不確定度是干什么的

回復 50# 吉利阿友

     我認為，一說真值就必須是唯一的，這是一種僵化的、缺少變化觀念的思維。真值的概念是相對于測得值而提出的。客觀存在的量值就是真值，就是實際值。宇宙間除幾十個物理常數之外，幾乎所有的量都不是常量，而是在變，因此不可能有一個不變的真值。物理量的變化是真實的變化，是它們的真值在變，它們的變前與變后的值都是真值。把真值就理解成實際值，這沒有什么不妥之處。定義、理論都是人們對客觀事物、客觀規律的認識，要讓定義符合客觀，而不是相反。在學校容易養成從定義出發的不良習慣，這常常成為學術發展的障礙，要警惕。

真值在實際運用中應該是相對的，測量方面實際夠用就行了，沒有必要搞絕對化。
再說了有些數，如前面提到的圓周率，也精確不到頭呀。

以測量身高為例，如果測得“某人身高為1米85”，一般不會有人聽到這個值，還會問這個1米85的測量不確定度是多少，更不會有人要求此時的“真值應該是絕對準確的”，“準確值至少應該精確到微米、皮米”之類，那樣的人是神經病，無病也呻吟。

理論必須聯系實際，脫離實際的理論再好都是謬論，同樣違背理論的實際必是失敗的實際。“在學校容易養成從定義出發的不良習慣，這常常成為學術發展的障礙，要警惕”的提醒非常好，但置基本定義和理論于不顧同樣是“學術發展的障礙，要警惕”。
　　“宇宙間除幾十個物理常數之外，幾乎所有的量都不是常量，而是在變”這是真理，但這是由于擺脫了“環境條件”束縛情況下的真理。測量是講究限定在確切的檢測環境條件下的，所以人們為了使變化著的被測量“不變”，才提出了必須限定和控制實施測量過程的環境條件。如果我們限定在具體的時空，即嚴格限定檢測環境條件的前提條件下實施測量，所有的“變化的”量也就視為“常量”了。
　　史老師在51樓說“一說真值就必須是唯一的，這是一種僵化的、缺少變化觀念的思維。真值的概念是相對于測得值而提出的”，我認為這是說到點子上了。被測量的“真值”是“變化的”，是“相對于測得值而提出的”，因此真值確確實實永遠都是“相對的”，真正符合定義的“真值”通過測量無論如何也無法得到。人們只能得到“相對真”的真值，這個相對的真值就是JJF1001定義的“約定真值”或“參考值”。
　　人們通過測量只能獲得“測得值”，“相對于測得值而提出的”真值到哪里去找呢？那就要用比獲得該測量結果更為準確和可靠的另一個測量過程來測量。測量者自己不能說自己的測量結果是真值，“相對于其測得值而提出”的“真值”，必須由量值溯源系統中位置處于給出測量結果的測量過程的“上游”測量過程給出。當被測量的允差大于測量過程的不確定度3倍以上時，表示該測量結果在量值溯源系統中處于被測量的“上游”，用于被測量的符合性判定是可靠的和可信的，此時人們才可以將測量結果“視為”被測量的“真值”?！　?2樓列舉的例子無一不是是“實際夠用就行了”的“相對真值”，“相對的”真值。相對真值就是JJF1001術語規范提到的“約定真值”或“參考值”，而不是真正意義上的，符合定義的“真值”。

回復 53# 規矩灣錦苑

請問你最后那個 而不是真正意義上的，符合定義的“真值” ，其定義由來是什么？是你個人定義的，還是由那個權威組織機構定義的？能給個具體的出處和內含定義文字段嗎？


真不了解你所謂的真正意義上的真值，在實際工作中有啥子意義。按照你53樓的說法，它應該不是國家規程規定的約定真值。
難道你工作中不用國家規程規定的“約定真值”、“參考值”，而總是想著要去用你那個所謂的真正的真值嗎？

回復 51# 史錦順

    史老回帖切莫切割原帖意思，我原貼沒有說“真值”是唯一的。誤差理論發展到今天且經過多年的宣貫，估計也不會有人會無知到這個地步。

我理解的是特定條件下量的真值是唯一的。基于誤差理論中的“真值“的不可知性”，個人認為，“特定條件”下的“約定真值”是唯一的。在特定量的復現條件下未規定的條件下，晚輩認可史老所說的“真值”是變化的說法。

