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[概念] 游標卡尺不確定度評定置疑—計量中不確定度評定的弊病(2)

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史錦順 發(fā)表于 2013-9-12 13:57:56 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
本帖最后由 史錦順 于 2013-9-12 14:41 編輯

                                游標卡尺不確定度評定置疑

                                                               ——計量中不確定度評定的弊病(2)

                                                                                                                                                             史錦順

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說明:本文所引材料,《不能實用的使用評定》一文已引過,也評論過。這里再次提出,是因為筆者近些日子看到一本書:《校準領(lǐng)域測量不確定度評估指南》,提出者是中國合格性評定國家認可委員會。如果說上次談?wù)摰氖且话銜膶W術(shù)問題的話,這里再談,規(guī)格就升級了,盡管仍然是學術(shù)問題,卻是“指南”,那就有規(guī)定的色彩。鑒于提出者(實際是引用者)中國合格性國家認可委員會的崇高地位,就有必要再重復一次,有些話說得更重些。一是表明學術(shù)觀點,同時也是向國家權(quán)威部門的提意見與申述,也可以叫“告狀”,國家如此莊然、權(quán)威的機構(gòu),必須對自己的文件的正誤負責、對在全國的實際計量工作的作用負責。

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(一)不確定度評定實例    游標卡尺

中國合格性評定國家認可委員會 編譯《校準領(lǐng)域測量不確定度評估指南》(cnas-GL09:2008p42;倪育才:《實用不確定度評定》p150)實例
游標卡尺的校準(根據(jù)歐洲認可合作組織提供的實例改寫)

CNAS-GL09:2008p42(倪書《實用不確定度評定》p150)摘抄

一、測量原理

用一級鋼量塊作為工作標準校準游標卡尺。主尺的測量范圍為150mm,主尺的分度間隔為1mm,游標的分度間隔為1/20mm,故讀數(shù)分辨力0.005mm.

用標稱長度在(0.5--150)內(nèi)不同長度的量塊作為參考標準來校準卡尺的不同測量點,例如0mm,50mm,150mm.但所選量塊長度應使它們分別對應于不同的游標刻度,例如0.0mm,0.3mm,0.6mm0.9mm

本實例對用于外徑測量的游標卡尺校準進行測量不確定度評定。校準點位150mm-

二、數(shù)學模型

卡尺的示值誤差Ex可表示為:

                 Ex = Lix - Ls +δLix +δLM + 溫度項

式中:

Lix——卡尺的示值

Ls——量塊的長度

δLis——卡尺有限分辨力對測量結(jié)果的影響

δLM——機械效應,如測量力、阿貝誤差、量爪測量面的平面度和平行度誤差等對測量結(jié)果的影響

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2#
 樓主| 史錦順 發(fā)表于 2013-9-12 14:06:53 | 只看該作者
本帖最后由 史錦順 于 2013-9-12 14:12 編輯

1# 史錦順  文


三、輸入量標準不確定度的評定和不確定度分量

1)測量Lix

進行了若干次重復測量,未發(fā)現(xiàn)測量結(jié)果有任何發(fā)散,故讀數(shù)并不引入任何有意義的不確定度分量。對于150mm量塊的測量結(jié)果為150.10mm.于是其示值誤差Ex以及讀數(shù)引入的標準不確定度為

                 Ex=150.10mm-150mm=0.10mm

                 u(Lix)=0

對應的不確定度分量-

                u1(Ex)=0

2)工作標準Ls

作為工作的量塊長度及其擴展不確定度由校準證書給出。由于在計算中使用量塊的標稱長度而不是實際長度,并且量塊的校準證書符合一級量塊的要求,故其中心長度的偏差應在±0.8μm范圍內(nèi),并假定其滿足矩形分布。于是其標準不確定度為:

                u(Ls)=0.8μm / (3)=0.462μm

靈敏度系數(shù)為1,故對應的不確定度分量為

                u2(Ex)=0.642μm

3)溫度差(分析略)

                u3(Ex)=1.99μm

4)卡尺分辨力δLix

  卡尺刻度間隔為50μm,故可以假設(shè)分辨力對測量結(jié)果的影響應滿足誤差限為±25μm的矩形分布,靈敏度系數(shù)為1,于是對應的不確定度分量為

               u4(Ex)=25μm / (3) = 14.4μm

5)機械效應δLM

機械效應包括:測力的影響、阿貝誤差
以及動尺與尺身的相互作用等,此外還有量爪測量面的平面度、平行度以及測量面相對于尺身的垂直度等。估計這些影響合計最大為±50μm并假定滿足矩形分布。由于靈敏系數(shù)為1,于是對應的不確定度分量為

               u5(Ex)=50μm / (3) = 28.9μm

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(轉(zhuǎn)下頁)

