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學(xué)習(xí)了,了解了很多基礎(chǔ)知識(shí) |
本帖最后由 都成 于 2020-1-2 16:54 編輯 史錦順 發(fā)表于 2019-12-25 11:27 看看中國(guó)計(jì)量大學(xué)宋明順校長(zhǎng)是如何對(duì)待“不確定度”的,他連書都出了,而且是在1999年,也就是1059出版的當(dāng)年,國(guó)家計(jì)量院的誤差理論大家劉智敏老師做主審,請(qǐng)看前言。劉老自己也出過書,請(qǐng)看封面。國(guó)家計(jì)量院的另一位誤差理論大家肖明耀老師也也出過書,請(qǐng)看封面。您再問問現(xiàn)任的國(guó)家計(jì)量院院長(zhǎng)們,他們認(rèn)不認(rèn)同不確定度。 GUM的“不確定度”和您的“誤差范圍”是大致等同的,都解決了原誤差理論中概念混亂的問題,只是處理和表達(dá)方式有差異,也就是合理性問題。“不確定度”概念經(jīng)過這么多年的應(yīng)用已深入測(cè)量計(jì)量領(lǐng)域,想再換一個(gè)概念可能很難,評(píng)估和表達(dá)方式可以再完善,全盤否定是不可能的,除非您的“誤差范圍”理論比它更科學(xué)合理,期待您整理出一個(gè)系統(tǒng)科學(xué)合理的“誤差范圍”理論取代它,以實(shí)現(xiàn)您的偉大夢(mèng)想,為中國(guó)人爭(zhēng)口氣,否則,一切努力都是白搭。事實(shí)證明不系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)短文是不解決任何問題的,網(wǎng)上的回復(fù)已很多,已沒有多大意義,一切還需靠您自己,我很早就建議過,請(qǐng)三思。 新年伊始,祝您老身體健康、萬事如意! |
史錦順 發(fā)表于 2019-12-25 11:27 首先說一下,回復(fù)內(nèi)容是純粹的技術(shù)交流,無傾向性描述: 1.換個(gè)角度考慮誤差與不確定度; 您是站在否定不確定度體系的角度來考慮這項(xiàng)問題,而本人的意思是如何使用誤差理論來保證不確定度體系失效后,讓不確定度體系中的技術(shù)規(guī)范換個(gè)活法。 2.自動(dòng)計(jì)量技術(shù)的普及性; 現(xiàn)在自動(dòng)計(jì)量技術(shù)的普及程度已經(jīng)很平民了,很多企業(yè)都在考慮或者正在建立一套屬于自己的自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng),其中主要儀表有溫變、在線密度計(jì)、容積流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)等相關(guān)儀器儀表,這些獨(dú)立儀表都可以用誤差理論來表征他的計(jì)量特性,但是在多個(gè)變量作為輸入量情況下,整個(gè)系統(tǒng)最后的輸出量可以用誤差理論來表征嗎? 望回復(fù),不甚感激! |
1.史老師在17樓說:“前些年,我一提‘不確定度’,規(guī)矩灣錦苑先生就糾正說:要叫‘測(cè)量不確定度’,似乎‘測(cè)量’二字不可缺。”。 答:我從來沒有說過“測(cè)量不確定度,似乎‘測(cè)量’二字不可缺”,我只是強(qiáng)調(diào)你所說的“不確定度”的全稱是“測(cè)量不確定度”。在JJF1001的5.18條定義中明確告訴我們“測(cè)量不確定度簡(jiǎn)稱不確定度”,VIML也以measurement uncertainty、uncertainty of measurement、uncertainty三者并列的形式進(jìn)行定義,這都充分說明了“測(cè)量不確定度”就是“不確定度”,“不確定度”就是“測(cè)量不確定度”的簡(jiǎn)稱,兩種稱呼指的是同一個(gè)術(shù)語,別無“分店”。 2.史老師說:“后來,目標(biāo)不確定度、定義不確定度、儀器不確定度,以及其他名目的多種不確定度問世,也就沒人追問該不該有‘測(cè)量’二字了。” 答:“目標(biāo)不確定度、定義不確定度、儀器不確定度,以及其他名目的多種不確定度”同樣也是省略了“測(cè)量”二字的術(shù)語。“目標(biāo)不確定度”請(qǐng)見JJF1001的5.26,原文明確寫道“全稱目標(biāo)測(cè)量不確定度”。“定義不確定度”請(qǐng)見JJF1001的5.24,原文寫道“由于被測(cè)量定義細(xì)節(jié)量有限所引起的測(cè)量不確定度分量”。“儀器不確定度”定義請(qǐng)見JJF1001的7.24,原文寫道“由所用的測(cè)量?jī)x器……引起的測(cè)量不確定度的分量”。三個(gè)術(shù)語的定義無一例外全部都沒有擺脫“測(cè)量”二字的束縛,其中也明確告訴我們所謂“定義不確定度”、“儀器不確定度”都是“測(cè)量”不確定度的一個(gè)“分量”,無非這個(gè)測(cè)量不確定度分量產(chǎn)生分別是“定義細(xì)節(jié)量有限”和“所用的測(cè)量?jī)x器(計(jì)量特性)”的原因罷了,這么多文字作為稱呼太費(fèi)事,因此也就簡(jiǎn)稱為“定義不確定度”、“儀器不確定度”而已。 3.史老師說:“ 在不確定度體系的架構(gòu)中,有標(biāo)準(zhǔn)不確定度、合成不確定度、擴(kuò)展不確定度,‘測(cè)量’二字呢?也就不提了,多了也實(shí)在麻煩。名稱嗎,意思清楚就可以了。” 答:此話有理,我贊成。標(biāo)準(zhǔn)不確定度、合成不確定度、擴(kuò)展不確定度仍然是標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量不確定度、合成測(cè)量不確定度、擴(kuò)展測(cè)量不確定度的簡(jiǎn)稱,說的是同一個(gè)術(shù)語,只不過為了說話即便,省略了“測(cè)量”二字而已。 