計(jì)量論壇

標(biāo)題: 微信公眾號開門篇：葉老師給您解析不一樣的測量 [打印本頁]

作者: yeses 時(shí)間: 2021-3-22 16:32
標(biāo)題: 微信公眾號開門篇：葉老師給您解析不一樣的測量
本帖最后由 yeses 于 2021-3-22 16:43 編輯

開門篇：葉老師給您解析不一樣的測量

1. 什么是測量？

自然界有許許多多的物理量，這些物理量在人類出現(xiàn)之前就已經(jīng)客觀存在。人類的科學(xué)文明和工業(yè)文明恰恰就是給這些物理量賦予數(shù)量值開始的。給物理量賦予數(shù)值的過程就是測量。
譬如：中國廚師教導(dǎo)徒弟的通常用語是，取適量食材、溫火加熱至七成熟、食鹽若干、味精少許等等，這些“適量”“溫火”“七成”“若干”“少許”等皆為定性描述，不是定量描述，所以每個(gè)徒弟做出的效果通常皆不相同。反觀遍布全球的麥當(dāng)勞和肯德基門店，因?yàn)樯a(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)的工藝參數(shù)都是嚴(yán)格定量掌握，其各個(gè)門店的味道幾乎一模一樣，其員工的培訓(xùn)也非常簡單。定量化本身就是測量。
特別說明，測量這個(gè)過程是指包括從物理量的定義開始、所有儀器制造校準(zhǔn)以及當(dāng)前的測量操作在內(nèi)的全部過程，是一個(gè)全局過程。一個(gè)測量結(jié)果的形成是眾多測量科技工作者共同勞動的結(jié)果。

2. 什么是真值？

人類在科學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)各種物理量之間存在內(nèi)在聯(lián)系，于是通過定義把這些量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系固定下來，譬如：通過萬有引力常數(shù)把質(zhì)量距離和力之間的關(guān)系固定下來、功率等于電流乘以電壓等。通過定義各種物理量的單位而使得各種物理量形成完整統(tǒng)一的整體，這就是科學(xué)量制體系。
因?yàn)槲锢砹康亩x已經(jīng)約定，一個(gè)物理量與其定義相一致的數(shù)量值就是真值，即真實(shí)值或?qū)嶋H值。
但真值的數(shù)值是未知的，正因?yàn)樗粗藗儾判枰獪y量。

3. 什么是觀測值和測得值？

觀測值是傳感器或測量儀器的直接輸出值，也叫原始觀測值；測得值是通過對觀測值進(jìn)行數(shù)據(jù)加工處理而給出的用于描述被測物理量數(shù)量的最終數(shù)值。日常測量中，因?yàn)闆]有數(shù)據(jù)加工處理過程，觀測值和測得值就是同一個(gè)東西，所以日常測量不需要對它們做區(qū)分。但在專業(yè)測量中，數(shù)據(jù)處理是必不可少的過程，最終提交的測得值和原始觀測值不是同一個(gè)東西，所以這二者需要進(jìn)行概念區(qū)分。
【例】某商販通過電子秤測量出某西瓜重量為5kg。這個(gè)5kg既是原始觀測值，也是最終測得值。
【例】相位式光電測距儀中，各個(gè)測尺的內(nèi)外光路的各個(gè)周期的相位值是原始觀測值，最終出現(xiàn)在顯示屏上的距離值是最終測得值。
【例】數(shù)字水準(zhǔn)儀中，標(biāo)尺圖像的各個(gè)像素的灰度值是原始觀測值，最終出現(xiàn)在儀器屏幕上的高度值、視距值是最終測得值。
【例】測繪領(lǐng)域的水準(zhǔn)測量中，從水準(zhǔn)儀讀取的各個(gè)測站的高度值、視距值是原始觀測值，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后給出的各個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)高程值是最終測得值。
觀測值和測得值是相對數(shù)據(jù)處理過程而言的，一個(gè)是數(shù)據(jù)處理的輸入值，一個(gè)是數(shù)據(jù)處理的輸出值。

4. 什么是測量誤差？

正因?yàn)檎嬷滴粗覀儾荒艽_保測得值與真值完全相等，測得值與真值之差就是誤差。
誤差存在于每一個(gè)測得值或觀測值之中，并能在實(shí)際測量應(yīng)用中再次疊加累積。如果誤差不能有效被管理，用不了多少年，我們的科學(xué)量制體系將崩潰，各種數(shù)據(jù)之間完全沒有可比性，科學(xué)研究無法進(jìn)行。所以，誤差的第一個(gè)威脅就是我們的科學(xué)量制體系，維護(hù)科學(xué)量制體系的完整統(tǒng)一是測量的首要任務(wù)。正因?yàn)槿绱耍祟惓闪⒘私y(tǒng)一管理測量的國際性組織——國際計(jì)量局（BIPM）。
當(dāng)然，對誤差進(jìn)行有效管理也是我們工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)生活領(lǐng)域的必須內(nèi)容，否則各種矛盾也同樣會層出不窮。