舉個例子，甲廠配套生產一個鋼球給乙廠。在入廠檢驗時，乙方發現該鋼球直徑不合格。雙方都確信自己的測量過程是可靠的，分析各自的測量過程后發現：雖然雙方測量設備與測量方法是相同的，但甲方是在22℃溫度條件下恒溫1小時后檢測的，而乙方是在20℃溫度條件下恒溫2小時后檢測的。最后雙方確認統一按乙方條件進行重新檢測，判定此產品確實是不合格。

按史老的說法，在上例中，甲乙雙方在各自控制條件下測量得到的鋼球直徑數據，可以視為雙方在對應條件下的可知的“真值”（我理解的是實測值，而不是實際值或真值）。但顯然，甲方所謂的“真值”，在乙方初始測量條件下是準確可靠的，但按乙方標準而言，鋼球直徑有偏差，達不到“互換性”要求，會導致產品成品不合格或功能破壞，只不過是一個沒有用的“真值”罷了。

計量工作的重要任務是為國家經濟運行作保障，脫離這個大的前提且忽視“特定條件”這一基本要求，來研究所謂的“可知”的“真值”，是毫無意義和必要的，無論是在計量領域的量傳體系還是在社會經濟過程中各類增值形為，都是如此?！罢嬷怠睉撌且粋€具備特定條件限制的且理想化的值，是一個目標值，是一個誤差理論界定的不可知的值，是各類產品加工過程及測量過程需要努力看齊和追求的“對象值”。不同地域不同條件的測量行為或是生產形為，都是為了確保特定量的實測值向特定條件下的“真值”（約定真值）盡量靠近，才不會出現制造過程導致的資源浪費（產品報廢）。如何確保各類測量過程所得 實測值 是可用的準確的，為產品制程反饋有效的糾正信息，是誤差理論誕生的根本原因與使命。

回復 54# 星空漫步

　　你提出了一個非常好的問題，這就是理論科學與應用科學的差別問題。
　　只要上過初中就都知道平面幾何學規定直線無粗細，平面無厚薄，這就是理論科學的規定，可是在應用科學領域請問誰能夠拿出一條無粗細的直線和一個無厚薄的平面？應用科學要解決實際問題，只要其粗細與長度相比達到一定程度，人們就可以認為是直線。一條馬路的寬度遠大于一本書的寬度，可是這條馬路對于兩個城市之間的距離相比可忽略不計，因此可視為“線”，說馬路是“線”這是相對而言的。而書的寬度與長度相比在相對的含意中不能忽略不計，所以書仍然不能視為“線”。
　　真值的概念就是這樣的。在計量學的理論科學中，真值就是符合被測量定義的量值，而在應用科學中因為有測量就有誤差，通過測量獲取被測量真值是完全不可能的，人們只能用約定真值或參考值來代替被測量真值，也就是所謂的“相對真值”。一個測量結果相對于另一個測量結果而言可被視為“真值”，但同樣存在一個測量結果相對它來說是它的“真值”，如果只有一個測量結果那就不能自稱為被測量真值，除非它是當今世界上最高水準的測量結果，處在量值溯源系統的最上游，它就是“基準”或符合定義的“真值”。