4.史老師說:“標(biāo)準(zhǔn)不確定度有兩種評(píng)定方法:A類評(píng)定方法與B類評(píng)定方法。如果評(píng)定的結(jié)果相同,那就是一種標(biāo)準(zhǔn)不確定度,不能叫“A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度”與“B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度”。其實(shí),兩類評(píng)定的結(jié)果,二者在形式上、內(nèi)容上都是不同的,叫“A類不確定度”“B類不確定度”為什么不可以?” 答:“方法”不能稱為“結(jié)果”,同樣“評(píng)定方法”也不能稱為“評(píng)定結(jié)果”。測(cè)量不確定度是通過可靠的有用信息評(píng)定(估計(jì))出來的結(jié)果,一個(gè)測(cè)量結(jié)果只能有一個(gè)測(cè)量不確定度,可以用A類方法評(píng)估,也可以用B類方法評(píng)估。A、B兩種評(píng)定方法評(píng)估的結(jié)果會(huì)有差異,因此應(yīng)清楚地告訴有關(guān)人員測(cè)量不確定度評(píng)估結(jié)果的獲得方法,不應(yīng)該把用“A類評(píng)定方法”評(píng)估的不確定度結(jié)果含含糊糊地稱為“A類不確定度”,因?yàn)榉椒ㄊ欠椒ǎY(jié)果不是方法。 5.史老師說:“你說不能叫“A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度”;但規(guī)范JJF1059上就是叫“A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度”。且看下圖中劃紅線處的名稱。” 答:都成老師在19樓給出了《JJF 1059.1-2012 測(cè)量不確定度評(píng)定與表示修正表》,我就不再重復(fù)了。 |
237358527 發(fā)表于 2019-12-26 16:25 我看也是,可惜了,這么多年的努力。 |
都成 發(fā)表于 2019-12-26 16:18 老專家一旦走入了死胡同 , 就再也回不來頭了 。 |
史錦順 發(fā)表于 2019-12-25 11:27 請(qǐng)您問問還健在的這些人,他們現(xiàn)在還抨擊不確定度嗎?據(jù)我所知宋明順院長(zhǎng)關(guān)于不確定度又是出書又是發(fā)表文章,玩的不亦樂乎。 您總是說“王大珩院士(已故)在1993年國(guó)際計(jì)量委員會(huì)就《GUM》投票時(shí),投了反對(duì)票(一共18位委員,反對(duì)票16張)”,現(xiàn)在的委員們還這樣嗎? GUM用“不確定度”的概念來改造和發(fā)展了誤差理論,也解決了概念混亂的問題。您用“誤差元”和“誤差范圍”的概念來改造和發(fā)展誤差理論,不是一樣嗎?只許你改不讓別人改,您不覺得霸道嗎?大家來看看您都改成啥樣了!看看您的“統(tǒng)計(jì)測(cè)量”和“交叉系數(shù)”理論,實(shí)在是非常人能理解。看看您全盤否定不確定度理論的說辭靠譜嗎?欲加之罪何患無辭。 新的一年要來了,先祝您新年快樂!給您提點(diǎn)建議: 一、抓住這次上書國(guó)務(wù)院的機(jī)會(huì)不放松,一定要盡快取得成果,盡快將大作正式出版,順便還能賺點(diǎn)稿費(fèi),在這里討論已毫無意義,因?yàn)橐延懻撨@么多年了。 二、將您的核心觀點(diǎn)整理成一篇或幾篇文章,到國(guó)內(nèi)外權(quán)威雜志上發(fā)表,既然您的理論這么厲害,不發(fā)表是人類計(jì)量學(xué)的重大損失。 您的人生經(jīng)歷令人羨慕,1963年畢業(yè)于北大并進(jìn)如中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院工作,與美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局(NBS)的埃森哈特提出采用“不確定度”的建議是同年,他忽悠著全世界的8個(gè)國(guó)際組織搞了個(gè)令人頭疼的“GUM”,中國(guó)人也得跟著執(zhí)行。您老意志堅(jiān)定,堅(jiān)決批判和否定GUM,以實(shí)現(xiàn)您的奮斗目標(biāo):建立屬于中國(guó)人獨(dú)創(chuàng)的一門新學(xué)說“新概念測(cè)量計(jì)量學(xué)”,那您也搞一個(gè)“類似的GUM”,不能太長(zhǎng),否則不好出版,讀者也不愿意看。 時(shí)不我待,史老加油! |
史錦順 發(fā)表于 2019-12-26 12:08 JJF1059.1的錯(cuò)誤一塌糊涂,這是公布的修正表,不要老拿著錯(cuò)誤說事。 |
JJF 1059.1-2012 測(cè)量不確定度評(píng)定與表示修正表.doc
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史錦順 發(fā)表于 2019-12-26 12:08 這只是 為了 把 不確定度 量化 的一種計(jì)算方法, 你又何必 糾結(jié)于 A類不確定度,B類不確定度 這些叫法呢? |
請(qǐng)先生注意:老史反對(duì)不確定度體系,是就其在一般測(cè)量計(jì)量中的應(yīng)用而言的。有些特殊情況,如物理常數(shù)的測(cè)量,可以用不確定度來表達(dá)。 又一次看到史先生有認(rèn)可不確定度的地方。可喜可賀 |