5. 測量學(xué)理論的任務(wù)是什么？

測量面臨的問題是真值是未知值，因而誤差也不可知。真值未知有三層含義：
1、物理量的實(shí)際值（絕對沒有誤差）是客觀唯一的，主觀無法得到，主觀給出的實(shí)際都是測得值。
【例】無論采用何種儀器或手段（包括數(shù)學(xué)分析等數(shù)據(jù)處理手段），誰也測量不出圓周率的真值。
就是說，自然界許許多多物理量的真值甚至可能是人類的數(shù)字所不能完整描述的，我們只能接近而不能達(dá)到。
但定義本身除外，如：0值，圓周角360度等。
2、并不排除人類的測得值和某個(gè)物理量的真值有正好碰巧完全絕對相等的時(shí)候，但這種情形即使出現(xiàn)了我們主觀卻不可能知道。
3、如果真值都已經(jīng)確定知道，那就不需要再去測量（以尋求真值為目的的測量）了。
正因?yàn)檎嬷禑o法獲得，誤差的數(shù)值就是未知數(shù)，所以測量誤差理論的研究一開始就圍繞著二大任務(wù)：
1、測得值與真值接近程度的評價(jià)方法——誤差評價(jià)方法。
2、獲得最佳測得值的數(shù)據(jù)處理方法。
這里的最佳測得值當(dāng)然應(yīng)該是與真值最接近的測得值。但如果連測得值真實(shí)性評價(jià)問題都沒有一個(gè)公認(rèn)的評價(jià)方法，最佳測得值當(dāng)然是無從談起的。所以，二大任務(wù)中第一個(gè)任務(wù)才是根本。

6. 誤差評價(jià)的困境

任何測量學(xué)科，無論儀器、計(jì)量還是測繪等，測量的目的都是為了追求測量真實(shí)，即追求測得值與真值接近。那么如何評價(jià)測得值的真實(shí)可靠度呢？如何對測得值的誤差進(jìn)行評價(jià)呢?
自然，人們首先都會想到，測得值誤差小則真實(shí)可靠度高，反之，誤差大則可靠度低。但是，誤差的概念是測量值與真值的差異量，因?yàn)檎嬷滴粗`差最明顯特質(zhì)是未知性。如果已知真值就沒有測量的必要，如果已知誤差誰都會使其改正而獲得真值。可見以誤差的實(shí)際值來評價(jià)測得值的可靠度是一個(gè)悖論。
可能有人會說，計(jì)量部門不是有用于儀器檢驗(yàn)的真值嗎？只要計(jì)量部門對儀器進(jìn)行檢驗(yàn)確保儀器的可靠性不就行了嗎？
這當(dāng)然是過去比較普遍的思維認(rèn)識，但這是片面的。問題是，計(jì)量檢測部門的任務(wù)是對儀器誤差進(jìn)行測量，提交誤差的測得值，但他們也不知道誤差的真值，也沒有誰給他們提供過任何其他物理量的真值。
【例】米長的真值——國際計(jì)量大會只是給出了一個(gè)米長定義而從未給任何國家提供過米長的實(shí)體。
其實(shí)和所有測量學(xué)科一樣，計(jì)量部門的真值仍然是通過測量而得到的，目前計(jì)量界用于檢驗(yàn)誤差的許多所謂真值或基準(zhǔn)實(shí)際都是具有誤差的測得值或儀器。
【例】我國計(jì)量部門用于給光電測距儀做計(jì)量檢驗(yàn)的長度基線場基本都是由我國的測繪部門——國測一大隊(duì)實(shí)施丈量的，這些基線的所謂真值實(shí)際是測繪部門的測得值；而丈量基線所使用的銦鋼尺又是由儀器廠商制造、通過計(jì)量部門檢定了的，而計(jì)量部門用于檢驗(yàn)銦鋼尺的標(biāo)準(zhǔn)儀器還是由儀器廠商制造……。
就是說，計(jì)量部門以某些所謂的真值或儀器為基準(zhǔn)對被檢儀器的誤差進(jìn)行檢測和其他測量領(lǐng)域用儀器為基準(zhǔn)對物理量進(jìn)行測量是同一回事。如果認(rèn)為計(jì)量檢測部門的真值或標(biāo)準(zhǔn)儀器的誤差可以忽略，那么其他測量部門也同樣可以說其所使用的儀器的誤差可以忽略，關(guān)鍵是這種“可以忽略”說法的憑據(jù)是什么？——最終還是落腳在未知誤差的大小程度的評價(jià)問題上來了。
事實(shí)也是如此，無論在計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器的建立上，還是在計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的編制上，包括測繪學(xué)、儀器學(xué)在內(nèi)的其他所有測量學(xué)科，事實(shí)上都已經(jīng)扮演了重要的角色，本來就都是計(jì)量活動的直接參與者，一個(gè)完全獨(dú)立于測繪、儀器等學(xué)科之外的孤立的有真值的計(jì)量學(xué)科根本就不存在。這就提示我們，在我們討論測量理論的時(shí)候，應(yīng)該建立一個(gè)廣闊的視角，把所有的測量學(xué)科看成一個(gè)整體。
既然計(jì)量部門的所謂真值也是由測量而得來，他們的所謂的真值原來也是一個(gè)測得值，是一個(gè)可靠度更高的測得值而已。那么，如何在沒有絕對真值的情況下評價(jià)測得值的真實(shí)可靠度呢？“可靠度更高的測得值”的判斷是依據(jù)什么指標(biāo)得出來的呢？如何評價(jià)測繪部門提供的長度基線的可靠度呢？為什么要用基線場檢驗(yàn)測距儀而不能用測距儀檢驗(yàn)基線場呢？各種各樣的不同可靠性等級的真值的排序依據(jù)又是什么呢？究竟應(yīng)該以什么指標(biāo)作為衡量測量可靠性的依據(jù)呢？
正因?yàn)槿绱耍瑴y量誤差評價(jià)才成為測量學(xué)的一個(gè)基本理論問題，而且顯然應(yīng)該是一個(gè)統(tǒng)一的理論體系。
目前，在《國際通用計(jì)量學(xué)基本術(shù)語（VIM）》中，涉及測量誤差評價(jià)的概念有很多，有精度（精密度）、準(zhǔn)確度（正確度）、精確度（準(zhǔn)確度）、不確定度、限差、最大允許誤差（MPE）等。如此繁多混雜的概念幾乎讓人暈頭轉(zhuǎn)向，以至于人們常常各說各話，爭執(zhí)不休。