回復 55# 吉利阿友

　　是的，從事測量活動必須注意在“特定條件”下，離開了“特定條件”的測量毫無意義。每個被測對象測量隨著環境條件不同，或時空的不同，理論上的真值是不同的，變化的。但在“特定條件”下的被測量真值一定是唯一的。只有這樣才能進一步確定每個測量結果的“誤差”，才能將所有的測量結果相比較，才能得到公認的計量糾紛仲裁結果。按史老師所說的道理，每個測量者都可以說自己的測量結果是被測量真值，這是不行的，只有在對測量可靠性和準確性無嚴格要求的情況下，大家并不過于計較時自稱測得值為真值，例如身高體重的測量，工業計量和高科技領域的測量還是非常注重測量結果的準確性、可靠性或可信性的。　　
　　20℃溫度條件是尺寸測量的“特定條件”，工件加工后受切削熱和環境溫度的影響，“實際值”在不斷的變化著，“真值”也在不斷地變化，任何人的測量結果都不能自稱為測得了“真值”。在“特定條件”的20℃條件下的測量結果相對于每個人的測量結果而言才能被視為“真值”。但如果換一種可靠性更高的測量方法測量，其測量結果就是在20℃特定條件下的原來那個測量結果“相對”真值了，原來那個“真值”相對而言又不是“真值”了。
　　在計量學的理論科學中因為限定了“特定條件”（即被測量的定義），被測量只有一個真值。而在計量學的應用科學中測量誤差無處不在無時不有，不得不使用了“相對真值”的概念，這就是“約定真值”和“參考值”。所謂“相對”，就必須有兩個或兩個以上的測量結果相比較。在量值溯源系統中地處上游的測量過程出具的測量結果相對于地處下游的測量過程出具的測量結果而言就是“真值”。單純一個測量結果不存在“相對”性，當然自稱為是被測量真值是不能被認可的。

回復 56# 規矩灣錦苑

怎么又蹦出來理論科學與應用科學的差異之說了呢？請問你屬于哪派？還是都能代表？在不確定度問題的討論上，我覺得你更像與實際脫節的理論派，因為你太愛追求那個“永遠都測不到的”極致，即你所謂的“真正意義的真值”了。

希望你能正面回復我53樓的提問，回答你所謂的“真正意義上的真值”的定義由來。
計量是科學，所涉及的概念定義也不是可以憑個人隨便想象、杜撰的。

回復 58# 星空漫步

　　本人哪一派都是，哪一派也都不是，我認為理論科學和應用科學都是科學，應用科學是理論科學在實際中的使用，理論科學是應用科學的基礎。在不確定度問題的理論研究中，不能擺脫基本術語的定義和理論，但在實際工作中也不能脫離實際。并不是我追求那個“永遠都測不到的”極致，即所謂的“真正意義的真值”，而是誤差理論的基礎術語定義了“真值”，真值與約定真值、參考值不是一個術語。實際應用中可以用約定真值和參考值代替真值，但“代替”絕不是“恒等于”，真值和約定真值、參考值終歸不是同一個值。以實際應用為理由否定“真正意義的真值”存在是錯誤的，只不過人們通過測量無法獲得“真正意義的真值”而已。正如幾何學理論必須規定直線沒有粗細，但在實際工作中人們不必追求沒有粗細的直線，而只需其粗細相對于長度可以忽略不計。
　　的確“計量是科學，所涉及的概念定義也不是可以憑個人隨便想象、杜撰的”。我們不必談國際標準，在國內，規定計量基本名詞術語定義的規范JJF1001就是最重要的依據之一，從事計量工作必須依據這個規范，“不確定度”也好，“真值”也罷，都必須按此規范的定義來理解，不是任何人“可以憑個人隨便想象、杜撰的”，不是有的人說這些定義“天生殘廢”，說不確定度無用，這些定義就可以否定和曲解的。
　　老師要“真值”的定義由來，其實查一下JJF1001就知道了。
　　老版本的JJF1001-1998的3.19條給 真值的定義是：“與給定的特定量的定義一致的值”。其中注1. 進一步告訴我們“量的真值只有通過完善的測量才有可能獲得”，沒有測量誤差的“完善的”測量自然是難以實現的。
　　現行有效版本JJF1001-2011的3.21條給“真值”的定義仍然是“與量的定義一致的量值”，并給出了三個注。其中注1強調了在誤差理論下“真值是唯一的”、真值“實際上是不可知的”。注2指出在基本常量情況下，“量被認為具有一個單一真值”。注3則進一步指出只有被測量“定義”的不確定度可以忽略時認為被測量有“基本唯一”的真值，“其中‘真’字被認為是多余的”。意思是只要提及“被測量值”不用說“真”字，就代表說的含意是“被測量真值”。

樓上的交流非常好，這樣的帖子對于每個計量人都有幫助！

不確定度有點難理解，不知有啥好方法呢？

感覺樓主情緒有些激動，心態把控不好對自己不利。相比之下版主就平靜淡定許多。

難理解, 好好學習

學習了，不錯！

學習了  很好的交流帖子

星空漫步 發表于 2014-1-7 06:07
真值在實際運用中應該是相對的，測量方面實際夠用就行了，沒有必要搞絕對化。
再說了有些數，如前面提到的 ...