3#
 樓主| 史錦順 發(fā)表于 2013-9-12 14:17:21 | 只看該作者
本帖最后由 史錦順 于 2013-9-12 14:20 編輯

2# 史錦順

合成標準不確定度

               uc(Ex)=(0.462^2+1.99^2+14.4^2+28.9^2)=32.4μm

擴展不確定度

由于最后的合成分布不是正態(tài)分布,而是上、下底之比為β=0.33的梯形分布,而梯形分布的包含因子k95=1.83,于是

               U95(Ex)=1.83 × 32.4μm = 0.06mm

CNAS(原文)結(jié)果報告

150mm測量點,卡尺的示值誤差是 Ex=(0.10±0.06)mm

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(二)史錦順對此評定的評論

這個評定樣板,是歐洲合格性合作組織給出的,又經(jīng)中國國家合格性認可委員會的推薦為“指南”,因此,權(quán)威性很高。倪育才的書也全文引用。吹得很高,實際是個全盤錯誤、根本錯誤。方法本身就不對;實際的評定更錯。

1 胡亂估計

測量、計量是實驗技術(shù)。測量靠儀器,計量靠標準。一切憑實測數(shù)據(jù)說話。計量是保證測量準確的社會行為,計量權(quán)威的基礎(chǔ),是實驗事實、是測量結(jié)果。計量是社會公證:第一符合實際,第二符合法律,第三對用戶負責,不把不合格的儀器誤判成合格,第四對生產(chǎn)廠家負責,不把合格儀器誤判為不合格。

中國合格性評定國家認可委員會所引用的歐洲合格性合作組織的樣板評定,即倪書所引的不確定度評定的上述過程,主要部分δLM,純屬胡亂估計,是瞎編。

2 離奇的結(jié)果

本評定的最后結(jié)果是被檢游標卡尺的示值誤差為(0.10±0.06)mm,就是說,此游標卡尺的示值誤差的可能值是0.04mm0.16mm。也就是說,此卡尺示值誤差的最大可能值為0.16mm。而我國的國家標準規(guī)定,此類卡尺的允許誤差是±0.05mm

卡尺國標與卡尺檢定規(guī)程,都規(guī)定量程150毫米、分辨力0.05毫米的卡尺,最大允許誤差是0.05毫米。而此例的評定結(jié)果卻是示值誤差最大可能為0.16毫米。竟相差3倍多。是產(chǎn)品真的不好,還是評定方法不對?我看是:1 瞎編數(shù)據(jù);2 不確定度評定方法錯誤。根本就不能進行此種評定;照此評定法,就不會有任何一把卡尺合格。計量本身的不確定度已是0.06mm,而其誤差最大允許值是0.05,二者之差已是負值,已沒有合格的通道。

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(轉(zhuǎn)下頁)

4#
 樓主| 史錦順 發(fā)表于 2013-9-12 14:25:43 | 只看該作者
本帖最后由 史錦順 于 2013-9-12 14:47 編輯

3# 史錦順  文

      3 要害問題是拋開實測
      此不確定度評定中,影響最大的項是第5項即機械效應項。

為什么估計量是±50μm?為什么不估計為10μm?又為什么不估計為100μm?大了小了,都是沒有根據(jù)的廢話。計量工作,居然編造數(shù)據(jù),不僅無理,而且荒唐。如此荒唐的編造,竟成為中國國家合格性認可委員會的標準文件的樣板,真讓人沒法說話……。

4 不合理的重復

測量的示值離散性、有限的分辨力、卡尺制造中的機械結(jié)構(gòu)的不完善,這些產(chǎn)生測量的因素的作用,必定表現(xiàn)在測量結(jié)果的偏離性與分散性上。也就是說被檢儀器的各種誤差因素的影響必將體現(xiàn)于它們引入的系統(tǒng)誤差上與隨機誤差上。如果不體現(xiàn)在測量結(jié)果上,那就是沒有這些因素的作用。慮及誤差因素在某些點上可能相互抵消,那就要恰當選點、多選點,使其暴露(更精密的測量儀器要進行重復測量)。總之要靠實測,實測的隨機誤差與系統(tǒng)誤差,就是各種誤差因素的最終效果。不能另行評定,第一,不實測而評定是瞎評;第二,另評定是重計。

拋開實測而講究評估,是不確定度評定弊病的根源,是根本性的錯誤。誤差理論講究實測,一切憑數(shù)據(jù)說話;不確定度評定是評估,是脫離實際、否定個性的作法,能實際動手測量而空口搞估計,是思想路線的錯誤,是計量歷史的一次大倒退。

這個評定錯誤不是中國人的錯,評定是歐洲人做的,查不到作者。這是不確定度論本身的錯。國家合格性認可委員會不該把它當成好東西向讀者推薦,更不該當做“指南”。

5 歸屬問題

檢定或校準中,對誤差的測量結(jié)果,由被檢測量儀器與計量標準共同構(gòu)成。計量者必須分割這二者,才能做出正確的判斷。分割的方法就是預先設(shè)計方案,使計量標準的影響很小,可以忽略。要求計量中必須滿足條件:標準的誤差范圍與被檢測量儀器的誤差范圍的標稱值之比小于等于qq是計量中的等級比,是計量的必備條件。一般q1/4,時頻界取q1/10(有些行業(yè)取q1/3,隨著技術(shù)的發(fā)展,該減小此值。)

測量儀器與計量標準兩項共同構(gòu)成測量結(jié)果,其中標準項的影響可略,這就有效的分離了二者,可以認定誤差的測量結(jié)果是屬于被檢測量儀器的。更嚴格的表達是把標準的影響視為誤差測量時誤差,而表達在合格性判別的公式中,參見上文判別式(4)。