7. 測量理論的現(xiàn)狀

因?yàn)檎嬷岛驼`差都是未知數(shù)，人們將概率論應(yīng)用到測量理論的解釋中，寄希望用概率的方法對誤差做出評價(jià)。但因?yàn)槿藗冇肿⒁獾街貜?fù)測量（試驗(yàn)）中測得值是隨機(jī)變化的而真值是恒定的，所以人們把測得值看作是隨機(jī)變量而把真值看作是常數(shù)，于是誕生了誤差分類學(xué)說，所謂有精度、準(zhǔn)確度、精確度等就是這一理論體系的核心概念。一直以來，基本沒有人懷疑過這一概念邏輯體系的數(shù)學(xué)嚴(yán)密性。

8. 測量理論的最新進(jìn)展

20年前的2000年，葉老師發(fā)現(xiàn)了一種日本產(chǎn)全站儀都存在一種特別規(guī)律的非原理性誤差，屬于人為誤差，經(jīng)研究判定這是機(jī)載軟件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤所導(dǎo)致，存在于軸系補(bǔ)償功能模塊之中，于是匯報(bào)于國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局。但國家質(zhì)監(jiān)局所委托的鑒定機(jī)構(gòu)最終給出的結(jié)論是，該誤差屬于有規(guī)律的系統(tǒng)誤差，儀器仍然屬于高精度合格儀器。這是當(dāng)年轟動一時(shí)的國際新聞?。
葉老師意識到這一調(diào)查結(jié)論來自于傳統(tǒng)測量理論中系統(tǒng)誤差不影響精度的概念教條。?但是，葉老師又很清楚地知道，這一誤差實(shí)際上是影響導(dǎo)線網(wǎng)的測量精度的，這個(gè)概念教條與實(shí)踐不符。于是，這就開啟了一個(gè)長達(dá)20年的對傳統(tǒng)測量理論概念邏輯問題的追根溯源和對新概念測量理論解釋方法的探索歷程。
現(xiàn)在，已經(jīng)查明，問題的真正根源就在于，傳統(tǒng)測量理論對常數(shù)和隨機(jī)變量的解釋跟概率論概念不一致，以致于傳統(tǒng)測量理論的整個(gè)誤差分類概念邏輯體系存在系統(tǒng)性的問題。
與傳統(tǒng)測量理論完全不同，新概念測量理論認(rèn)為，測得值和觀測值都是數(shù)值，屬于概率論中的常數(shù)，而誤差和真值才是需要用概率范圍描述的隨機(jī)變量。于是，新概念測量理論基于誤差無類別的認(rèn)識而展開，系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、精度、準(zhǔn)確度、精確度等誤差分類概念就被完全廢棄了。
現(xiàn)在，這些學(xué)術(shù)批判和新概念理論解釋已經(jīng)發(fā)表于7個(gè)國際國內(nèi)的知名期刊中，其中4篇SCI論文（英文）、1篇EI論文（英文）和2篇中文核心期刊論文。因?yàn)樯婕暗綄鹘y(tǒng)測量概念的批判，這些論文的發(fā)表自然比較艱難，耗時(shí)巨大。
和科學(xué)史上任何一次理論變革一樣，基于認(rèn)知能力、情感、自身利益等多方面的因素，新的理論思想總是要不同程度受到傳統(tǒng)勢力的阻擾，新概念測量理論當(dāng)然也遭受到了同樣的待遇。目前，個(gè)別當(dāng)權(quán)者不惜違背教育倫理、以濫用職權(quán)的手段來阻止這一新的理論思想向?qū)W生傳播，并拒絕討論教學(xué)內(nèi)容的更新問題，其私心不言自明。
所以，葉老師有責(zé)任盡最大努力把新的測量理論思想傳播出去，讓學(xué)生盡早知道自己是在被灌輸錯(cuò)誤的數(shù)學(xué)概念，讓學(xué)生盡早接受正確的理論思想。否則，以訛傳訛，以錯(cuò)教錯(cuò)，代代相傳，那將永遠(yuǎn)沒完沒了。——這也就是開立這一微信公眾號的初衷，葉老師將在這里完整解析新概念測量理論的概念邏輯與應(yīng)用。也所以，無論您是否從事測量行業(yè)，葉老師也拜請您關(guān)注和宣傳本公眾號，我們每個(gè)人的綿薄之力也能形成維護(hù)學(xué)術(shù)公德的強(qiáng)大力量，善舉終還福報(bào)。

20213 20于武漢大學(xué)

歡迎關(guān)注微信公眾號《測量理論研究》

或微信視頻號《儀器匠》

補(bǔ)充內(nèi)容 (2021-3-23 10:47):
視頻號和公眾號正在逐級發(fā)布整個(gè)理論體系的視頻解析。

作者: superlearjimmy 時(shí)間: 2021-3-23 10:22
學(xué)習(xí)到了，謝謝分享！

作者: yeses 時(shí)間: 2021-3-23 10:35

superlearjimmy 發(fā)表于 2021-3-23 10:22
學(xué)習(xí)到了，謝謝分享！

謝謝，視頻號和公眾號正在逐級發(fā)布整個(gè)理論體系的視頻解析。比看文字好理解的多。

作者: yeses 時(shí)間: 2021-3-24 15:27
本帖最后由 yeses 于 2021-3-24 15:32 編輯

今天發(fā)布了第七講《最小二乘法》，請有興趣的朋友從微信視頻號查看。
公眾號今天發(fā)布到了第四講，三天后二者會同步。
如果覺得有所啟發(fā)，請轉(zhuǎn)發(fā)您的工作圈，讓更多的朋友共同探討測量理論的解釋方法，謝謝了。