本帖最后由 yeses 于 2019-12-25 12:36 編輯 237358527 發(fā)表于 2019-12-25 11:07 贊同!跟我的《測(cè)量誤差及其不確定性的普適理論》中的觀點(diǎn)完全一致。 一個(gè)測(cè)得值給出后,其與真值之間就是個(gè)偏差(誤差),要做得事情就是對(duì)這個(gè)偏差所存在的概率區(qū)間作出估計(jì)---即我們不能確定這個(gè)誤差值的程度---不確定度。沒有什么精密度正確度問題了,該廢棄的恰恰是精密度正確度。不確定度的概念內(nèi)涵當(dāng)然也需要澄清。 |
史錦順 發(fā)表于 2019-12-25 11:27 不確定度體系這么容易廢棄? 國(guó)際上所以的 高精尖技術(shù)都是用 不確定度 表述 ,國(guó)內(nèi)一旦廢除不確定度體系,如何與國(guó)際交流? 除非 你 的科技水平 超過 美國(guó),德國(guó),日本這些老牌科技強(qiáng)國(guó),他們才會(huì)聽你的 這是用 科技實(shí)力在說話,誰引領(lǐng)科技誰有話語權(quán) , 難道 國(guó)內(nèi)不緊跟 世界科技潮流,又要回到 閉門造車 的年代?又要像 清朝 一樣 讓 別人大炮轟開 大門 才 醒悟? |
王莽之獻(xiàn) 發(fā)表于 2019-12-25 10:06 - 先生還沒弄明白老史文章的意圖,一旦老史的主張“廢棄不確定度體系”主張被接受,貫徹不確定度體系的規(guī)范就失效了。沒用的不確定度,要它作甚? 老史的主張,絕非一人之口出狂言。我國(guó)的王大珩院士(已故) 是代表我國(guó)的國(guó)際計(jì)量委員會(huì)的委員,在1993年國(guó)際計(jì)量委員會(huì)就《GUM》投票時(shí),投了反對(duì)票(一共18位委員,反對(duì)票16張)。我國(guó)著名計(jì)量專家,計(jì)量院技術(shù)副院長(zhǎng)錢鐘泰先生,代表中國(guó)計(jì)量科學(xué)院(NIM)多次向國(guó)際計(jì)量委員會(huì)提出不同意見,竟不被接受。錢鐘泰還率領(lǐng)國(guó)家計(jì)量院的兩任院長(zhǎng)(潘必卿、童光球) 和中國(guó)計(jì)量大學(xué)的現(xiàn)任校長(zhǎng)宋明順,寫多篇文章,抨擊不確定度。老先生得知我多次上書,再現(xiàn)熱情,老先生(85歲)用四個(gè)月的時(shí)間寫出《回顧》一文,明確提出廢棄不確定度的主張。有此兩位名人的指引,老史則勇往直前,奮斗不已。現(xiàn)在在網(wǎng)上寫文章,意在廣納各方意見,夯實(shí)基礎(chǔ)。上書以爭(zhēng)取領(lǐng)導(dǎo)支持;發(fā)文而廣泛征求意見。堅(jiān)信:真理必勝,是金子總會(huì)發(fā)光的。人雖老,而精神煥發(fā),國(guó)際性的學(xué)術(shù)斗爭(zhēng),其樂無窮! - |
史錦順 發(fā)表于 2019-12-25 10:04 不確定度理論是沒有任何問題的 但是 不確定度評(píng)定方法 也許存在 不合理之處,這是 與你 傳統(tǒng)誤差理論 同樣存在 不合理之處一個(gè)道理。 你所謂的A類,B類不確定度,其實(shí)表達(dá)是不對(duì)的, A類,B類只評(píng)定不確定度的方法而已。 不確定度本身不存在所謂的A類,B類。 |
舉例說明:JJG168立式金屬儲(chǔ)罐檢定規(guī)程,最終給出的只能是不確定度,而不是誤差。如何解答這個(gè)問題? |
本帖最后由 史錦順 于 2019-12-25 10:32 編輯 (接9#) 用R測(cè)表示儀器誤差范圍;用R變表示物理量的變化范圍(R恒正)有 R總=√ (R變2+R測(cè)2) (2.4) 基礎(chǔ)測(cè)量,物理量變化范圍R變可略,總差值范圍R總等于測(cè)量誤差范圍R測(cè)。 統(tǒng)計(jì)測(cè)量,測(cè)量誤差范圍R測(cè)可略,總差值范圍R總等于量值變化范圍R變。 由于是“方和根合成”,忽略項(xiàng)的條件是比另一項(xiàng)小1/3。 當(dāng)二項(xiàng)都不能忽略時(shí),是基礎(chǔ)測(cè)量與統(tǒng)計(jì)測(cè)量交叉的情況,稱混合測(cè)量。混合測(cè)量的總差值范圍由測(cè)量誤差范圍與量值變化范圍合成。 混合測(cè)量不滿足劃分為基礎(chǔ)測(cè)量與統(tǒng)計(jì)測(cè)量的條件(1)與條件(2),無法決定表征量歸屬于測(cè)量手段還是被測(cè)對(duì)象。對(duì)通常的測(cè)量來說,混合測(cè)量是無效測(cè)量。混合測(cè)量可用的場(chǎng)所僅限于國(guó)際物理常數(shù)的測(cè)量。 2.5 分清兩類測(cè)量是對(duì)測(cè)量計(jì)量的基本要求 測(cè)量的目的是認(rèn)識(shí)被測(cè)量的量值,因此要求測(cè)量?jī)x器的誤差盡可能小。小到什么程度?小到測(cè)量?jī)x器誤差范圍滿足測(cè)量的準(zhǔn)確度要求。 計(jì)量的目的是判別測(cè)量?jī)x器的合格性,即測(cè)量?jī)x器的誤差是否符合指標(biāo)。計(jì)量中,只判斷該儀器的誤差元是否在誤差范圍指標(biāo)值內(nèi),并不給出該儀器測(cè)量誤差的具體數(shù)值,因?yàn)橛?jì)量是統(tǒng)計(jì)的抽樣,不可能保證所有情況下都是這個(gè)具體數(shù)值。保證的是誤差元不超出誤差范圍指標(biāo)。 檢定測(cè)量?jī)x器的具體做法,一般是用被檢測(cè)量?jī)x器去測(cè)量已知性能指標(biāo)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的偏差范圍要遠(yuǎn)小于被檢測(cè)量?jī)x器的誤差范圍指標(biāo)(所謂遠(yuǎn)小于,一般指1/4到1/10或更小)。測(cè)得值與量值標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)稱值之差,就是測(cè)量?jī)x器測(cè)量誤差的測(cè)得值。