         Δ│maxMEPV-R(N)                      上文(4

本例不確定度的評定,把本屬于被檢儀器性能的分辨力、機械不良效應,進行另外的計量不確定度中,在判別式中列入右邊的項目中,即上文判別式(3)的U95中,這就完全放錯了位置。

          Δ│maxMEPV-U95                                上文(3

測量儀器的分辨力、機械效應,客觀上已實際體現(xiàn)于左邊的│Δ│max中,有多大,是實測時必當表現(xiàn)出來的(操作者選用方法,包括多點測量、重復測量、標準的量值細度設(shè)置等)。所評U95中的極小一部分,標準與輔助儀器的誤差是該有的、正確的;而其中的主要部分,被檢儀器的重復性、分辨力、機械效應項以及溫度效應項,評定時放在U95中,又必然在合格性判別中放在右邊,那就成了合格性判別的標準項。這里很容易看出,這些項作為對儀器的性能要求已體現(xiàn)在MEPV中(這是規(guī)格的要求),檢定就是實測性能是否符合規(guī)格要求,左邊是實測的性能。左邊小于右邊則合格。本例游標卡尺的計量,把本應包含在左端的性能,另列出,加在U95中,這就必然減小卡尺的合格性的通道,使大量本來合格的卡尺不能判為合格。造成計量工作的失誤。更有甚者,本樣板胡亂評估機械效應項,使此種卡尺全部不能判為合格。對計量來說,就是嚴重的失職,是不可容忍的錯誤。

(轉(zhuǎn)下頁)


   

5#
 樓主| 史錦順 發(fā)表于 2013-9-12 14:33:38 | 只看該作者
本帖最后由 史錦順 于 2013-9-12 14:37 編輯

4# 史錦順   文

上次,規(guī)矩灣先生回帖承認對機械效應項估計過大,是錯誤的;但他認為估計小些就可以了。我認為此處本不該包括此項,估計大還是小,都是不當?shù)摹r且作為規(guī)范,可以容忍人們隨意去估計大小,這本身就已失去規(guī)范的意義。

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(三)誤差理論下的卡尺檢定

1 明確卡尺的技術(shù)性能指標。查看國標《GB/T 21389-2008》、《通用卡尺檢定規(guī)程 JJG 30-2012》此類卡尺的示值誤差允許范圍是0.05毫米,即MEPV=0.05mm

2 選用標準。檢定卡尺的標準就是量塊。卡尺檢定時的計量誤差,就是量塊的誤差范圍指標值。各等各級量塊的規(guī)格,都遠遠滿足卡尺檢定的要求。設(shè)量塊的誤差范圍是R(N),要求R(N) MEPV/4.

3 按卡尺檢定規(guī)程《JJG 30-2012》執(zhí)行。

用卡尺測量量塊,在六個點上,測得的卡尺示值與量塊的標稱值的最大示值差為Δ│max,只要:

                   Δ│maxMEPV-R(N)

判卡尺合格;否則不合格。

2012年的這個規(guī)程《JJG 30-2012》,注意這是在推行不確定度論19年之后,竟沒受不確定度論的影響,還是按誤差理論的慣例辦事,好得很!

老史寫文章置疑不確定度評定;檢定規(guī)程《JJG 30-2012》用行動抵制不確定度評定。好!異曲同工;編者們比老史的貢獻大的多。謝謝敢于實事求是、堅持真理的編者們,也順便向批準此項檢定規(guī)程的國家質(zhì)檢總局致敬。

-

CNAS所推薦的權(quán)威不確定度評定的“游標卡尺的校準”是個錯誤的評定,名曰“實例”,實則虛構(gòu)。要害是評定方法錯誤,不可實際應用。誰用誰上當。

這個評定樣板說明:計量中的不確定度評定,是畫蛇添足,毫無意義。本來簡單、規(guī)范、明確的計量檢定工作,被弄得很復雜、錯誤。排除不確定度評定的干擾!

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6#
崔偉群 發(fā)表于 2013-9-12 17:15:23 | 只看該作者
這個得支持下史先生,批評的有道理,特別是1,3,4點到了要害。
但這不是不確定度理論本身的問題。而是使用者對不確定度理論理解錯誤使用不當導致的問題。不能歸罪于不確定度理論。
目前在不確定度使用過程中有一種傾向,認為不確定度評的大一些比較安全,實際上根本不是這樣,不確定度既不能評的太大也不鞥評的太小,必須符合客觀實際。
7#
規(guī)矩灣錦苑 發(fā)表于 2013-9-12 19:08:50 | 只看該作者
本帖最后由 規(guī)矩灣錦苑 于 2013-9-12 19:10 編輯