作者: cocacola 時(shí)間: 2021-3-29 11:15
感謝分享，學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)

作者: njlyx 時(shí)間: 2021-3-29 13:09
定義、求取"量值"的根本目的協(xié)助人類有效認(rèn)識"世界"，相關(guān)的"理論體系"勢必應(yīng)"以人為本"--適應(yīng)人類的認(rèn)知能力、適當(dāng)協(xié)調(diào)相關(guān)的成果。………關(guān)于"隨機(jī)(變)量"與"確定(變)量"，其定義"差別"是非常清楚的---是否能由已經(jīng)"觀測"到的有限個(gè)"樣本"的值完全確定未觀測的任意"樣本"值，？--"是"為"確定"，"否為"隨機(jī)""。

作者: njlyx 時(shí)間: 2021-3-29 13:41
不宜將"隨機(jī)(變)量"、"確定(變)量"分別與"不確定量(/未知量)"、"確定量(/已知量)"劃等號。前者只涉及量的"客觀"屬性，后者才與"測量"問題有關(guān)。

作者: njlyx 時(shí)間: 2021-3-29 13:54
形如"x=8.66±0.03，k=3"的"測量結(jié)果報(bào)告"，針對的"量"就只有一個(gè)---"被測量"x，表明："被測量"x是個(gè)"不確定量"，其(中心/最佳)估計(jì)值是8.66，(擴(kuò)展)不確定度(k=3)是0.03。………不宜牽強(qiáng)搭上"測得值"、"測量誤差"做廣泛解釋。

作者: yeses 時(shí)間: 2021-3-29 23:01

njlyx 發(fā)表于 2021-3-29 13:41
不宜將"隨機(jī)(變)量"、"確定(變)量"分別與"不確定量(/未知量)"、"確定量(/已知量)"劃等號。前者只涉及量的" ...

沒有誰把它們劃等號，這里只強(qiáng)調(diào)數(shù)值既不是隨機(jī)變量，也不是常變量。這里批判的恰恰是傳統(tǒng)理論把數(shù)值和變量劃等號。

作者: yeses 時(shí)間: 2021-3-30 09:41

njlyx 發(fā)表于 2021-3-29 13:41
不宜將"隨機(jī)(變)量"、"確定(變)量"分別與"不確定量(/未知量)"、"確定量(/已知量)"劃等號。前者只涉及量的" ...

只有數(shù)值是確定量，隨機(jī)變量和常變量都不是數(shù)值，都不是確定量。

作者: njlyx 時(shí)間: 2021-3-30 10:14
我昨天的表述，有不恰當(dāng)?shù)牡胤健霈F(xiàn)了兩個(gè)含義有差異的"確定量"……如果將"確定量"名歸屬現(xiàn)義---"量值確定的(已知的)量"，那么，與"隨機(jī)(變)量"對應(yīng)的另類"量"也稱"確定量"就不再適當(dāng)了，可能稱"規(guī)律(變)量"或"非隨機(jī)(變)量"較好？…………"隨機(jī)(變)量"//"非隨機(jī)(變)量"………"不確定量"//"確定量"

作者: njlyx 時(shí)間: 2021-3-30 10:20
"只有數(shù)值是確定量，………"的表述可能不妥，或宜改為"只有量值已知的常量(量值唯一、不變的量)是確定量，其它都是不確定量"。

作者: njlyx 時(shí)間: 2021-3-30 10:25
"非隨機(jī)量"包括"常量"和"按固定規(guī)律變化的變量"

作者: njlyx 時(shí)間: 2021-3-30 10:29
只有數(shù)值是確定量，………"的表述可能不妥，或宜改為"只有量值已知的非隨機(jī)量是確定量，其它都是不確定量"。

作者: njlyx 時(shí)間: 2021-3-30 10:34
"確定量" = 量值已知的(非隨機(jī))量；"不確定量"，包括所有"隨機(jī)量"和量值未知的"非隨機(jī)量"。

作者: lgr0710 時(shí)間: 2021-3-30 10:35
感謝樓主分享

作者: yeses 時(shí)間: 2021-3-30 13:18

njlyx 發(fā)表于 2021-3-30 10:29
只有數(shù)值是確定量，………"的表述可能不妥，或宜改為"只有量值已知的非隨機(jī)量是確定量，其它都是不確定量" ...

關(guān)于規(guī)律變量和隨機(jī)變量，建議您觀看第6講。

關(guān)于“確定”和“不確定”，這一直是論壇爭論了很多年的問題。很多人對傳統(tǒng)理論的不確定度津津樂道，什么重復(fù)測量發(fā)散、隨機(jī)變化等等。但是，很多人又始終聽不懂：明明通過測量確定了測得值的最終數(shù)值，計(jì)價(jià)、交易、加工、施工等都是按這個(gè)數(shù)值進(jìn)行，卻又偏偏又說這個(gè)數(shù)值不確定，這不是語法邏輯都說不過去嗎？所以爭論十余年還是繼續(xù)爭論。

所以，我主張回歸確定和不確定的本來語義來說事情，不再在傳統(tǒng)理論里的那個(gè)不確定概念里糾纏。確定了的數(shù)值就定了，絕不反悔，也不扯還沒發(fā)生的其他重復(fù)測量；沒有確定的數(shù)值就給個(gè)不確定度評價(jià)---不知道的程度，跟隨機(jī)變化與否沒什么關(guān)系----本來就無法對一個(gè)不知道的事情判斷其變化與否。

