與不確定度論爭辯

          準確度之歌

  不確定度論（UA）貶斥經典測量學（CA）, 起步點是否定真值、誤差、準確度等幾個基本概念。其實這些經典概念是正確的，經過了三百多年的歷史考驗，應用是成功的。而UA概念含糊，邏輯混亂，表征混沌。它一出世，就遭到很多人反對。一次，國際計量委員會投票，18個委員，16人投的是反對票。從1993年起，國際計量局接受美國人的建議，推行UA，廢棄CA。這是一起以斜壓正的世界性的冤案。為了追求真理，為了測量計量科學的正常發展，筆者呼吁：為真值正名，為誤差平反，為準確度恢復名譽。

測量講究準確，準確是測量的精髓；計量以標準的準確監督測量儀器的準確，準確是計量的命脈。準確，我們的追求，準確，我們的旗幟！

1 基本概念    準確度就是所指量與參考量的符合一致的程度。測得值與被測量真值的符合程度，叫測量準確度，標準的標稱值與實際值的符合程度叫標準的準確度。變量測量中量值與標稱值（或要求值）的符合程度，叫量值準確度。

符合一致的程度用偏差范圍（誤差范圍）來表征。測量準確度就是測量的誤差范圍，標準的準確度就是標準的偏差范圍，測量儀器的準確度就是測量儀器的誤差范圍。測量儀器的誤差范圍是這樣形成的：諸誤差元，包括理論分析的、實驗測得的，各系統誤差與隨機誤差合成為極限誤差，再加估計可能的誤差，即把極限誤差擴大并湊整成誤差范圍，這個誤差范圍就是準確度。準確度作為測量儀器的基本性能寫入產品說明書，產品證書，這是生產廠家對用戶的保證書，因此一般都留有余地。筆者工作所及，測量進口的精密測量儀器數百臺次，這些儀器的準確度指標都留有余地，越是著名廠家，余地越大。

2  UA說準確度是定性的   GUM引VIM先說“真值按其本性是不可確定的”，于是論斷“‘準確度’是個定性的概念”。話雖簡單，卻一舉虛化了應用極廣的準確度，從此，只可以含糊地稱說準確度，不準許給出準確度的具體量值。

3為準確度辯護    說準確度是定性的，不能定量，這是一個極其武斷又完全不符合歷史與現狀的論點。準確度用誤差范圍來表征，準確度就是誤差范圍。一般講誤差，是統稱，包括誤差元與誤差范圍。誤差分析時講的是誤差元，表達測量結果的是誤差范圍。大量的測量儀器文獻，都在表達一個意思：測量儀器的準確度就是由系統誤差與隨機誤差合成并擴大的、湊整的誤差范圍。大量的測量儀器都用準確度來表明性能，隨便翻翻儀器手冊，隨處都寫著準確度量值，怎能說不能用數值表達。

4 準確度旗幟還在飄揚     UA是美國人提出的，可就在美國，也不免碰壁。 我們考察一下美國的一家著名的生產精密電子測量儀器的公司，現稱Agilent公司，原是HP公司的一部分，它的產品5071A   銫束原子頻標（小銫鐘）就標    Accuracy：±5×10-13  （-13是指數）    1982年到2009年都這樣標。Accuracy 就是準確度。你說準確度不能定量，美國最準確的商品儀器（大銫鐘更準，但不賣）偏偏給出準確度的定量指標，。

我國也有高舉準確度旗幟的。中國計量科學研究院研制的銫原子頻標（大銫鐘），獲國家獎時，標為：準確度5×10-15（-15是指數）。怎說準確度不能定量？

確實有不少廠商使用準確度作為指標。關鍵是準確度如何定義。如果“準確度用誤差范圍來表征，準確度就是誤差范圍”，現在的VIM中使用最大允許誤差作為定量的指標，表示準確度。即定性表征準確度時，說準確度高或低。定量表征準確度時，可以使用最大允許誤差。
Agilent公產品5071A銫束原子頻標（小銫鐘）的Accuracy：±5×10-13（-13是指數）是什么意思呢？相對誤差？最大允許誤差？還是誤差？沒有單位，可以認為是相對誤差。但是由于是不確定的，有正負號的，只能認為這是最大允許的相對誤差，而不是可以進行修正的相對誤差值。
總之，我理解，新的理論體系希望用唯一的表達方式對計量學進行表達。