  我認為史老師引用的中國合格性評定國家認可委員會編譯的《校準領(lǐng)域測量不確定度評估指南》(CNAS-GL09:2008)p42不確定度評定案例,評定方法和思路是基本正確的,存在的問題只是評定的數(shù)據(jù)信息來源可能有誤。
  眾所周知標準不確定度分量的評估有兩種評定方法。其中一種方法外國人叫B類評定,也就是當人們掌握了測量過程的可靠信息時,利用所掌握的信息加以評估,這是最經(jīng)濟實惠和可靠的評定方法,是首選的評定方法。另一種方法外國人叫A類評定,也就是當人們沒有可靠信息來源時,不得不出錢出力花時間,通過重復性試驗和統(tǒng)計技術(shù)來評估的,不得已而為之的評定方法。我對“案例”改寫如下:
  卡尺的示值誤差Ex檢定結(jié)果的測量模型可表示為:Ex = Lix - Ls +δLix +δLM + 溫度項。
  根據(jù)測量模型,被測量Ex的標準不確定度有來自于 Lix、Ls 、δLix 、δLM 、溫度項等的五個分量,現(xiàn)作不確定度評定如下:
  1.卡尺的示值Lix引入的標準不確定度分量u(Lix)
  1.1其中卡尺的示值Lix是檢定中的未知數(shù),沒有可靠消息來源,它引入的標準不確定度分量只能通過A類評定來解決,因此“進行了若干次重復測量”,且“未發(fā)現(xiàn)測量結(jié)果有任何發(fā)散”,得出 u1(Ex)=0。
  1.2卡尺的示值Lix是在被檢卡尺上讀得的,必受到卡尺分辨力的影響,分辨力是其分度值的一半,50μm/2=25μm,按矩形分布取K=√3,于是對應的不確定度分量為:u4(Ex)=25μm / (√3) = 14.4μm
  我認為這兩項都屬于卡尺的示值Lix給檢定結(jié)果引入的標準不確定度分量,且二者有重復嫌疑,應取其中最大者,即卡尺的示值Lix引入的標準不確定度分量為u(Lix)=14.4μm。
  3.量塊的長度Ls引入的標準不確定度分量u(Ls)
  工作的量塊長度Ls及其擴展不確定度可從檢定規(guī)程中查出,根據(jù)量塊的校準證書符合一級量塊的要求,查檢定規(guī)程得出其中心長度的偏差應在±0.8μm范圍內(nèi),并假定其滿足矩形分布。于是用B類評定方法可得其標準不確定度為:u(Ls)=0.8μm / (√3)=0.462μm。
  4.測量模型中的第三項分量δLix引入的標準不確定度分量,已納入第一項中,不再重復。
  5.測量模型中的第四項分量δLM引入的標準不確定度分量u(δLM)
  u(δLM)由機械效應,如測量力、阿貝誤差、量爪測量面的平面度和平行度誤差等引入,其中阿貝誤差、量爪測量面的平面度和平行度誤差等引入的分量已反映在卡尺的示值Lix引入的標準不確定度分量u(Lix)中,不能再重復評定,唯有由機械效應引入的分量尚未評估。由機械效應產(chǎn)生的誤差為±50μm的信息實在是來歷不明,我認為在卡尺合格的情況下,機械效應產(chǎn)生的誤差充其量不會超過±5μm,“案例”是不是因筆誤多加了個0不得而知。
  如果是±5μm,則 u(δLM)=5μm / (√3) = 3μm。
  5.最后還應該有“溫度項”引入的標準不確定度分量u(T),這也是測量模型中產(chǎn)生測量結(jié)果Ex的最后一項,不能被遺漏。
  根據(jù)量塊和卡尺的溫差,線脹系數(shù)的不同以及檢定時可能偏離20℃的環(huán)境(卡尺規(guī)程規(guī)定≤±5℃),產(chǎn)生的誤差不超過±5μm,則 u(T)=5μm / (√3) = 3μm。
  6.合成標準不確定度:uc(Ex)=√(14.4^2+0.462^2+1.99^2+3^2+3^2)=15μm
  7.擴展不確定度:
  案例所說“由于最后的合成分布不是正態(tài)分布,而是上、下底之比為β=0.33的梯形分布”來歷不明,不具有說服力,因此取k95=1.83同樣令人質(zhì)疑,應按慣例取k=2,則:
  U(Ex)=2×15μm = 0.03mm
  8.結(jié)論:
  該卡尺示值誤差檢定結(jié)果為0.10,擴展不確定度U=0.03mm,k=2。根據(jù)卡尺檢定規(guī)程規(guī)定示值允差應不超過±0.05mm,該卡尺示值誤差已經(jīng)超差,應判為不合格,簽發(fā)檢定結(jié)果通知書或校準報告。
  檢定規(guī)程規(guī)定該卡尺的示值允差是±0.05mm,控制限T=0.10mm。測量能力指數(shù)Mcp=T/(2U)=0.10/0.06=1.67。原國家計量局推薦Mcp≥1.5基本滿足一般測量工作需要的要求,1.67>1.5,因此本方案是可靠(可信)的,可以用于該卡尺檢定工作要求。通過本方法所得檢定結(jié)果是可靠的,用該檢定結(jié)果對上述被檢卡尺不合格的判定結(jié)論是可信的,應勿容置疑。
  至于JJG30-2012沒有給出不確定度評定附錄,并不是不確定度評定在卡尺檢定規(guī)程換版時沒有得到重視,我認為可能有兩個原因:
  其一,國家局發(fā)布了第一批建立計量標準時可以簡化不確定度評定的計量器具檢定種類,通用卡尺就是其中之一。
  其二,據(jù)說新的檢定規(guī)程將不再把不確定度評定報告以附錄形式給出,而是在報批檢定規(guī)程時將不確定度評定報告存檔備案。
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 樓主| 史錦順 發(fā)表于 2013-9-13 11:32:22 | 只看該作者
本帖最后由 史錦順 于 2013-9-13 11:46 編輯