所以，數(shù)值是確定的。但變量是許多數(shù)值的集合，沒有一個(gè)具體的數(shù)值，賦予了數(shù)值就不是變量了，所以變量是不確定的。

作者: njlyx 時(shí)間: 2021-3-30 17:46
您這"理論"恐怕是將"量"與"值"混淆了！……"數(shù)"

作者: njlyx 時(shí)間: 2021-3-30 17:59

njlyx 發(fā)表于 2021-3-30 17:46
您這"理論"恐怕是將"量"與"值"混淆了！……"數(shù)"

某工件的重(質(zhì))量、長度，某人的年齡，……，這些是"量"； 56 kg、2.8m、67歲、……，這些是"值"，不是"量"。……………您的"理論"要推翻"量"的定義？

作者: njlyx 時(shí)間: 2021-3-30 18:07

njlyx 發(fā)表于 2021-3-30 17:59
某工件的重(質(zhì))量、長度，某人的年齡，……，這些是"量"； 56 kg、2.8m、67歲、……，這些是"值"，不是" ...

您在"開篇"里說的明白---給物理量賦予數(shù)值的過程就是測量---"數(shù)值"是賦予"(物理)量"的"值"………怎么后來不顧了？

作者: yeses 時(shí)間: 2021-3-31 09:00
本帖最后由 yeses 于 2021-3-31 09:22 編輯

njlyx 發(fā)表于 2021-3-30 18:07
您在"開篇"里說的明白---給物理量賦予數(shù)值的過程就是測量---"數(shù)值"是賦予"(物理)量"的"值"………怎么后來 ...

抱歉，我有點(diǎn)不理解您說的意思了。

數(shù)值都是圍繞描述物理量的，測量本來就是通過對數(shù)值的研究來研究物理量，這沒有問題呀。

物理量的實(shí)際值叫真值，測量給出的數(shù)值是物理量的測得值，測得值與真值之間的偏差叫誤差。測量完成后，測得值是數(shù)值，誤差的概率區(qū)間也是數(shù)值，真值的概率區(qū)間還是數(shù)值。這能有什么問題呢？總不能脫離數(shù)值研究去研究物理量吧？

您不會是還在琢磨“處于隨機(jī)變化狀態(tài)的物理量”---這種意義的“隨機(jī)變量”概念吧？

補(bǔ)充內(nèi)容 (2021-3-31 10:16):
有句表述確有不妥，修改為：物理量的真值也叫實(shí)際值。

作者: yeses 時(shí)間: 2021-3-31 09:05

njlyx 發(fā)表于 2021-3-30 17:59
某工件的重(質(zhì))量、長度，某人的年齡，……，這些是"量"； 56 kg、2.8m、67歲、……，這些是"值"，不是" ...

您這不就是給量賦值嗎？有什么問題呢？

作者: njlyx 時(shí)間: 2021-3-31 09:41
"56kg"本身不是有"確定意義"的"量"………你如果說"我有一個(gè)56kg"，別人怎么理解？……"量"與"值"，沒有區(qū)別嗎？

作者: yeses 時(shí)間: 2021-3-31 09:54
本帖最后由 yeses 于 2021-3-31 10:24 編輯

njlyx 發(fā)表于 2021-3-31 09:41
"56kg"本身不是有"確定意義"的"量"………你如果說"我有一個(gè)56kg"，別人怎么理解？……"量"與"值"，沒有區(qū)別 ...

56是數(shù)值，是量的數(shù)值表達(dá)。數(shù)值56在數(shù)軸上是一個(gè)唯一的點(diǎn)，其發(fā)散性是0。

您給出了56這個(gè)數(shù)值，那就是您確定了56這個(gè)數(shù)值。如果您再說您不確定56這個(gè)數(shù)值，那您想想聽者是什么樣的感受呢？

您確定的只是測得值，沒有人認(rèn)為您確定了真值。

測得值也叫實(shí)測值，實(shí)測值不是實(shí)際值（真值）。

作者: csln 時(shí)間: 2021-3-31 10:05
物理量的實(shí)際值叫真值，測量給出的數(shù)值是物理量的測得值，測得值與真值之間的偏差叫誤差。

真值是與量的定義一致的值

測量計(jì)量，量值溯源、量值傳遞實(shí)踐中通常把標(biāo)準(zhǔn)器測得的量的值稱為實(shí)際值，即標(biāo)準(zhǔn)器的測得值是實(shí)際值

誤差=測得的量值-真值

偏差=實(shí)際值-標(biāo)稱值

實(shí)際值、真值、誤差、偏差都有明確的定義

基本概念顛三倒四，真是豈有此理

作者: lszgjl 時(shí)間: 2021-3-31 10:14
百家爭鳴！

作者: njlyx 時(shí)間: 2021-3-31 12:40

yeses 發(fā)表于 2021-3-31 09:54
56是數(shù)值，是量的數(shù)值表達(dá)。數(shù)值56在數(shù)軸上是一個(gè)唯一的點(diǎn)，其發(fā)散性是0。

您給出了56這個(gè)數(shù)值，那就是 ...