【以測量身高為例，如果測得“某人身高為1米85”，一般不會有人聽到這個值，還會問這個1米85的測量不確定度是多少，更不會有人要求此時的“真值應該是絕對準確的”，“準確值至少應該精確到微米、皮米”之類，那樣的人是神經病，無病也呻吟。】----

一般人不問“這個1米85的測量不確定度是多少？”應該是基于“約定俗成”的‘默認不確定度’值——
對于一個比較專業的人員A測得的“某人身高為1米85”，應用者相信身高（真值）落在1米84~1米86之間，應該沒有太大的風險——‘默認不確定度’U=0.01m（P=99.7%)；
對于一個不太專業、但智商見識正常的人員B測得的“某人身高為1米85”，應用者相信身高（真值）落在1米80~1米90之間，應該沒有太大的風險——‘默認不確定度’U=0.05m（P=99.7%)；
若是一個弱智人士C測得的“某人身高為1米85”，正常應用者一般可能不敢相信；
......

如果是用于找對象，用正常人員B測得的身高值就好；
如果是用于定制適宜的門框高度，要用專業人員A測得的身高值才好！........如果“測量不確定度”的相關概念及應用“規”、“條”理順了，缺省的‘默認不確定度’值就應該是人們“相信”專業人員的那種情況（缺省從嚴）。

特別說明：不是所有的“測量不確定度”“評估”都需要煞有介事的列出一些所謂‘模型’進行繁復的‘推導’！.....對于身高測量結果，僅僅需要查驗一下鋼卷尺的合格證、根據自己的經驗確認鋼卷尺測量時抻直了沒有明顯歪斜，就可以大膽“承諾”（報告）：U=0.01m（P=99.7%)。......對于大多數‘測量結果’的“應用者”而言，“測量不確定度”的要務是“承諾”，不是花里胡哨的“評估”。

反正我覺得不確定度，對于經濟不發達地區的縣級計量技術機構人員來說，那就是天書

看了樓主和各位量友的精彩討論，每個人都有自己的判斷，我支持樓主的話語權和思考權，但理論不敢茍同。只能說誤差在實際的工作中的作用更大，而您平常碰到的不確定度多數都是湊數，所以提出的就實際出發的言論，很有啟發性。但不管做什么事，都不能絕對。您也說了，測量值永遠是不可能得到真值，那么測量的儀器和測量人就有測量的不可信度，不管是多精準的儀器和多絕對實力的權威操作。看到的未必是真的，測量的未必是接近真值的。一味的因為某個理論的確定，而全盤否定它，就是因噎廢食了。

　　【如果測得“某人身高為1米85”，一般不會有人聽到這個值，還會問這個1米85的測量不確定度是多少，更不會有人要求此時的“真值應該是絕對準確的”，“準確值至少應該精確到微米、皮米”之類，那樣的人是神經病，無病也呻吟?！窟@是客觀事實，但人們為什么會有不加懷疑地相信這個測量結果的想法呢？究其原因是因為人們對身高的測量允差這個“計量要求”并不高，如66樓所說的允差為±10mm，控制限（公差帶寬度）就是T＝20mm，我們再把計量要求壓縮一半為T＝10mm。查鋼卷尺檢定規程最差的卷尺任意兩線紋間的允差為Δ＝±(0.3+0.2L)mm，設L＝2m，則Δ＝±0.7mm。最大誤差Δ＝±0.7mm給測量結果引入的標準不確定度怎么說也不會超過1mm，擴展不確定度U怎么說也不會超過2mm，那么測量結果的可信性或可靠性系數K＝U/T＝2mm/10mm＝1/5＜1/3，絕對不會違反眾所周知的測量界公理“三分之一原則”，測量結果是可靠的、可信的，是勿容置疑的。因此如果有人對如此簡單的測量結果還會問“這個1米85的測量不確定度是多少”，要求“真值應該絕對準確”，“準確值至少應該精確到微米、皮米”之類，的確應該懷疑他是不是思想或精神有毛病了。
　　這個身高測量案例并不是說不確定度就不重要了，而是說明身高測量的計量要求明顯很低，用卷尺直接測量法的方案測量身高的不確定度相對于被測量的計量要求而言綽綽有余，即可信性、可靠性絕不會有什么問題。每個測量者的測量結果可能不相同，甚至個別人因為讀數方法的錯誤還會產生粗大誤差而遠離某人身高的“真值”，但這都是測量“準確性”問題，而非測量可靠性和可信性的問題。每人測量結果的誤差是不同的，但只要是用卷尺直接測量身高這個測量方法不變，任何測量者的測量結果不確定度都是相同的，不會改變。
　　所以我贊成樓上（68樓）的觀點。樓上說“測量值永遠是不可能得到真值”就是指每個測量結果永遠都有自己的“誤差”，不同的測量結果有不同的誤差，誤差的大小就是測量結果偏離被測量真值的大小，就是準確性大小，每個測量者都不能自稱自己獲得了被測量“真值”；“測量的儀器和測量人就有測量的不可信度，不管是多精準的儀器和多絕對實力的權威操作”就是說明不確定度是“可疑度”或“可信性”，可信性是測量方法造成的，方法不同不確定度不同，方法相同，不確定度就相同，每一種測量方法都有可信性問題，可信性的大小就是不確定度大小，“全盤否定它（不確定度），就是因噎廢食了”。