    前年,看到關(guān)于淡化自由度的說法,覺得有種苗頭,那就是制定計量規(guī)范與檢定規(guī)程的專家們與計量部門的領(lǐng)導,也注意了到所謂自由度評定的隨意性和可忽略性。能“淡化”,實際也就可以取消。老史自接觸不確定度概念以來,就認為“自由度”的提法、算法,違背基本的數(shù)學原理與物理原理,在測量計量中沒有實際用途。隨意估計自由度數(shù),違背測量計量的實測原則。就是把測量次數(shù)N,說成是自由度為N-1,也毫無道理。在《駁不確定度論一百六十篇集》第110 頁,我曾說:

“2011年2月,JJF1059.1《測量不確定度評定與表示》規(guī)范制修訂起草小組,提出“本規(guī)范弱化了對給出自由度的要求”,這是正確的。

自由度的概念,無實際用途,難解難算,樣板評定中有人用,除數(shù)據(jù)量的自由度取n-1外,都是些隨意的估計。筆者的意見是:既然弱化,就弱化到零吧”。

弱化與取消是不同的。但我認為,沒用處,才被淡化;真的淡化了,也就實際上取消了。

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讀規(guī)矩灣先生的帖子,得知:

一,國家局發(fā)布了第一批建立計量標準時可以簡化不確定度評定的計量器具檢定種類,通用卡尺就是其中之一。  二,據(jù)說新的檢定規(guī)程將不再把不確定度評定報告以附錄形式給出,而是在報批檢定規(guī)程時將不確定度評定報告存檔備案。

我已退休16年半,文件看不到,網(wǎng)上又沒見相關(guān)的信息,因此,規(guī)矩灣先生提供的信息,我是第一次聽說,這對我太重要了。我很想知道詳細情況,希望先生能詳細講一講。例如“國家局發(fā)布了第一批建立計量標準時可以簡化不確定度評定的計量器具檢定種類”,我就極敢興趣。這對廣大網(wǎng)友也很重要,知道哪些可以不評定不確定度,就可省去許多麻煩。勞駕規(guī)矩灣先生給出這個名單,或者指出該到哪里去查。我個人從這里可以了解國家局對“不確定度論”的態(tài)度。如果國家質(zhì)檢總局的態(tài)度,也像“淡化自由度”那樣“淡化不確定度”的話,那我就可慰此平生,大大慶祝一番了。二十天前,我給國家質(zhì)檢總局寫信并報送材料時,并不知道這一情況;致使我的口氣有些過火;倘已如此,即總局也在做淡化處理,那我的要求實際上已部分被滿足了。

我已暮年。所關(guān)注的是:人類長期積累的誤差理論,是座寶庫。人們要發(fā)掘它,而不該歪曲它、歧視它、拋棄它。誠然,受歷史條件的限制,誤差理論有局限性,我寫了《新概念測量計量學》,就是盡個人一生之力,力圖發(fā)展這門學問。發(fā)展即使有成功之處,也只能是階段性的,發(fā)展是無限的。因此我很希望年富力強的學者們,特別是敢作敢為的青年人,要敢于在世界性的學術(shù)大辯論中,爭得中國的一席之地。

我認為:不確定度論,不過是人類科學史上的一段插曲。我現(xiàn)在的工作,目的就是加速人們對它的識破過程。任務(wù)仍然是艱巨的。崔偉群先生,表示了他對我的某些分析的贊同,并表支持之意,我甚感謝。但分歧仍然是主要的。那就是對不確定度論的本質(zhì)的認識。學術(shù)問題,急了不行,得慢慢來。

葉德培先生最近在《中國計量》上說:“不確定度與真值無關(guān)”。

在《不確定度原理》第一頁,劉智敏先生說:

在科學技術(shù)中進行著大量的測量工作,借以認識事物,測量結(jié)果的質(zhì)量如何,要用不確定度來說說明。不確定度愈小,測量結(jié)果對真值愈靠近,其質(zhì)量愈高,其使用價值愈高;不確定度愈大,測量結(jié)果對真值愈遠離,其使用價值愈低。”

葉先生與劉先生都是我國頂尖的計量專家,對不確定度的說法,竟截然相反。這很值得人們深思。細讀不確定度的基本文件,即GUM,顯然,葉先生講的是原本的不確定度論,是“真經(jīng)”。但細一想,人們要知道的是真值,即客觀值(GUM說的去掉“真”字的那個量值),你不確定度與真值無關(guān),就是與人們要求的客觀值無關(guān),那還有什么用?這不等于自己否定自己嗎?