誤差測(cè)得值稱視在誤差。視在誤差(以標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)稱值為參考值)與被檢儀器的真誤差(以標(biāo)準(zhǔn)的真值為參考值)之差,是計(jì)量誤差。計(jì)量誤差范圍,等于所用標(biāo)準(zhǔn)的誤差范圍(標(biāo)準(zhǔn)有附加設(shè)備時(shí),要計(jì)入附加誤差)。 測(cè)量計(jì)量工作中不準(zhǔn)出現(xiàn)兩類測(cè)量交叉的混合測(cè)量。在混合測(cè)量中,表征量把測(cè)量誤差與被測(cè)量的變化量攪在一起,無法給出任何一方的確切性能值,更無法對(duì)任何一方作出合格性判斷。 例如,在穩(wěn)定度性能測(cè)量中,用2E-6的頻率計(jì)去測(cè)量2E-7的晶振(經(jīng)計(jì)量認(rèn)定),這是基礎(chǔ)測(cè)量,表征量是頻率計(jì)的誤差;用2E-8的頻標(biāo)比對(duì)裝置(計(jì)量過)測(cè)量上一臺(tái)2E-7的晶振,就是統(tǒng)計(jì)測(cè)量,表征量屬于晶振。如果用頻率計(jì)測(cè)量指標(biāo)相近的晶振,就是兩類測(cè)量的交叉情況,是混合測(cè)量。這是糊涂官審混沌案,無解。 測(cè)量工作者與計(jì)量者,在進(jìn)行測(cè)量時(shí),都要明確對(duì)測(cè)量的準(zhǔn)確度要求,要選用合乎要求的測(cè)量?jī)x器進(jìn)行測(cè)量。 2.6 四種情況 在測(cè)量計(jì)量的實(shí)踐中,可能出現(xiàn)如下四種情況。 (1)基礎(chǔ)測(cè)量,符合條件(2.1)。這是經(jīng)典測(cè)量,被測(cè)量是常量。 (2)統(tǒng)計(jì)測(cè)量,符合條件(2.2)。這是統(tǒng)計(jì)測(cè)量,被測(cè)量是隨機(jī)變量。 (3)物理常數(shù)測(cè)量,此時(shí)R變與R測(cè),都極小,這是用當(dāng)代的世界最高水平的測(cè)量?jī)x器(R測(cè)極小),去測(cè)量宇宙間最穩(wěn)定的量值(R變極小)。 國(guó)際物理常數(shù),給出的就是(2.4)表達(dá)的總偏差范圍,稱為“不確定度”。這個(gè)稱呼是確切的。注意,這里的“不確定度”一詞,表示量值變化與測(cè)量誤差的總效果。 (4)非物理常數(shù)測(cè)量,而又R變與R測(cè)大小相當(dāng),即不能忽略其中的任何一項(xiàng),也不能二項(xiàng)同時(shí)忽略。這種測(cè)量是混合測(cè)量。在此混合測(cè)量中,區(qū)分不開測(cè)量的表征量是測(cè)量?jī)x器誤差,還是被測(cè)量本身的變化。精密測(cè)量與普通測(cè)量,都要避免這種情況(如果被測(cè)量有不可忽略的變化,選用測(cè)量?jī)x器的誤差范圍小于被測(cè)量變化的1/4即可)。 情況(1)與情況(2)是正常的測(cè)量情況。 情況(3)是特殊情況,是允許的。 情況(4)是混合測(cè)量,不允許。測(cè)量計(jì)量實(shí)踐中,都不容忍這種情況。 GUM的測(cè)量溫度的例子,就是違反測(cè)量常規(guī)知識(shí)的混合測(cè)量。計(jì)算得到的表征量,不知是溫度計(jì)的還是溫度源的,這是無效的測(cè)量。 2.7 兩類測(cè)量的不同操作 (1) 統(tǒng)計(jì)測(cè)量要用單值的σ,不能除以根號(hào)N 統(tǒng)計(jì)變量的分散性,是統(tǒng)計(jì)測(cè)量的關(guān)鍵性能指標(biāo)。該用單值的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ,還是用平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ平?這是個(gè)重要的問題,在理論上與實(shí)踐上,都很重要。本書兩類測(cè)量的學(xué)術(shù)思想,著重理清這個(gè)問題。 測(cè)量N次,得到N個(gè)測(cè)量值。將N個(gè)數(shù)代入貝塞爾公式,計(jì)算得出的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ,稱為單值的σ。單值的σ,表明單值的分散性。σ除以根號(hào)N,等于σ平,表征平均值的分散性。由于誤差理論中取平均值(僅限于取平均值),用平均值的σ平,這是對(duì)的。然而,對(duì)統(tǒng)計(jì)測(cè)量,用平均值當(dāng)測(cè)得值,而分散性是單值的σ,不是σ平 。 為什么統(tǒng)計(jì)測(cè)量的表征量是單值的σ? (1.1)統(tǒng)計(jì)測(cè)量要表達(dá)的對(duì)象 在統(tǒng)計(jì)測(cè)量中,隨機(jī)變量的每個(gè)值,都是客觀存在。單值的分散性,是要表達(dá)的對(duì)象。這個(gè)值,就是單值的σ。 (1.2)σ與 σ平本身的性質(zhì)不同 當(dāng)測(cè)量次數(shù)N增大時(shí),σ趨近一個(gè)穩(wěn)定值。當(dāng)N無限增大時(shí),σ的極限是常數(shù)。由于σ平等于σ除以根號(hào)N,當(dāng)N增大時(shí),σ平逐漸縮小;當(dāng)N趨于無限大時(shí),σ平的極限是零。 特定的統(tǒng)計(jì)變量,有特定的單值σ,有特定極限。因此單值的σ體現(xiàn)隨機(jī)變量的特性。 各種不同的隨機(jī)變量,其σ平的數(shù)學(xué)期望都是零。因此,σ平掩蓋了隨機(jī)變量的特性,故σ平不能作為統(tǒng)計(jì)變量的表征量。 (1.3) 對(duì)象與手段的不同 σ平是測(cè)量次數(shù)N的函數(shù)。