量設備,二者怎么會是一回事呢?
作者: 規矩灣錦苑 時間: 2013-3-21 00:40
回復 57# lcatei
1.應該說“就測量而言,真值一定在這區域之間”,而不是在這個“寬度”之間。前面我說過“區域”是定位的也具有寬度,但是僅僅講“寬度”時,在任何位置都有這個寬度,寬度是不定位的。不確定度并不是講“區域”,只講區域的“寬度”,因此不確定度并不定位,所以與真值的大小無關。
2.贊成你的“測量的目的,一定是想獲取真值。而不確定度則是描述測量系統對真值獲得的能力”這個觀點,因此不確定度不是獲得真值的手段,是描述用我們的測量方案去獲得被測量真值的能力有多大,也就是我常說的獲得的測量結果當被測量值的可疑度有多大,不是描述測量結果的準確性有多高。
3.贊同你的“真值就數值而言,具有條件性,于是在實際操作中,用的都是約定真值”觀點,所謂“條件性”就是大家“約定”的條件。因此,“量值傳遞實際上應該就是這個約定真值”(標準器的輸出值約定為真值)去和被檢測量設備的顯示值(相當于測量設備讀得的測量結果)比較,測量結果減去約定真值必然得到誤差,這就是我們所說的“示值誤差”。
4.誤差的確是測量結果與真值相比較,可以理解為與約定真值的比較。用平均值當真值也好,用更高準確度的測量結果當真值也好,都是客戶、法規或者我們大家共同的“約定”。而用不確定度給出的是一個范圍的“寬度”,不是“一個范圍”,并不是真值可能存在的范圍。因此不確定度和真值大小無關,只是被測量真值可能存在的那個范圍的“寬度”。
作者: lcatei 時間: 2013-3-23 11:11
也許這樣理解更好,“不確定度的獲取跟真值沒有直接的關系”,但它的獲得卻與真值的實測值,以及后其的評估方法有關。而這個區域的寬度應該是有針對性的,針對的某一真值或約定真值而言的
作者: 規矩灣錦苑 時間: 2013-3-23 22:14
回復 63# lcatei
同意你的觀點:“不確定度的獲取跟真值沒有直接的關系”,但它的獲得卻與真值的實測值,以及其后的評估方法有關。而這個區域的寬度應該是有針對性的,是針對某一被測量的真值而言的。我再補充一句:不確定度就是用被測量真值可能處于的區域寬度(半寬)來描述該被測量測量結果的可疑度大小的參數。
為什么一定要用真值“可能處于”的區域寬度描述呢?正是因為測量誤差的無處不在而被測量真值無法準確獲得,人們只能憑所掌握的測量過程組成因素信息來評估真值大概存在于多大的區域寬度內(注意:不是大概存在于什么區域,而是大概存在的區域的寬度)。
作者: 水皮 時間: 2018-8-15 16:11
說無關,并不是撇開二者的聯系,而是二者可以完全分開,也可相互配合。如你所說,測量不確定度賦予測量值的分散性。就跟基本尺寸和公差一樣。其真值在基本尺寸+公差范圍內波動,他可特指某一件物體,若將其分開,基本尺寸則只能作為參考,公差則表示波動范圍。他則可泛指一類事物。所以說真值和不確定度讓他有關系就得談具體事物。讓他沒關系也可啊。
作者: zonghuazhang 時間: 2018-8-22 10:23
淺談自己一點想法:
1、理論科學和實驗科學中的值。理論科學中的值是一個點值,是沒有范圍的;實驗科學中的值在某一準確度等級及更低等級一下是點值、而在更高一級準確度等級下是一個范圍值。測量或計量是實驗科學,其值都是在某一準確度等級及更低等級一下是點值,而在更高準確度等級下是一個范圍值;
2、誤差理論中的真值在某一準確度等級及更低等級一下是存在的,但在而在更高準確度等級下是不確定的,它存在于一個范圍之中;
3、誤差理論是統一準確度等級下討論問題,不確定理論是用更高級的準確度來討論低級準確度的問題。因此,各自使用的范圍不同,現階段強行統一有困難。