倘如劉先生所說,不確定度表示的是與真值接近的程度,那不正是劉先生安身立命、成名成家的“誤差”或嚴格地說是“誤差范圍”嗎?中國的計量人都知道劉智敏是著名的誤差理論專家,你的骨子里充滿了誤差的元素,而改換門庭去換取一頂“國際不確定度組中國代表”的頭銜,我看你是打著“不確定度”的旗號,宣傳的卻是誤差理論的內(nèi)容。我認為,以你劉先生的見識與資歷,不致看不透不確定度論的偽科學本質(zhì)。回頭是岸,望先生猛醒。你的書出的不少,你的“中國代表”的名也夠大的。我看你該向人們表示真心:“誤差理論與不確定度論到底那個科學”。

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9#
規(guī)矩灣錦苑 發(fā)表于 2013-9-14 00:52:09 | 只看該作者
回復 8# 史錦順

                              國質(zhì)檢量函〔2008〕633號
         關(guān)于簡化考核計量標準項目(第一批)的通知
各省、自治區(qū)、直轄市及新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局,國務(wù)院有關(guān)部門,中國計量科學研究院,各國家專業(yè)計量站及有關(guān)單位:
  為了進一步提高計量標準考核工作效率,更好地適應計量標準管理工作的需要,經(jīng)研究,確定了第一批簡化考核的計量標準項目。對于列入簡化考核的計量標準項目(第一批)中的計量標準,其計量標準的重復性試驗和穩(wěn)定性考核以及檢定或校準結(jié)果的測量不確定度評定等3項內(nèi)容可以根據(jù)計量標準的特點簡化考評。
  附件:簡化考核的計量標準項目(第一批)
                         二〇〇八年九月九日
  附件中包括(括號內(nèi)的數(shù)字是計量標準的統(tǒng)一編碼):
  1.檢定游標量具標準器組(01315300);2.檢定測微量具標準器組(01315400);3.檢定指示量具標準器組(01315500);4.衡器檢定裝置(12114700);5.液態(tài)物料定量灌裝機檢定裝置 (12114722);6.常用玻璃量器定檢定裝置(12215111);7.加油機容量檢定裝置(12216100);8.售油器檢定裝置(12216200);9.血壓計(表)檢定裝置(12416200);10.可燃氣體檢測報警器檢定裝置(46113107)。
10#
規(guī)矩灣錦苑 發(fā)表于 2013-9-14 01:26:28 | 只看該作者
回復 8# 史錦順

  葉德培先生所說的“不確定度與真值無關(guān)”,我們應該正確理解。“不確定度與真值無關(guān)”是指不確定度與真值的大小無關(guān)。不確定度僅僅是真值可能處于的區(qū)間“寬度”(用半寬表示),這個寬度與真值大小的確是無關(guān)的,這個寬度在數(shù)軸上的位置不能確定,是浮動的一個區(qū)間。區(qū)間位置的確定必須將被測量送高一級技術(shù)機構(gòu),用比獲得該測量結(jié)果準確度更高的另一個測量過程進行測量,將該測量結(jié)果作為自己測量結(jié)果的“約定真值”來確定不確定度的位置。
  劉智敏先生是我國誤差理論和不確定度理論的泰斗之一,他說“在科學技術(shù)中進行著大量的測量工作,借以認識事物,測量結(jié)果的質(zhì)量如何,要用不確定度來說明”這的確是真理。但接著說“不確定度愈小,測量結(jié)果對真值愈靠近,……不確定度愈大,測量結(jié)果對真值愈遠離”,我認為可能基于當時對不確定度的認識,現(xiàn)在看來這個認識是有問題的。測量結(jié)果靠近真值的程度是“誤差”。誤差的定義原來就是“測量結(jié)果減去真值”,誤差才是定量反映測量結(jié)果靠近(或者說偏離)真值的程度,這個靠近真值的程度就是定量反映測量結(jié)果準確性的指標。不確定度不反映測量結(jié)果的準確性,不確定度定量反映的是測量結(jié)果的“可疑度”(或稱可信性、可靠性)好壞,“不確定度”和“誤差”是完全不同的兩個概念。所以史老師反駁說,如果“不確定度表示的是與真值接近的程度,那不正是……‘誤差’或嚴格地說是‘誤差范圍’嗎?”,反駁是有道理的,是有力度的,原因就在于劉老師在這里的確是把不確定度與誤差(包括誤差范圍)畫等號了。
11#
 樓主| 史錦順 發(fā)表于 2013-9-14 08:45:49 | 只看該作者
本帖最后由 史錦順 于 2013-9-14 08:51 編輯

回復 10# 規(guī)矩灣錦苑


    謝謝先生告知總局文件。看來,那僅是對一些最簡單的項目的簡化處理;作法是必要的、正確的,但還難說是對不確定度評定總觀念的變化。但我認為,最簡單、最基本的簡化實例一開,也必將帶來潛移默化的影響,反正我覺得這是正確方向,表明不確定度評定并非那么必要。對我來說,還要努力去揭露不確定度評定的弊病,以促進一個必然的歷史進程:那就是恢復并發(fā)揚誤差理論的權(quán)威。