您在混淆"量"與"值"的概念……56kg只是一個(gè)"值"，若脫離所賦予的"量"，是沒有意義的(在數(shù)學(xué)中，也要用適當(dāng)?shù)姆枠?biāo)記抽象的"量"，討論才有意義。)………"56kg"，可以是一頭豬的在剛吃飽的重(質(zhì))量，也可能是一頭豬吃飽后撒了泡尿后的重(質(zhì))量，……，就看到一個(gè)"56kg"的"值"，誰知道是什么含義？說它是"常量"，我只看到混淆了"量"、"值"概念。

如果從"很較真"，世上是不存在"常量"的。但是，從"實(shí)用"的角度看，則會有若干若干的"常量"---"常量"是一種人們生活帶來極大便利的"量的模型"---在實(shí)用范圍內(nèi)(條件下)，量值近似唯一不變(可能的變化遠(yuǎn)小于人們應(yīng)用所"在乎"的程度)的"量"。…………在"量值基準(zhǔn)"研究者的"世界"，大概是沒有"常量"的？在日常生活及工程測試計(jì)量"世界"，存在"常量"【實(shí)際就是其"固有(本質(zhì))不確定度"，從"應(yīng)用"的角度看，小的"不值一提"的"量"】

作者: yeses 時(shí)間: 2021-3-31 13:22
本帖最后由 yeses 于 2021-3-31 13:29 編輯

njlyx 發(fā)表于 2021-3-31 12:40
您在混淆"量"與"值"的概念……56kg只是一個(gè)"值"，若脫離所賦予的"量"，是沒有意義的(在數(shù)學(xué)中，也要用適 ...

測量學(xué)就是用數(shù)值來描述量的大小程度，把物理問題數(shù)學(xué)化，但決不存在脫離所賦予的量的意思。無論什么測量理論，這都是必經(jīng)之路。

數(shù)學(xué)上的常量就是數(shù)值，數(shù)學(xué)是用數(shù)值來描述變量，每個(gè)數(shù)值在數(shù)軸上都是一個(gè)唯一的點(diǎn)，數(shù)值是參照系。如果沒有了參照系，就什么也說不清楚了。

變量之所以是變量，是因?yàn)樗哂卸喾N可能取值，這是純粹的數(shù)學(xué)概念。不是客觀上處于變化狀態(tài)的物理量的意思。

世上是不存在"常量"的-----這種對物理量的理解是正確的。但這種理解本身也是以數(shù)值為參照給出的，所以，只有數(shù)值是常量。

作者: njlyx 時(shí)間: 2021-3-31 15:15

yeses 發(fā)表于 2021-3-31 13:22
測量學(xué)就是用數(shù)值來描述量的大小程度，把物理問題數(shù)學(xué)化，但決不存在脫離所賦予的量的意思。無論什么測量 ...

您從"誤"解人們的一種"不太嚴(yán)謹(jǐn)"的表述【--所謂：示值的不確定度、示值的重復(fù)性、測得值的不確定度、…】出發(fā)，導(dǎo)出了一個(gè)混淆"量"、"值"概念，顛覆人們對"常量"認(rèn)知的理論。

所謂的"示值的重復(fù)性"、"示值的不確定度"，其實(shí)際含義是："示值"對應(yīng)的那個(gè)"顯示量"的"重復(fù)性"、"不確定度"，正是由于該"顯示量"可能會取0.89、0.83、0.91、0.79、……之類參差不齊的"示值"，才有所謂"重復(fù)性"、"不確定度"的存在；所謂"測得值的不確定度"，同解。并非針對那些具體"值"說話-，因?yàn)闆]有意義！

說"8848.8m"這個(gè)具體值有多少"不確定度"，只是您的"判決"，有誰承認(rèn)他確實(shí)這么理解了么？

表述上的"不嚴(yán)謹(jǐn)"，可以改進(jìn)。顛覆認(rèn)知的"理論"，讓人接收不易。

作者: yeses 時(shí)間: 2021-3-31 16:21
本帖最后由 yeses 于 2021-3-31 16:29 編輯

njlyx 發(fā)表于 2021-3-31 15:15
您從"誤"解人們的一種"不太嚴(yán)謹(jǐn)"的表述【--所謂：示值的不確定度、示值的重復(fù)性、測得值的不確定度、…】 ...

我只是從嚴(yán)格的數(shù)學(xué)表達(dá)和概念說事，我反對通過偷換概念的手法去形成測量理論。我當(dāng)然也知道人們對不確定度概念的理解方式---但他們都沒有按數(shù)學(xué)表達(dá)式的原義理解，是他們在誤解數(shù)學(xué)表達(dá)式的含義。