術語定義本來就是人給的。當初古人如果把鴨子定義為桌子，把桌子定義為鴨子，桌子就是有生命的了。但是一旦把有生命的那個定義為鴨子，就不能再稱沒有生命的桌子為鴨子了。誤差、誤差限、準確度、不確定度的定義也是一個道理。
       以某測量范圍至1MPa的壓力表為例。如果標準表在0.6MPa時壓力表顯示0.608MPa，我們稱該表示值誤差為0.008MPa，或者引用誤差為0.8%。這就是誤差的概念，誤差是一個定值，在數軸上為一個點。
       但是我們絕對不能說所有的測量范圍至1MPa的壓力表示值誤差都是0.8%，這就引出了誤差限即最大允許誤差的概念。因此檢定規程規定在誤差限±1%之內的屬于同一個等級的壓力表。這個等級總是要給個名字吧，于是才又引出了準確度的概念。檢定規程就把這個誤差限±1%之內的壓力表定義為準確度等級1級。
       但是同樣準確度等級為1級的壓力表、量塊、熱電偶卻并不是全部定義為誤差限±1%之內，所以準確度不是定量的概念，它只能是定性的概念。1級量塊比2級量塊準確度高，1級壓力表比1.6級壓力表準確度高。
       當然有的人，有的測量設備生產廠，甚至是有的技術標準錯用名詞術語的情況也時有發生，但是我們決不能因此就說他們對。5071A銫束原子頻標（小銫鐘）的Accuracy（準確度）：±5×10-13（-13是指數），當然是錯誤的標注。±5×10-13（-13是指數），實際上是誤差限的概念，表示了誤差所處的區間。中國計量科學研究院研制的銫原子頻標（大銫鐘）標注的準確度也是個誤差限的概念，表示誤差在那個區間內。因為只有這個寶貝，應該說無法再分個高低，也就不存在準確度等級的問題，只存在誤差限的問題。
       還是那句話，測量設備的特性不存在不確定度，只存在定量的誤差和誤差變化區間以及定性的準確度等級。只有測量結果的特性才存在不確定度，由此可以引申到測量過程的特性存在著不確定度。

準確度和準確度等級也是2個不同術語。
準確度是定性的概念，對同樣的計量器具，可以比較準確度的高低。
對不同準確度的計量器具，可以使用一些計量特性的最大允許誤差劃分等級，這就是準確度等級。

樓上規矩灣錦苑所說的“ 檢定規程就把這個誤差限±1%之內的壓力表定義為準確度等級1級。”那么為什么校準證書上誤差限為±1%的證書不能定級為1級。

樓上規矩灣錦苑所說的“ 檢定規程就把這個誤差限±1%之內的壓力表定義為準確度等級1級。”那么為什么校準證 ...
yyy112082 發表于 2010-11-16 08:40

那是因為執行了校準，而不是執行檢定。
       按JJF1001術語規定，執行檢定，一定要進行合格與否的判定，即一定要“查明和確認計量器具是否符合法定要求”。校準的關鍵是賦值，要“確定測量儀器或測量系統所指示的量值，或實物量具或參考物質所代表的量值”，執行校準，就可以不必判定合格與否。測量設備是否可用，留給使用單位自己進行計量確認。
       例如一只1.6級測量上限1MPa的壓力表，假如最大示值誤差為在0.6MPa時示值誤差0.008MPa，當執行檢定時，我們應該判定該表為合格1.6級，雖然也滿足1級壓力表要求，但不能判定為合格1級。而當校準時，給出的校準結果是“最大示值誤差：在0.6MPa時示值誤差為0.008MPa”。使用單位可根據測量過程的計量要求來確認這只表是否可用。測量過程要求使用1.6級壓力表時，該壓力表可用，簽發計量確認合格標識。測量過程要求使用1級壓力表時，該壓力表雖然并不是1級，但是仍然可用，還應該簽發計量確認合格標識。
        一只0.4級測量上限1MPa的壓力表，假如最大示值誤差為在0.6MPa時示值誤差0.008MPa，當執行檢定時，我們應該判定該表不合格，雖然該表符合1級要求，我們卻不能判定為合格1級，因為它明明標注為0.4級。而當校準時，給出的校準結果同樣是“最大示值誤差：在0.6MPa時示值誤差為0.008MPa”。使用單位可根據測量過程的計量要求來確認這只表是否可用。測量過程要求使用0.4級壓力表時，該壓力表不可用，簽發計量確認禁用標識。測量過程要求使用1級壓力表時，雖然該表不符合0.4級要求，由于校準結果說明該壓力表仍然可用，仍可簽發計量確認合格標識。

回復 4# davidow

       正如你所說，準確度和準確度等級的確是兩個不同的概念，簡單地說，準確度等級是準確度高低區分的一種表示。對測量設備而言，有的分為1、2、3級，有的分為1、2、3等，有的分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級，有的分為……。甚至有的就把等和級合并，直接叫某某等級，而不叫某級或者某等，無非是個準確度高低區分的符號而已。
       1級壓力表引用誤差的允許值在1%之內，1級量塊卻并不是1%，Ⅰ級衡器又是另一種誤差限規定。因此，至于準確度高低的定量區分，還是要用“誤差限”（誤差允許范圍），誤差和誤差限才是定量的計量特性。把誤差處在某個誤差限之內的劃分為一個準確度等級，處在另一個誤差限內的劃分到另一個準確度等級。

回復 5# yyy112082


    校準證書不能一結論，所以不能定級，

人為因素居多

記得某位名人說過“在自然科學領域，只有能用數學公式表達的科學才是真正的科學”，估計是不確定度因為數學復雜度提高的緣故才被認可。

回復 6# 規矩灣錦苑


    這位老兄實在是高人。

回復 10# lgl_2005


    印象中看到過這樣的疑問：是不是所有的自然規律都能用數學工具來表達？

回復 12# jinsinfo


    呵呵，當然不是了。不過一直在逐步完善中。

回復 13# lgl_2005

那本書的作者敘述了科學工作者一直以來對自然規律探索做著不懈的努力，不斷發展著數學、物理等學科，并且在發現新的問題時總是試圖用數學工具來描述和推斷其規律，數學模型越來越復雜，因此就有很多人產生了“是不是所有的自然規律都能用數學工具來表達？”這樣的疑問。

呵呵，這個也正常，難免會產生這個疑問，估計爭論1萬年也不會有結果，也許是螺旋式上升吧。