     
20138月,葉德培先生還在講不確定度與真值無關(guān),念的確實是1993GUM的真經(jīng),但該先生卻忽視了一條重大的變化:那就是關(guān)于不確定度的第三含義。不確定度的第一含義是可信性。避開準確性而談可信性,沒法說清不確定度是什么東西。不確定度的主定義是分散性,但計量人都知道,測量計量的核心是偏離性,分散性該講,但畢竟不是第一位的。因此靠這個第二含義,不確定度仍無法立足。于是出現(xiàn)第三含義,那就是不確定度是包含真值區(qū)間的半寬。有這第三含義,才好計算,那就是利用誤差理論意義下的一切成果。說來也奇怪,不確定度叫得響,其實就是利用誤差理論下的基本素材,只不過算得小些,而沒有任何新內(nèi)容。個別的新說法如自由度,不過是估計一通,張三估計20%,李四估計80%,沒準譜。況且已被淡化處理。最最有用的就是一句話包含真值的區(qū)間,基本思想是和真值掛上鉤,才有意義,才有必要。而這么一來,不確定度也就返回到誤差理論這邊來了,因為人們知道:包含真值的區(qū)間,就是誤差范圍,而誤差范圍早在貝塞爾時代(σ不帶正負號)、邁克爾遜時代(光速等于測得值加帶加減號的誤差范圍)就已應用;而近代現(xiàn)代的數(shù)以億計的測量儀器所標的準確度,都是誤差范圍。說不確定度是包含真值的區(qū)間的半寬與說不確定度是包含真值的區(qū)間完全等效,因為區(qū)間必有半寬,而半寬必是區(qū)間的半寬。沒有沒有半寬的區(qū)間,也沒有沒有區(qū)間的半寬。在包含真值的區(qū)間這個含義下,不確定度與真值,密切地掛上鉤了。因此,葉德培先生的不確定度與真值無關(guān),是1993年的老經(jīng),今天再說,那就是否定不確定度的第三含義。既不符合實際的不確定度評定,也沒有號召力。況且,不確定度的一切評定,都是按第三含義行事,否定不得。第二含義,僅限重復性測量,顯然不夠,而第一含義,沒有基本單元定義,無從下手,沒法實用。我認為倒是劉智敏先生實事求是,講的是實話,因為要說不確定度重要,必須說它與真值相關(guān),不然就沒理由說不確定度的好話。世界上說不確定度就是誤差范圍的,我查到的就有美國的、德國的、澳大利亞的著名教授(美國《機械量測量(第五版)》、德國《電測原理(第八版)》澳大利亞《測量不確定度導論》),都把不確定度視為總誤差(誤差范圍)。

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規(guī)矩灣錦苑 發(fā)表于 2013-9-14 15:51:12 | 只看該作者
回復 11# 史錦順

  我贊成史老師所說計量學離不開“偏離性”,但我認為計量學同樣也離不開“分散性”,二者不可偏廢,也不能說孰輕孰重。誤差的核心是研究偏離性,研究測量結(jié)果偏離被測量真值(約定真值)的特性。不確定度的核心是研究分散性,研究被測量值(真值)的分散性,“不確定度是包含真值區(qū)間的半寬”,而這個分散性被用來評價測量結(jié)果可疑程度大小的特性。所以“不確定度的主定義是‘分散性’”。
  史老師說“不確定度叫得響,其實就是利用誤差理論下的基本素材”,這是非常有道理的。其實道理也很簡單,誤差理論的精髓是“誤差無時不在無處不在,誤差只能削弱而不能消滅”,因此順理成章推理而知:通過測量獲得符合被測量定義的“真值”是可望而不可即的,人們只能獲得參考值或共同“約定”真值。其實誤差和誤差范圍不是不確定度,而是產(chǎn)生不確定度分量的原因之一,因為有測量誤差的存在,對測量結(jié)果的可信性就必將產(chǎn)生影響,每一個誤差都將給測量結(jié)果帶來一定的可疑度,這就是“利用誤差理論下的基本素材”(不確定度評定所說的信息)評估標準不確定度分量的道理。但誤差并不是給測量結(jié)果帶來不確定度的唯一因素,往往一個被測量需要測量若干個參數(shù)通過計算才能得到測量結(jié)果,對每個參數(shù)測量時,其測量方案的不確定度也是給被測量最終測量結(jié)果帶來標準不確定度分量的因素。
  “真值”不可觸及,但“包含真值的區(qū)間”有多寬卻可以通過所掌握的測量過程所有信息來評估。“包含真值的區(qū)間”寬度肯定不是“誤差范圍”。誤差范圍顧名思義是“誤差”的變動“范圍”。根據(jù)誤差的定義可推導出誤差范圍的定義是“被測量的測量結(jié)果與其真值(參考值)之差的變動范圍”。而不確定度是“包含真值的區(qū)間半寬”。一個是針對測量結(jié)果,另一個是針對真值;一個是兩個值之差的變動范圍,涉及到兩個“值”,另一個是只針對單一的量值(真值)的存在可能性區(qū)間寬度,不與任何第二個值發(fā)生關(guān)系;一個是用來評價測量結(jié)果的準確性,另一個是用來評價測量結(jié)果的可信性。
  史老師引用的劉智敏老師那句話的確是模糊了或混淆了誤差和不確定度的界限,有將誤差與不確定度畫等號的嫌疑,以至于史老師這樣的老專家也會產(chǎn)生“誤差和不確定度是一回事”的誤解。這種誤解不僅僅國內(nèi)存在,如果史老師所說案例是真的(請老師寬恕我沒有看到原文),“美國的、德國的、澳大利亞的著名教授(美國《機械量測量(第五版)》、德國《電測原理(第八版)》澳大利亞《測量不確定度導論》),都把不確定度視為總誤差(誤差范圍)”說明國際上也存在相同的誤解。一個理論產(chǎn)生初期被誤解應該是正常現(xiàn)象,但誤解畢竟是誤解,要相信隨著新理論的不斷發(fā)展、完善和被應用,誤解最終必將會消除。
  葉德培先生所說的“不確定度與真值無關(guān)”,的確應理解為“不確定度大小與真值的大小無關(guān)”。不確定度僅僅是真值可能處于的區(qū)間“寬度”(用半寬表示),這個寬度不涉及位置,與真值大小的確無關(guān),因此這個寬度在數(shù)軸上的位置是飄浮不定的。國內(nèi)外很多業(yè)內(nèi)人士誤認為這個區(qū)間對稱中心的位置是測量結(jié)果,其實根子上也是把不確定度誤解為誤差了,或把測量結(jié)果誤解為真值了。不確定度對稱中心的位置只能是真值,不確定度位置的確定必須送高一級技術(shù)機構(gòu),用比獲得該測量結(jié)果準確度更高的另一個測量過程進行測量,以獲得被測量參考值(約定真值),這個參考值(是約定的或近似的的真值)才是不確定度對稱中心的大致位置。
13#
 樓主| 史錦順 發(fā)表于 2013-9-15 10:46:21 | 只看該作者
本帖最后由 史錦順 于 2013-9-15 10:50 編輯