而單值的σ不是測(cè)量次數(shù)N的函數(shù)。N是測(cè)量手段問題。統(tǒng)計(jì)測(cè)量是認(rèn)識(shí)對(duì)象的性質(zhì),因此表征量必須與手段無關(guān)而取決于對(duì)象(統(tǒng)計(jì)變量)。統(tǒng)計(jì)變量的特性是單值的σ。 在基礎(chǔ)測(cè)量中,示值的分散性的表征量是標(biāo)準(zhǔn)偏差σ,又稱隨機(jī)誤差。測(cè)量取平均值為測(cè)得值,平均值的分散性的表征量是σ平,等于σ除以根號(hào)N,取3σ平為隨機(jī)誤差范圍。這種表征方法,只在研究性的極精密測(cè)量中用。這時(shí)已知系統(tǒng)誤差。 在一般應(yīng)用測(cè)量中,知道測(cè)量?jī)x器的誤差范圍指標(biāo)值,卻不知系統(tǒng)誤差的具體值。測(cè)得值取平均值是必要的,但計(jì)算σ平卻沒有必要。σ平已經(jīng)包含在儀器指標(biāo)中。新求得的σ平派不上用場(chǎng)。 在統(tǒng)計(jì)測(cè)量中,因測(cè)量誤差遠(yuǎn)小于被測(cè)量本身的變化,每個(gè)測(cè)得值都是實(shí)際值,表征量值分散性的是σ,而不是σ平。因而在統(tǒng)計(jì)測(cè)量中,測(cè)得值要取平均值,卻不能將σ除以根號(hào)N。 (1.4)統(tǒng)計(jì)測(cè)量與基礎(chǔ)測(cè)量所要求的測(cè)量結(jié)果不同 基礎(chǔ)測(cè)量,求測(cè)量結(jié)果,是由測(cè)量值找期望值,測(cè)量結(jié)果區(qū)間必須包括期望值(目標(biāo)是真值,表達(dá)是平均值);而統(tǒng)計(jì)測(cè)量,求測(cè)量結(jié)果,是找包含所有變量值的區(qū)間。 在統(tǒng)計(jì)測(cè)量中,只有區(qū)間[L平-3σ,L平,L平+3σ]對(duì)被統(tǒng)計(jì)的各個(gè)量值的包含概率是99.7%. 一些書上說:量值取單值,用單值標(biāo)準(zhǔn)偏差σ;量值取平均值,用平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ平。這對(duì)基礎(chǔ)測(cè)量是對(duì)的;對(duì)統(tǒng)計(jì)測(cè)量不對(duì)。在統(tǒng)計(jì)測(cè)量中,量值取平均值,偏差取單值的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ,偏差區(qū)間[L平-3σ,L平,L平+3σ]對(duì)各個(gè)統(tǒng)計(jì)變量值的包含概率是99.7%;如果此時(shí)半寬取3σ平,若N=25,區(qū)間對(duì)統(tǒng)計(jì)變量的包含概率就僅有2φ(1/√25)-1=45%. 因此,在統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)測(cè)量中,統(tǒng)計(jì)變量的量值表征量是平均值,而分散性的表征量是單值的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ,即在統(tǒng)計(jì)測(cè)量中,σ不能除以根號(hào)N。 (2)統(tǒng)計(jì)測(cè)量不能剔除異常數(shù)據(jù) 基礎(chǔ)測(cè)量可以按規(guī)則(例如大于3σ)剔除異常數(shù)據(jù)。因?yàn)楸粶y(cè)客觀量只有一個(gè),個(gè)別數(shù)據(jù)離群是認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤,舍棄是去掉錯(cuò)誤;而統(tǒng)計(jì)測(cè)量的前提是測(cè)量?jī)x器誤差遠(yuǎn)小于被測(cè)量的變化,測(cè)得的每一個(gè)值都是客觀存在,不可舍棄。如有異常數(shù)據(jù),要找出產(chǎn)生異常值的原因而改進(jìn)之。統(tǒng)計(jì)測(cè)量不能舍棄異常數(shù)據(jù)。著名的阿侖方差,就不舍棄任何數(shù)據(jù)。 2.8 對(duì)測(cè)量?jī)x器的計(jì)量是統(tǒng)計(jì)測(cè)量 (2.1)(2.2)兩式,是測(cè)量(認(rèn)知量值的狹義測(cè)量)場(chǎng)合中,劃分兩類測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)。不包括計(jì)量。計(jì)量中被檢測(cè)量?jī)x器成為對(duì)象,而手段是計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。此時(shí)的兩類測(cè)量的劃分,要按對(duì)象與手段的比較。手段可忽略的是統(tǒng)計(jì)測(cè)量。對(duì)儀器精密度、隨機(jī)穩(wěn)定性(波動(dòng)性)、重復(fù)性、再現(xiàn)性的測(cè)量都是統(tǒng)計(jì)測(cè)量。有些特例,對(duì)某些常量(如量塊的長(zhǎng)度、砝碼的質(zhì)量)也可以視為常量測(cè)量。但計(jì)量的主要部分是統(tǒng)計(jì)測(cè)量。 單值量具(如量塊、砝碼)的計(jì)量,可按基礎(chǔ)測(cè)量處理。 通常的測(cè)量?jī)x器,是指能獨(dú)立完成測(cè)量的有特定量程、有分辨力、精密度、準(zhǔn)確度指標(biāo)的多值的測(cè)量?jī)x器。測(cè)量?jī)x器的計(jì)量是統(tǒng)計(jì)測(cè)量。要按統(tǒng)計(jì)測(cè)量的法則處理計(jì)量問題。 凡統(tǒng)計(jì)測(cè)量,都不能除以根號(hào)N,也不應(yīng)剔除異常數(shù)據(jù)。