計量論壇

標題: 若相對頻差不確定度求不出來改求絕對頻差不確定度可行嗎 [打印本頁]

作者: pennym 時間: 2015-6-24 10:31
標題: 若相對頻差不確定度求不出來改求絕對頻差不確定度可行嗎
因為書上說頻率標準評定測量結(jié)果不確定度只求準確度的不確定度就可以了，準確度公式為相對頻偏（fx-f0）/f0。又根據(jù)測量原理得到：（fx-f0）/f0約等于（fx-fr）/f0，所以建立數(shù)學模型Y=（fx-fr）/f0*&1*&2，其中fx為被測頻標平均頻率，fr為參考頻標平均頻率，f0為頻標值，&1為頻標比對器引入誤差的修正因子，&2為測量重復性引入誤差的修正因子。

問題是：1）這樣建模對不對？
            2）因為原始數(shù)據(jù)就是相對頻偏，fx、fr以及&1、&2的具體值無法得到，所以造成靈敏系數(shù)也無法得到。能不能轉(zhuǎn)而以絕對頻偏建立數(shù)學模型即Y=fx-fr呢？
            3）或者相對頻偏的數(shù)學模型變?yōu)閅=（fx-fr）/f0+&1+&2可行嗎？

               還是不確定度評定的小白啊，求教！

作者: 史錦順 時間: 2015-6-24 15:26
本帖最后由史錦順于 2015-6-24 15:30 編輯

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（一）摘抄
   請看權(quán)威著作：計量檢測人員培訓教材第11分冊——
   馬鳳鳴編著《時間頻率計量》第八章時間頻率校準時的不確定度  163頁
   校準結(jié)果可寫成：
   頻率偏差：1.23×10^-10
   不確定度：U=0.12×10^-10
   以上是正規(guī)的不確定度的評定與表示，校準人員應(yīng)該掌握。如果用戶不強要求確切的偏差（幾乎所有用戶都如此），但要求給出頻率值的不確定度，則可按檢定規(guī)程算出頻率準確度，然后用準確度給出不確定度。如上例：被測頻率的準確度為
            A=（取整|1.23|+1）×10^-10+1×10^-11≈2.1×10^-10≈2×10^-10
   如果該頻標有多個輸出：1MHz，5MHz,10MHz，在校準證書中可以這樣給：
            頻率輸出值：1MHz，5MHz，10MHz
            不確定度：U=2×10^-10  （k=2）
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（二）書評
      按馬先生的說法，同一臺儀器送檢，國家計量院給開出的證書，不確定度居然有兩種可能：一種是“正規(guī)的”，一種是“幾乎所有用戶都如此”，二者相差一個量級，而又沒有任何明確的標志，都叫不確定度，都記為U。那樣，讓用戶怎樣理解？這不是制造亂象嗎？一向以嚴格著稱的馬鳳鳴先生，怎么這樣教導他的下屬與讀者？我不認為他是故意給不確定度論抹黑。因為我不相信他“壞”；只是有些“貳”，一旦與不確定度沾邊，再清醒的頭腦，也難免犯糊涂，他馬先生也不例外。
   國家級教材如此，國家計量院如此，基層對不確定度的理解與應(yīng)用，能不亂嗎？
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（三）答復pennym先生
   上次你問關(guān)于銣頻標的不確定度評定問題，幾個人都說你給出的信息太少，沒法議論。你又問，還是不說背景，到底你評什么的不確定度？評定的目的是什么？
   有人認為你是評定用銣頻標進行檢定的不確定度；我則認為你是評定銣頻標本身的不確定度。這個前提不說明白，沒法往下討論。我僅僅根據(jù)估計，談幾點意見。
   初學者，第一步該是模仿。全世界的不確定度評定，不是模仿的，極少。我估計，百分之九十九都是模仿，真正自己獨立創(chuàng)新、給出模型者，百分之一都達不到。因為創(chuàng)新，好說難做。你的模型中包含有&1、&2兩個因子，“新”是新，但錯了。說：“&1為頻標比對器引入誤差的修正因子，&2為測量重復性引入誤差的修正因子”，是錯話，是行不通的。比對器引入的誤差，是隨機誤差，沒有系統(tǒng)誤差；重復性誤差也是隨機誤差，也沒有系統(tǒng)誤差。能修正的是系統(tǒng)誤差。這兩項都沒有系統(tǒng)誤差，你修正什么？不能修正，就不該有修正因子。乘除變加減，毫無意義。寫成相乘形式，&1、&2都必然是1；寫成相加形式，&1、&2都必然是零。加上0或乘上1，都毫無意義。
   在模型中不該有不起作用的量。規(guī)矩灣錦苑先生說“這種做法無可非議”，是一種書呆子見解。見著公式就找量；而不管公式對不對。本來沒有可修正的系統(tǒng)誤差，到哪兒去找那個量?
   相對誤差與絕對誤差的表達形式，在計量領(lǐng)域中，本來是一致的。因為計量的相對誤差是小于5%的小量，Δ/(1+Δ)= Δ(1-Δ^2)≈Δ,所以(Yx-Yr)/Yr式中的分母要看作是常量，可用Yo代替。這就避免了對分母取微分。當今的不確定度評定，都是評定Yx-Yr,評完之后，除以Yo或Yx或Yr皆可，即得相對值形式的不確定度。
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作者: pennym 時間: 2015-6-24 15:52