不確定度比較難理解

nextsun 發表于 2013-8-23 13:53
我認為樓主沒有看懂這個例子，就急著橫加指責。這個例子評定的是游標卡尺在150mm測量點的示值誤差的不確定 ...

卡尺的示值誤差是Ex=(0.10±0.06) mm，這樣的表述正確嗎？把不確定度和誤差混在一起表述。

Enalex 發表于 2013-12-26 15:54
這個貼子不要沉了，頂頂。
有如下問題請各位討論

  a-5+U≤y≤a+5-U 是合格的，y＜a-5+U和y＞a+5-U 是不合格的， a-5-U＜y＜ a-5+U和 a+5-U＜y＜ a+5+U是不確定的

回復24#
a-5+U≤y≤a+5-U 是合格的，y＜a-5+U和y＞a+5-U 是不合格的， a-5-U＜y＜ a-5+U和 a+5-U＜y＜ a+5+U是不確定的

Enalex 發表于 2013-12-27 09:26
非常感謝規矩灣錦苑版主半夜都給我的問題給出回復！！
不好意思，我的問題還是有些初級：
從JJF1059中有這 ...

回復26樓，我覺得你判定合格與否要用到誤差，就是被檢儀器的誤差值不得大于規程規定誤差值，與不確定度無關。不確定度的用于判定時是你的測量值正好落在誤差上下限的臨界值附近時，為保證出具數據的準確性，而給出的不確定度的范圍U。對于本題中的合格與否的判定：a-5+U≤y≤a+5-U 是合格的，y＜a-5+U和y＞a+5-U 是不合格的，這個是確定的，而在a-5-U＜y＜ a-5+U和 a+5-U＜y＜ a+5+U的范圍內，你就需要給出不確定度及概率。

半杯紅茶 發表于 2014-11-20 17:19
回復26樓，我覺得你判定合格與否要用到誤差，就是被檢儀器的誤差值不得大于規程規定誤差值，與不確定度無 ...

所附圖2是一個非常實用的圖！

可以再加一點說明——

在判定的“合格區——D區”，理論上也存在一定的“枉判（將實際‘不合格’品錯判為‘合格’）概率”P1%，其值與U的包含概率P%及測量誤差的分布規律有關。 如果“測量誤差符合諸如‘正態分布’之類的‘對稱分布’”，大致有P1%<(100%-P%)/2 【在D區寬度大于U的前提下】：
     P%=95.4%時，P1< 2.3%;   P%=99.7%時，P1< 0.2%;  

在判定的“不合格區——C區”，理論上也存在一定的“冤判（將實際‘合格’品誤判為‘不合格’）概率”P2%，其值也與U的包含概率P%及測量誤差的分布規律有關。 如果“測量誤差符合諸如‘正態分布’之類的‘對稱分布’”，則肯定有P2%<(100%-P%)/2 ：
     P%=95.4%時，P2< 2.3%;   P%=99.7%時，P2< 0.2%;  

在A、B區，也可以做類似說明。