因?yàn)閷?duì)象的異常數(shù)據(jù),很可能是其隱患的一種表現(xiàn),確是對(duì)象問題,不能放過。如果是手段問題,可以剔除異常數(shù)據(jù)。不過一個(gè)夠格的計(jì)量室,一個(gè)優(yōu)秀的計(jì)量師,不會(huì)出現(xiàn)手段的異常數(shù)據(jù)。 在具體實(shí)踐測(cè)量中,認(rèn)定兩類測(cè)量劃分的條件可具體化如下。 1 必須知道所用測(cè)量?jī)x器的誤差范圍R儀/指標(biāo)(準(zhǔn)確度),近些年又稱最大允許誤差(MPEM)。測(cè)量者知道的是測(cè)量?jī)x器的指標(biāo)值R儀/指標(biāo)。指標(biāo)值可當(dāng)實(shí)際值用。 2 重復(fù)測(cè)量N次(N可取20,不得小于10),按貝塞爾公式計(jì)算σ 若 σ ≤ R儀/指標(biāo) / 3 (2.5) 為基礎(chǔ)測(cè)量(被測(cè)量的變化可略)。 若 R儀/指標(biāo) ≤ σ (2.6) 為統(tǒng)計(jì)測(cè)量(測(cè)量?jī)x器的誤差可略)。 若 R儀/指標(biāo) / 3 < σ < R儀/指標(biāo) (2.7) 為兩類測(cè)量的混合測(cè)量。 理由說明 1) 公式(2.5)可表達(dá)為 3σ ≤ R儀/指標(biāo) 隨機(jī)變化在誤差范圍內(nèi),可視為儀器的隨機(jī)誤差。認(rèn)為被測(cè)量是常量。表達(dá)量3σ(隨機(jī)誤差范圍)屬于手段(測(cè)量?jī)x器)。 2)公式(2.6)可表達(dá)為 R儀/指標(biāo) ≤(3σ)/3 測(cè)量的誤差范圍,小于被測(cè)對(duì)象(隨機(jī)變化范圍3σ)的1/3,可以忽略。手段的誤差可略,表達(dá)量3σ(偏差范圍)屬于對(duì)象(統(tǒng)計(jì)變量)。 測(cè)量結(jié)果表達(dá)統(tǒng)計(jì)變量的偏差范圍,因而是統(tǒng)計(jì)測(cè)量。 - 精密測(cè)量中,進(jìn)行了多次測(cè)量,就可按貝塞爾公式計(jì)算σ,而選用測(cè)量?jī)x器時(shí)又必然知道測(cè)量?jī)x器的誤差范圍值R儀/指標(biāo)。比較σ與R儀/指標(biāo),即可區(qū)分兩類測(cè)量。 基礎(chǔ)測(cè)量,用平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差σ平,即除以根號(hào)N. 統(tǒng)計(jì)測(cè)量,用單值的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ,即不能除以根號(hào)N. - |
本帖最后由 史錦順 于 2019-12-25 09:38 編輯 237358527 發(fā)表于 2019-12-24 14:24 - 請(qǐng)先生注意:老史反對(duì)不確定度體系,是就其在一般測(cè)量計(jì)量中的應(yīng)用而言的。有些特殊情況,如物理常數(shù)的測(cè)量,可以用不確定度來表達(dá)。 不確定度體系的最大特點(diǎn)是手段與對(duì)象的混淆,這在一般測(cè)量計(jì)量的實(shí)踐中是行不通的。(1)不能把手段的問題錯(cuò)算在對(duì)象中;(2)不能把對(duì)象的問題錯(cuò)算在手段中。第一條關(guān)系到測(cè)量中如何選用測(cè)量?jī)x器,計(jì)量中如何選擇計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。(3)不能“性能的歸屬不清”。如此,就是一筆糊涂賬。 例1 測(cè)量信源頻率穩(wěn)定度(短穩(wěn)),儀器的短穩(wěn)必須優(yōu)于信源短穩(wěn)3倍以上(因?yàn)槭恰胺胶透比都纯桑_@是統(tǒng)計(jì)測(cè)量,表征量是對(duì)象的。手段的影響必須可略。 例2 現(xiàn)在的計(jì)量的不確定度評(píng)定中,U95包含有對(duì)象的因素,放在合格性的判別公式的右側(cè),是把對(duì)象當(dāng)手段,于是判別公式錯(cuò)了。 例3 國(guó)際規(guī)范GUM的重要例題(占很大篇幅)溫度測(cè)量,對(duì)象手段不分,測(cè)量許多數(shù)據(jù),計(jì)算σ,卻不知屬于誰,是溫度源的,還是溫度計(jì)的?一筆糊涂賬。這是無效的測(cè)量、失敗的測(cè)量。規(guī)范的例子是范例,是讓人效仿的。錢鐘泰先生《回顧》一文指出:GUM的舉例,不能效仿。 以下附錄是《史法測(cè)量計(jì)量學(xué)》的第2章的一部分。其中,早已說明,不確定度表達(dá)物理常數(shù)是恰當(dāng)?shù)摹N锢沓?shù)的測(cè)量是用世界上誤差最小的儀器測(cè)量宇宙間最穩(wěn)定的物理量。沒法區(qū)分表征量是儀器的微小誤差還是常數(shù)本身的微小變化,只能給出個(gè)混合指標(biāo)。不確定度恰恰是手段對(duì)象不分的混合體,因此表達(dá)物理常數(shù)的混合指標(biāo)是恰當(dāng)?shù)摹N锢沓?shù)測(cè)量是測(cè)量計(jì)量領(lǐng)域金字塔的頂尖。在那個(gè)塔尖上,不確定度體系自可安身立命;而一到現(xiàn)實(shí)人間,就成了擾民的壞蛋了。 附錄 《史法測(cè)量計(jì)量學(xué)》第2章(部分) ------------------------------------------------------------ 2.2 測(cè)量分類的標(biāo)準(zhǔn) 量分常量和變量。對(duì)常量與慢變化量的測(cè)量稱基礎(chǔ)測(cè)量。基礎(chǔ)測(cè)量又稱常量測(cè)量,或稱經(jīng)典測(cè)量。對(duì)統(tǒng)計(jì)變量的測(cè)量稱統(tǒng)計(jì)測(cè)量。 