史錦順發(fā)表于 2015-6-24 15:26
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（一）摘抄
請看權(quán)威著作：計量檢測人員培訓教材第11分冊——

我已經(jīng)看到馬鳳鳴先生《時間頻率計量》的書了，可好像還是沒解決我的問題。首先，我問的是用銣頻標進行檢定的不確定度，原先沒說明白，不好意思。可是馬鳳鳴先生關(guān)于相對頻偏不確定度評定的例子，好像是校準被測頻標，然后評定被測頻標不確定度？不知道我理解的對不對。
因為整個銣原子頻標系統(tǒng)（包括銣原子頻率標準、頻標比對器、射頻開關(guān)、計算機軟件）給出的原始數(shù)據(jù)都是相對頻偏，fx、fr這些都無法測得，所以我只在不知道怎么去計算靈敏系數(shù)了。到底該怎么辦呢？是不是要修改數(shù)學模型呢？求教。

作者: pennym 時間: 2015-6-24 16:06
所以數(shù)學模型改為絕對頻偏是可行的，是嗎？

作者: 史錦順 時間: 2015-6-24 18:39
本帖最后由史錦順于 2015-6-24 19:01 編輯

pennym 發(fā)表于 2015-6-24 16:06
所以數(shù)學模型改為絕對頻偏是可行的，是嗎？

     不僅可行，而且應(yīng)當。你可看一下中國與外國的不確定度評定，都是對絕對偏差進行評定。因為相對偏差的分母的微小變化，不影響評定結(jié)果。你的主帖的題目欠妥。能求絕對頻差不確定度就能求相對頻差不確定度，二者是一致的，有一個，必有第二個。
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   我這里是就問題答問題。我認為現(xiàn)在的不確定度評定模型、評定方式都是錯誤的。本來，計量的誤差與被測量的性能無關(guān)。現(xiàn)在的不確定度評定，要求對被測量fx求微分，于是造成對被檢儀器性能的重計。
   用銣頻標進行檢定，計量的誤差由銣頻標的誤差與比對器的誤差構(gòu)成。把銣頻標的誤差范圍加上比對器的誤差范圍，就是檢定的誤差范圍。
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   如果被檢儀器有較大的系統(tǒng)誤差，需要修正（這就是目前多數(shù)人理解的校準），那就要：（1）給出系統(tǒng)誤差值；（2）給出確定此系統(tǒng)誤差時的誤差。人們所稱的校準不確定度，大致就是這第（2）項。（2）項包括：標準的誤差（加上附屬儀器比對器的誤差）、測量的重復性（隨機誤差）、被檢儀器的分辨力。只有在確定系統(tǒng)誤差時的誤差（或稱校準不確定度）比系統(tǒng)誤差的絕對值小得較多時，才值得修正；否則不必修正。如果不修正，那個確定系統(tǒng)誤差的誤差（即校準不確定度）就沒有用場，不應(yīng)該再表達出。馬鳳鳴書中已說明。