測得值是一個(gè)數(shù)值，數(shù)值不是隨機(jī)變量，這從數(shù)學(xué)上講沒有問題。

請閱讀《計(jì)量科學(xué)與技術(shù)》（2021-3）之《測量誤差理論的真值中心論和測得值中心論》，建議您還是耐心看看我的解釋方法，然后再做對比。

正是因?yàn)樵噲D改進(jìn)表述上的不嚴(yán)謹(jǐn)，所以才發(fā)現(xiàn)了理論邏輯的面目全非。

作者: 都成 時(shí)間: 2021-3-31 16:38
其實(shí)問題很簡單，不必需要什么數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)所謂嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母拍詈驮怼?br />
請不要改變術(shù)語，也不要改變現(xiàn)有術(shù)語的定義，一切遵循JJF1001-2011，請認(rèn)真理解下列術(shù)語：真值（3.21）、測量誤差（5.3）、測量結(jié)果（5.1）、測得值（5.2）、測量不確定度（5.18）。
現(xiàn)在有一個(gè)被測量需要測量，可能簡單也可能復(fù)雜，可有下列幾種情況：
1、沒有實(shí)施測量，真值知道嗎？當(dāng)然不知道，知道了還要你去測量。測量誤差、測量結(jié)果、測得值、測量不確定度也都不知道。這簡直就是廢話！
2、實(shí)施了一次測量，真值知道嗎？還是不知道。真值不知道測量誤差也就不知道。但是測量結(jié)果有了（包括測得值和測量不確定度），測量不確定度是根據(jù)采用的測量方法和選用的測量儀器評估的。
3、換用準(zhǔn)確度相同的不同儀器再實(shí)施一次測量，真值和測量誤差還是不知道。測量結(jié)果較2的結(jié)果會發(fā)生變化（測得值改變，但測量不確定度不變），因?yàn)樵u估測量不確定度的測量方法和選用的測量儀器的準(zhǔn)確性未變。
4、換用準(zhǔn)確度不同的儀器再實(shí)施測量，真值和測量誤差還是不知道。測量結(jié)果較2、3的結(jié)果會發(fā)生變化（測得值改變，測量不確定度也改變），因?yàn)樵u估測量不確定度的測量方法雖未變，但選用的測量儀器的準(zhǔn)確性發(fā)生了改變，換用準(zhǔn)確度高的儀器則測量不確定度變小，反之變大。
結(jié)論：我們實(shí)施測量一定是根據(jù)測量的要求或目的，采用合適的測量方法和測量儀器，來獲得測量結(jié)果（包括測得值和測量不確定度），測量不確定度是根據(jù)采用的測量方法和選用的測量儀器評估的，一般來說，采用不同準(zhǔn)確度的測量儀器，就會得到不同準(zhǔn)確度的測量結(jié)果，即不確定度的大小不同。在這之前沒有真值和測量誤差什么事，也不可能知道真值和測量誤差的什么分散性。只有知道了測得值和測量不確定度，才知道了真值所處的區(qū)間：測得值±測量不確定度，這才有了真值的分散性，以及其分散性的大小，這種分散性與真值無關(guān)，而是與測量手段有關(guān)。

作者: njlyx 時(shí)間: 2021-3-31 17:23

都成發(fā)表于 2021-3-31 16:38
其實(shí)問題很簡單，不必需要什么數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)所謂嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母拍詈驮怼?br />
請不要改變術(shù)語，也不要改變現(xiàn)有術(shù)語的 ...

【這種分散性與真值無關(guān)，而是與測量手段有關(guān)。】<<< 這說法有個(gè)前提"假設(shè)"-- 被測量是量值唯一、不變的"常量"，也就是"真值"唯一的"量"。不然，這種"分散性"也與"真值(本身的分散性)"有關(guān)。在許多實(shí)際"處理"中，正是"默認(rèn)"了"真值"本身有"分散性"--- 在考慮所謂"測量重復(fù)性引起的不確定分量"時(shí)，認(rèn)為它與"測量儀器引起的分量(B類方法評估)"無關(guān)。

作者: njlyx 時(shí)間: 2021-3-31 17:34

njlyx 發(fā)表于 2021-3-31 17:23
【這種分散性與真值無關(guān)，而是與測量手段有關(guān)。】

"測量不確定度"是基于"測量"評估(猜)出的被測量(真)值的"分散性"，不一定是被測量(真)值的真正"分散性"。對于一般的被測量，前者包含后者；對于"常量"型的被測量，后者為"0"，"測量不確定度"完全取決于"測量手段"

作者: yeses 時(shí)間: 2021-4-1 09:50

都成發(fā)表于 2021-3-31 16:38
其實(shí)問題很簡單，不必需要什么數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)所謂嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母拍詈驮怼?br />
請不要改變術(shù)語，也不要改變現(xiàn)有術(shù)語的 ...

您注意到了測量條件的變化，這個(gè)方向是我支持的，我多年前也是您這樣想。

但需要補(bǔ)充的是，僅有儀器這一個(gè)條件的變化是不夠充分的。要想讓測得值序列的分散區(qū)間肯定包含有真值，就得讓所有的測量條件都變，讓所有的誤差源都貢獻(xiàn)發(fā)散，這樣獲得的測得值序列的發(fā)散性才能包含真值。

但一個(gè)測量中讓所有測量條件都變化是不可能的，這只能依賴儀器計(jì)量行業(yè)的各種誤差的檢測資料，因?yàn)檫@些檢測資料恰恰是在所有可能條件下獲得的。這樣，不確定度評定就成了一個(gè)誤差的發(fā)散性的傳播問題---一個(gè)只有測量方案而根本沒有實(shí)施的測量也能評定不確定度了。

然后，在某些場合下把真值本身的不確定性（如李老師所說的真值本身的變化，定義不完整等）也看作是誤差問題，合成出廣義的不確定度。

又但是，這些思維要貫徹到所有測量方法之中時(shí)（譬如李老師提出的“白糖”問題），就會發(fā)現(xiàn)那種AB類不確定度評定根本不適用，AB合成充其量只是不確定度評定中的一個(gè)最簡單的特例（而且還有概念誤區(qū)），所以還是要完成一個(gè)全新的理論論述。

我這里再提一個(gè)另外的白糖問題，您看現(xiàn)有理論的AB類是否適用。

有三包白糖，用秤單獨(dú)稱量獲得重量值分別為a、b和c，兩兩組合稱量獲得重量值分別是d、e和f，三包一起稱量獲得重量值為g。求三包白糖重量的最優(yōu)測得值及不確定度評價(jià)。

作者: 都成 時(shí)間: 2021-4-2 11:56
本帖最后由都成于 2021-4-2 12:30 編輯

yeses 發(fā)表于 2021-4-1 09:50
您注意到了測量條件的變化，這個(gè)方向是我支持的，我多年前也是您這樣想。

但需要補(bǔ)充的是，僅有儀器這一 ...