基礎(chǔ)測(cè)量處理的問題是這樣的:客觀物理量值不變,測(cè)量?jī)x器有誤差。相應(yīng)的理論是誤差理論。統(tǒng)計(jì)測(cè)量處理的問題是另一種情況:客觀物理量的大小以一定的概率出現(xiàn),而測(cè)量?jī)x器無誤差,相應(yīng)的理論是統(tǒng)計(jì)理論。 所謂物理量值不變或儀器無誤差,都是相對(duì)的,不是絕對(duì)的“不變”或“無誤差”。 設(shè)物理量值的變化范圍為R變,測(cè)量?jī)x器的誤差范圍為R測(cè),若 R變 << R測(cè) (2.1) 即物理量值的變化范圍遠(yuǎn)小于測(cè)量?jī)x器的誤差范圍,這種情況稱基礎(chǔ)測(cè)量(常量測(cè)量),適用理論是經(jīng)典測(cè)量學(xué)。 如果考察對(duì)象是物理量的變化量,且有 R測(cè) << R變 (2.2) 即測(cè)量?jī)x器的誤差范圍(包括系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差)遠(yuǎn)小于物理量的變化量,這類測(cè)量稱統(tǒng)計(jì)測(cè)量。這種場(chǎng)合測(cè)量誤差可忽略。測(cè)得值的變化,反映被測(cè)量值本身的變化。 (2.1)(2.2)兩式,是測(cè)量(認(rèn)知量值的狹義測(cè)量,不包括計(jì)量)場(chǎng)合中,劃分兩類測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)。 2.3 兩類測(cè)量 第一類 基礎(chǔ)測(cè)量 基礎(chǔ)測(cè)量是被測(cè)量的變化范圍遠(yuǎn)小于測(cè)量?jī)x器的誤差范圍的測(cè)量。被測(cè)量是常量,存在唯一真值。測(cè)量得到多個(gè)測(cè)量值,這些測(cè)量值構(gòu)成的隨機(jī)變量,存在期望值,測(cè)量值的平均值是測(cè)得值。貝塞爾公式成立,測(cè)得值的分散性是3σ平(測(cè)得值與期望值的差距),σ平是平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差。測(cè)量值的期望值與真值差距是系統(tǒng)誤差。 隨機(jī)誤差范圍與系統(tǒng)誤差范圍范圍合成為總誤差范圍(簡(jiǎn)稱誤差范圍);誤差范圍稱為準(zhǔn)確度。 在一般的測(cè)量中,基礎(chǔ)測(cè)量的誤差范圍由測(cè)量?jī)x器的誤差范圍確定。測(cè)量?jī)x器的誤差范圍包括測(cè)量?jī)x器的隨機(jī)誤差與系統(tǒng)誤差,也包括正常使用條件下的漂移、環(huán)境、方法、人員的影響因素。這些因素,由測(cè)量?jī)x器使用規(guī)范來限定。因此,在滿足測(cè)量?jī)x器使用條件、正確使用測(cè)量?jī)x器的條件下,測(cè)量?jī)x器的誤差,就是測(cè)得值的誤差。可以用測(cè)量?jī)x器的誤差范圍的指標(biāo)值來當(dāng)作測(cè)得值的誤差范圍,這是冗余代換,是方便合理的。 測(cè)得值加減誤差范圍是測(cè)量結(jié)果。測(cè)量結(jié)果的區(qū)間中包含被測(cè)量的真值。 誤差范圍稱準(zhǔn)確度,貫穿于測(cè)量?jī)x器研制、計(jì)量檢定、實(shí)用測(cè)量各種場(chǎng)合。 第二類 統(tǒng)計(jì)測(cè)量 當(dāng)測(cè)量?jī)x器誤差范圍遠(yuǎn)小于物理量的變化范圍時(shí),是統(tǒng)計(jì)測(cè)量。物理量的變化范圍簡(jiǎn)稱偏差范圍。 測(cè)得到的多個(gè)值,每個(gè)值都是被測(cè)量的實(shí)際值;存在期望值;量值的分散性用單個(gè)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ表征;有標(biāo)稱值(目標(biāo)值),講究準(zhǔn)確度。 兩類測(cè)量的表征量的重要區(qū)別:基礎(chǔ)測(cè)量用平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差(稱標(biāo)準(zhǔn)誤差),統(tǒng)計(jì)測(cè)量用單個(gè)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差。二者相差根號(hào)N倍。 基礎(chǔ)測(cè)量的目的是獲得接近真值的測(cè)得值,講究的是測(cè)量誤差;統(tǒng)計(jì)測(cè)量獲得的每個(gè)值都是實(shí)際值,著眼點(diǎn)是獲得量值及其隨機(jī)偏差。 2.4 基礎(chǔ)測(cè)量與統(tǒng)計(jì)測(cè)量交叉的混合測(cè)量 物理量的變化范圍遠(yuǎn)小于測(cè)量?jī)x器誤差范圍時(shí),是基礎(chǔ)測(cè)量,測(cè)量誤差范圍由測(cè)量?jī)x器誤差決定;測(cè)量?jī)x器誤差范圍遠(yuǎn)小于物理量的變化范圍時(shí),是統(tǒng)計(jì)測(cè)量,偏差范圍由物理量的變化決定。隨著測(cè)量?jī)x器精度的提高,統(tǒng)計(jì)測(cè)量越來越多。 還有一種情況,介于二者之間,物理量的變化與測(cè)量?jī)x器的誤差相差不多,這是混合測(cè)量。 對(duì)混合測(cè)量,用差分法處理如下。 設(shè)物理量為L(zhǎng),物理量的標(biāo)稱值(數(shù)學(xué)期望值)為L(zhǎng)o,物理量的變化元為ΔL變,測(cè)量?jī)x器的誤差元為Δ測(cè)(可正可負(fù)),誤差范圍為R測(cè)(恒正),測(cè)得值為L(zhǎng)測(cè) ,測(cè)得值總差值為ΔL總 L測(cè) = L+Δ測(cè) ∵ L = Lo+ ΔL變 ∴ L 測(cè) = Lo + ΔL變+Δ測(cè) 移項(xiàng) L測(cè) - L0 = ΔL變+Δ測(cè) 得誤差元的差值公式為: ΔL總 = ΔL變 + Δ測(cè) (2.3) 因ΔL變是隨機(jī)變量,與儀器誤差合成取“方和根”合成(第4章)。- (接下頁(yè)) - |