作者: 規(guī)矩灣錦苑 時間: 2015-6-24 19:39

pennym 發(fā)表于 2015-6-24 16:06
所以數(shù)學模型改為絕對頻偏是可行的，是嗎？

　　評定測量不確定度一定要搞清楚輸出量是什么，因為我們評定的目標就是輸出量測量結(jié)果的不確定度。輸出量就是待測的量，待測量就是顧客或標準/規(guī)范要求檢測的量。標準/規(guī)范要求檢測的量是準確度（性），是相對頻偏(fx-f0)/f0，你就應(yīng)該評定相對頻偏測量結(jié)果的不確定度，而不能評定絕對頻差不確定度，如果你真的評定了絕對頻差不確定度，也必須轉(zhuǎn)換為相對頻差不確定度，因為標準/規(guī)范要求的是相對頻差校準結(jié)果，相對頻偏才是待測量，才是輸出量。進行不確定度評定就和解一道數(shù)學題一樣，是非常嚴謹?shù)模瑔柺裁淳鸵鹗裁矗荒芩鸱撬鶈枴?hr noshade size="2" width="100%" color="#808080"> 作者: 規(guī)矩灣錦苑 時間: 2015-6-24 20:07

pennym 發(fā)表于 2015-6-24 15:52
我已經(jīng)看到馬鳳鳴先生《時間頻率計量》的書了，可好像還是沒解決我的問題。首先，我問的是用銣頻標進行檢 ...

　　建立正確的測量模型就是確定不確定度評定的目標，測量模型建立錯誤，不確定度評定也就隨之錯誤連篇。
　　測量模型可分為透明箱模型和黑箱模型兩大類，其中黑箱模型的形式又有兩種，“測得值＋修正值”的形式和“測得值×線脹系數(shù)”的形式。用于不確定度評定的測量模型必須是推導到不能再推導為止，標準/規(guī)范給出的測量模型是y＝(fx-f0)/f0，你推導出的測量模型是y=&1·&2·(fx-fr)/f0，這個模型就屬于“測得值×線脹系數(shù)”形式的黑箱模型，一般局外人無法對你的測量模型挑刺。但為什么會推導到這樣，作為正式的不確定度評定報告，在進行不確定度評定之前一定要把你的測量模型不同于標準/規(guī)范給出的模型的來源交待得明明白白，你必須給出測量模型詳細推導過程，否則接受不確定度評定報告的“顧客”無法相信你的評定結(jié)果。

作者: pennym 時間: 2015-6-24 21:52

規(guī)矩灣錦苑發(fā)表于 2015-6-24 20:07
　　建立正確的測量模型就是確定不確定度評定的目標，測量模型建立錯誤，不確定度評定也就隨之錯誤連篇。 ...

標準、規(guī)范也有測量模型嗎？在哪里能看到？

作者: 規(guī)矩灣錦苑 時間: 2015-6-24 22:42

pennym 發(fā)表于 2015-6-24 21:52
標準、規(guī)范也有測量模型嗎？在哪里能看到？

　　多數(shù)作業(yè)指導書、檢驗規(guī)范、試驗規(guī)范、化驗規(guī)范、校準規(guī)范、檢定規(guī)程等都給出了被檢對象的檢測結(jié)果計算公式，這個計算公式就是告訴了我們輸出量的測量模型。但有時候給出的測量模型并不是最終的，需要我們進一步推導。
　　所以，我認為你說的y＝(fx-f0)/f0應(yīng)該是標準/規(guī)范給出的測量模型，y=&1·&2·(fx-fr)/f0應(yīng)該是你進一步推導的測量模型。例如，國家標準規(guī)定某型號水泥試塊抗壓強度不得小于30MPa，輸出量壓強與壓力和受壓截面積的關(guān)系（測量模型）是：P＝F/S。可是，我們并不測量截面積S，而是用卡尺測量立方體試塊邊長a計算出S，因此在不確定度評定前，我們必須將標準給出的測量模型推導為P＝F·a^(-2)。從測量模型可以看出，我們評定的是輸出量P的不確定度，但必須分別評估兩個輸入量F和a引入的標準不確定度分量。

作者: skywjp 時間: 2015-6-27 17:42
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