不成熟的陋見,請各位專家斧正。
作者: zonghuazhang 時間: 2018-8-22 10:25
3.筆誤:“同一“”誤寫為“統一“”
作者: zonghuazhang 時間: 2018-8-22 10:44
我們談論任何問題都是在一定的條件下和一定的準確度下進行的,我們不可能也沒必要說每句話都要指出所言事物所處的條件,也沒必要指明所言之事的精細程度,都是在大家默認的情況下展開討論,所言之事是不存在模糊和不可知的(真值存在且唯一),說得不準就是不準(誤差)。但再較真的話(提高準確度等級),這些事可能就不準確了。但有的時候我們需要知道所言之事的準確程度(例如刑事案件對于時間,就不能再以上午、下午言之,需要給出較準確時間例如幾點幾分),這時候就需要在更高準確度的環境下討論問題,這時候,先前所言之事就都變成大概的描述了(真值無法確定了,只存在于一個范圍內),也需要給出描述的可信程度的評估了(不確定度評定)。
作者: laohu110 時間: 2018-8-22 11:51
這個我和你的理解差不多。
所以可以沒節操的測量出:
xx身高3米,U=1.5米;
姚明身高1.5米,U=1米。
作者: 規矩灣錦苑 時間: 2018-8-22 22:22
呵呵,盡管你的例子太夸張,但確實說明了誤差和不確定度的本質區別。
姚明身高2.26m,測得值1.5m說明了測量誤差-0.76m。但一般來說,人們對身高的測量允差不超過±0.01m,控制限T=0.02m,按三分之一原則測量方法的不確定度應該是0.02m/3=0.007m。現在已知測量方法的不確定度為U=1m或U=1.5m,>>0.007m!因此U=1m或U=1.5m兩種測量方法用于人的身高測量,測量結果都是天方夜譚,極不可信的。所以,身高3米和1.5米的測量結果都不可采信。
還是那句話,不確定度是用來評判測量方法或測量結果可信性的,誤差是用來評判測量方法或測量結果準確性的,可信性是用來判定測量結果是否可以采信,用于判定被測量是否合格的前提條件。只有用不確定度判定測量方法或測量結果可信以后,才可以用該測得值與被測量的允差相比較,判定被測量是否合格,否則,無論測量結果有多準確都應該廢棄,必須更換測量方法重新測量。
歡迎光臨 計量論壇 (http://www.bkd208.com/) |
Powered by Discuz! X3.4 |
主站蜘蛛池模板:
97超碰精品成人国产|
久久这里只精品国产免费10|
午夜性福利视频|
老师你好电影高清完整版在线观看|
日本欧美视频在线观看|
国产一区二区三区在线看片|
一本久到久久亚洲综合|
波多野结衣两部黑人mp4|
国产福利专区精品视频|
久久久精品人妻一区二区三区|
经典国产一级毛片|
国模吧双双大尺度炮交gogo|
亚洲а∨天堂久久精品|
蜜臀av性久久久久蜜臀aⅴ麻豆|
幸福宝隐藏入口最新章节免费阅读小说|
你懂的视频网站|
aⅴ免费在线观看|
无翼乌口工全彩无遮挡里|
免费va在线观看|
91freevideos精品|
日本高清黄色电影|
免费大黄网站在线看|
亚洲资源最新版在线观看|
日日噜狠狠噜天天噜AV|
人善交另类欧美重口另类|
四虎在线成人免费网站|
成年性羞羞视频免费观看无限|
亚洲精品国产首次亮相|
风间由美性色一区二区三区|
尹人久久久香蕉精品|
亚洲中文字幕无码专区|
舌头伸进去里面吃小豆豆|
国内精品在线播放|
久久久久亚洲精品天堂|
琪琪女色窝窝777777|
国产成人爱片免费观看视频|
一个人看的片免费高清大全|
欧洲精品99毛片免费高清观看|
啊轻点灬大巴太粗太长视频|
69av免费观看|
成人网站在线进入爽爽爽|