我的舉例是最簡單和普遍情況，即通常認(rèn)為被測量的真值是相對恒定的，測量不確定度來源主要是儀器的不準(zhǔn)（其讀數(shù)是相對恒定的）。簡單的搞清楚了，再加上被測量和儀器的不穩(wěn)定又有何難，再說，這些分量往往相對儀器的不準(zhǔn)又可以忽略不計(jì)。
我們實(shí)施測量就是為了獲得測量結(jié)果（通常包括測得值和測量不確定度），測得值獲得要用到數(shù)據(jù)處理的理論，測量不確定度用到GUM或1059.1等的方法，如此而已。不就是為了一個(gè)不確定度表示符號問題，都這么多年了，目前從GUM到1059.1再到實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可相關(guān)文件規(guī)定，應(yīng)該是沒有問題的，就是有問題，因?yàn)槎加昧?xí)慣了就繼續(xù)用吧。
您說測得值沒有方差，測量誤差和真值有方差。事實(shí)是我們實(shí)施測量根本就得不到測量誤差和真值，一個(gè)也得不到。正確循序是通過實(shí)施測量獲得測得值和測量不確定度，這個(gè)測量不確定度是與測得值相關(guān)聯(lián)的（測量方法及選用的儀器），有了這個(gè)不確定度我們才知道了真值所處的范圍，這才認(rèn)為獲得了測量誤差和真值的方差，再重復(fù)一遍，這個(gè)方差的大小主要與測量的手段有關(guān)。請注意先有誰后有誰，你說測得值有沒有方差？
不要老盯在什么數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)所謂嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母拍詈驮砩稀：芎唵危涂匆粋€(gè)測量要獲得什么，怎么獲得就行了，那些得不到的東西，沒用的東西，就是描述成花又有什么用！

作者: yeses 時(shí)間: 2021-4-2 13:55
本帖最后由 yeses 于 2021-4-2 14:02 編輯

都成發(fā)表于 2021-4-2 11:56
我的舉例是最簡單和普遍情況，即通常認(rèn)為被測量的真值是相對恒定的，測量不確定度來源主要是儀器的不準(zhǔn)（ ...

說通俗點(diǎn)吧，我就是要解決“白糖問題"中的不確定度評定。您若能按GUM或1059解決那當(dāng)然更好啊，“測量手段”如34樓所描述，要獲得不確定度評定值。

作者: njlyx 時(shí)間: 2021-4-2 16:59

yeses 發(fā)表于 2021-4-2 13:55
說通俗點(diǎn)吧，我就是要解決“白糖問題"中的不確定度評定。您若能按GUM或1059解決那當(dāng)然更好啊，“測量手段 ...

不知您要解決哪個(gè)"白糖問題"？是您提出的"三包白糖"的問題嗎？………如果是我以前提出那個(gè)所謂"白糖問題"("問題"表述的具體數(shù)值后來有些修正)，主要是涉及所謂"測量模型"與"相關(guān)性的適當(dāng)處理"問題，好像看不出您的理論是如何解決了？

作者: yeses 時(shí)間: 2021-4-2 17:14

njlyx 發(fā)表于 2021-4-2 16:59
不知您要解決哪個(gè)"白糖問題"？是您提出的"三包白糖"的問題嗎？………如果是我以前提出那個(gè)所謂"白糖問題 ...

因?yàn)槟揪蜎]有看，我論文中有個(gè)基線解析算法的不確定度評定比您的白糖復(fù)雜得多。

作者: njlyx 時(shí)間: 2021-4-2 17:40

njlyx 發(fā)表于 2021-4-2 16:59
不知您要解決哪個(gè)"白糖問題"？是您提出的"三包白糖"的問題嗎？………如果是我以前提出那個(gè)所謂"白糖問題 ...

   設(shè)一包白糖的實(shí)際重(質(zhì))量為 X--真值，按"實(shí)用"觀點(diǎn)，此X只有唯一真值，是"常量"，只是我們不知道X值究竟是多少？--- 是個(gè)"不確定量"。
   用秤稱它，記秤的"示值誤差"為Δ，對X稱量的"示值"為Y，可得"稱糖"的"測量方程"為
      X=Y-Δ
   重復(fù)"稱"這包糖n次，可得n個(gè)"示值"  Y : ｛y1，y2，…，yn｝，由此可統(tǒng)計(jì)出"示值"Y的所謂"標(biāo)準(zhǔn)偏差/標(biāo)準(zhǔn)不確定度"u(Y)【說明：假設(shè)這"秤"并非按"標(biāo)準(zhǔn)"分度的商用秤，不然，示值｛y1，y2，…，yn｝不會有變化--- u(Y)=0 】；示值誤差Δ的"標(biāo)準(zhǔn)不確定度"u(Δ)用所謂"B類方法"評估---根據(jù)秤的"最大允許誤差"之類指標(biāo)。
   在假定X是"常量"的前提下，"示值"Y與"示值誤差"Δ必定是"相關(guān)的"(相關(guān)系數(shù)r一定"大于0"，但也一定"小于1"，具體值取決于秤的"示值誤差"中所謂"隨機(jī)"成份的比例)，于是，X的"標(biāo)準(zhǔn)不確定度"u(X)為
u(X)=√(u(Y)^2+u(Δ)^2- 2×r×u(Y)×u(Δ))
---> 多次重復(fù)稱量取"平均"時(shí)，所得到的u(X)會小于u(Δ)。

作者: yeses 時(shí)間: 2021-4-2 20:57

njlyx 發(fā)表于 2021-4-2 17:40
設(shè)一包白糖的實(shí)際重(質(zhì))量為 X--真值，按"實(shí)用"觀點(diǎn)，此X只有唯一真值，是"常量"，只是我們不知道X ...

所面臨的主要問題是：三包白糖，需要同時(shí)獲得三個(gè)測得值，但共有7個(gè)觀測值---只有7個(gè)，n-t=7-3=4，統(tǒng)計(jì)無效；秤的示值誤差既導(dǎo)致7個(gè)觀測值彼此發(fā)散，也同時(shí)導(dǎo)致了它們的整體偏離，AB類根本區(qū)分不清。

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