本帖最后由 都成 于 2019-12-25 09:15 編輯 史錦順 發(fā)表于 2019-12-24 19:02 請(qǐng)問測(cè)量?jī)x器的精密度如何測(cè)量?如何定量表達(dá)?如何體現(xiàn)出個(gè)個(gè)測(cè)量結(jié)果都是真值? 請(qǐng)舉例說明,它是如何符合您的“統(tǒng)計(jì)測(cè)量”的范疇? |
對(duì)一個(gè)被測(cè)量不論是測(cè)一次,還是重復(fù)測(cè)量2次、10次或n次,最終都只能給出一個(gè)最終測(cè)得值,測(cè)量實(shí)施時(shí)的真值也只有一個(gè),誤差又是測(cè)得值與真值之差,那誤差和偏差還能說出什么區(qū)別來呢? 無非是,這個(gè)誤差的數(shù)值是不知道的,我們需要研究這個(gè)誤差的所有可能取值---大量的誤差樣本的分散性,以評(píng)價(jià)這個(gè)誤差的概率范圍。誤差樣本和誤差是二個(gè)不同的概念。 |
“誤差”與“偏差”,是測(cè)量計(jì)量領(lǐng)域常見的兩個(gè)術(shù)語,適用于測(cè)量計(jì)量領(lǐng)域所有的測(cè)量活動(dòng),無論基礎(chǔ)測(cè)量(被測(cè)量為常量),還是統(tǒng)計(jì)測(cè)量(被測(cè)量是統(tǒng)計(jì)變量),都可以使用“誤差”和“偏差”。“測(cè)量不確定度”也是測(cè)量計(jì)量領(lǐng)域常見術(shù)語,同樣適用于測(cè)量計(jì)量領(lǐng)域所有的測(cè)量活動(dòng)。誤差、偏差、不確定度的適用范圍均與“基礎(chǔ)測(cè)量”、“統(tǒng)計(jì)測(cè)量”無關(guān)。不確定度的評(píng)定分為A、B兩種方法,沒有A類不確定度和B類不確定度之分,不管用哪種方法評(píng)定的不確定度,用途都是量化評(píng)判測(cè)量結(jié)果或測(cè)量過程的可信性,不能用于評(píng)判被測(cè)對(duì)象的合格性,用于評(píng)判被測(cè)對(duì)象合格性的量化參數(shù)只能是“誤差”或“偏差”。 “誤差”,當(dāng)用于表達(dá)“測(cè)得值”的“準(zhǔn)確性”品質(zhì)質(zhì)量時(shí),是“測(cè)得值減真值”的含義,用英文單詞的第一個(gè)字母簡(jiǎn)寫為E,就是史老師所說的“誤差元”,是描寫該測(cè)得值的實(shí)際“計(jì)量特性”到底有多大。如果說“銣頻標(biāo)的誤差比銫頻標(biāo)的誤差大”時(shí),“誤差”則是指“誤差范圍”(習(xí)慣性省略了名詞“范圍”),是用來定量評(píng)價(jià)“測(cè)得值”的準(zhǔn)確性品質(zhì)參數(shù)指標(biāo),是指對(duì)測(cè)得值的“計(jì)量要求”,全稱應(yīng)該是“最大允許誤差的絕對(duì)值”,是在E的基礎(chǔ)上增加三個(gè)英文單詞的第一個(gè)字母M、P、V與誤差E組合,簡(jiǎn)寫為MPEV,因?yàn)橛辛恕敖^對(duì)值”(V),所以是恒正的數(shù)。 “偏差”,剛好與“誤差”絕對(duì)值相等,符號(hào)相反。用于表達(dá)測(cè)得值的準(zhǔn)確性具體有多大的時(shí)候,是“真值減去測(cè)得值(測(cè)量設(shè)備“顯示值”)”。值得注意的是,“實(shí)物量具”的“顯示值”(即一般所說的“測(cè)得值”)刻寫在實(shí)物量具上,稱為“標(biāo)稱值”或“名義值”,“真值”則是計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)提供的“約定真值”,常常被稱為實(shí)際測(cè)得值(簡(jiǎn)稱“實(shí)際值”)。用來定量評(píng)價(jià)“測(cè)得值”的準(zhǔn)確性品質(zhì)參數(shù)指標(biāo)(即“計(jì)量要求”)時(shí),有“上偏差”與“下偏差”之分,上下偏差的差稱為“公差”或“控制限”。“上偏差”指最大允許值減去名義值(公稱值),“下偏差”是最小允許值減去名義值。 “不確定度”不能用來評(píng)判被測(cè)對(duì)象的合格性,而是用來量化評(píng)判測(cè)得值或測(cè)量過程的“可信性”品質(zhì)高低,表達(dá)的是測(cè)得值可信性的區(qū)間半寬。不確定度用于“計(jì)量特性”時(shí),表達(dá)該測(cè)得值的可信性實(shí)際有多大,該測(cè)量結(jié)果可不可以被用于判斷被測(cè)對(duì)象的合格性,滿足1/3原則的測(cè)量結(jié)果可用于被測(cè)對(duì)象合格性的評(píng)判,不滿足的必須要求測(cè)量人員更換測(cè)量方法重新測(cè)量。用于“計(jì)量要求”時(shí),是表達(dá)測(cè)量過程的可信性必須達(dá)到什么程度,如果擬測(cè)對(duì)象的“控制限”小于測(cè)量過程擴(kuò)展不確定度的1/3,就說明該測(cè)量過程不滿足“(測(cè)量)要求”,我們就應(yīng)該判定該測(cè)量方案不可信,必須要求測(cè)量部門重新選擇或重新設(shè)計(jì)測(cè)量過程。 |
本帖最后由 都成 于 2019-12-24 15:41 編輯 請(qǐng)問何為“儀器精密度的測(cè)量”?請(qǐng)舉幾個(gè)電學(xué)、質(zhì)量、長(zhǎng)度等的例子 |
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