回復 12# 規(guī)矩灣錦苑

規(guī)矩灣先生說:

“史老師引用的劉智敏老師那句話的確是模糊了或混淆了誤差和不確定度的界限,有將誤差與不確定度畫等號的嫌疑,以至于史老師這樣的老專家也會產(chǎn)生誤差和不確定度是一回事的誤解。這種誤解不僅僅國內(nèi)存在,如果史老師所說案例是真的(請老師寬恕我沒有看到原文),美國的、德國的、澳大利亞的著名教授(美國《機械量測量(第五版)》、德國《電測原理(第八版)》澳大利亞《測量不確定度導論》),都把不確定度視為總誤差(誤差范圍)說明國際上也存在相同的誤解。一個理論產(chǎn)生初期被誤解應該是正常現(xiàn)象,但誤解畢竟是誤解,要相信隨著新理論的不斷發(fā)展、完善和被應用,誤解最終必將會消除”。


    從這段話中,看出:規(guī)矩灣先生,把中國的專家劉智敏的論述、美國、德國、澳大利亞的著名教科書的論述,都當成了“誤解”,而正解只有規(guī)矩灣本人的說法。并且認為“一種新理論產(chǎn)生的初期被誤解應該是正常現(xiàn)象。”

是“誤解”嗎?不是的。因為不確定度說來說去,只是在“誤差”這個范疇內(nèi)兜圈子,并沒有新貨色。而又在大量問題上,混淆、錯位,弄出許許多多錯誤與弊病出來。

規(guī)矩灣說沒看到原文,我這里詳細列舉一下,供參考。但我要說明,我舉這些材料,僅僅用于說明:由于不確定度本身的沒準譜,所形成的世界性的對不確定度理解的混亂,其病根在不確定度論本身。我申明:我不把不確定度論看成是誤差理論,恰恰相反,我認為不確定度論是對誤差理論的歪曲與破壞。不確定度論沒資格算作誤差理論,它是給計量界帶來大量混亂與麻煩的偽科學。我所引材料,說明當前國際科技界對不確定度論的容忍,但我認為容忍是暫時的,錯誤的東西遲早要被淘汰。我對不確定度論的態(tài)度是:徹底揭露,一點一滴地打掃干凈。

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(一)《機械量測量(第五版)》[] Thomas G.Beckwith 等著,王伯雄

“每個測量都包括一定程度的誤差,而且該誤差是永遠不能精確知道的。然而,通常可以估計一個誤差的可能界限。該界限稱為不確定度。”

1 誤差通常可以分為偏倚誤差與精度誤差。偏倚(系統(tǒng))誤差在做每次測量時都以同樣方式出現(xiàn)。精度(隨機)誤差大小和符號會變化,且具有一個零均值。偏倚不確定度常要通過對測量儀器的知識或與其他更精確的系統(tǒng)進行比較來估計。精度不確定度可以用統(tǒng)計的方法來估計。

2 一次測量中的總不確定度同時包括偏倚不確定度和精度不確定度。

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(二)《電測技術(shù)(第八版)》[] Elmar Schrüfer  殳偉群譯

對已知的影響量來說,可以對測量值進行相應的修正和更正。修正了的測量值和未修正的測量值之間的差在本書里被稱為(測量)誤差。

在干擾量未知時,無法進行任何修正。此時只能給出一個范圍,被測量的真值將以某個特定的概率落在這個范圍內(nèi)。對于被測量的這種未知性的度量即是測量不確定度。

對于被測量X的測量(有時經(jīng)過測量后)給出測量值x。這一測量值和它的不確定度u(x)一起構(gòu)成了測量結(jié)果它可以用下面的書寫方式來給出

              X = x ± u(x)

用測量不確定度表示的、可以賦予被測量的測量值的范圍為

              xu(x) X xu(x)

這個“不確定度分析”(以前叫“誤差分析”)的任務(wù)在于定量地界定不確定度。

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(轉(zhuǎn)下頁)

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 樓主| 史錦順 發(fā)表于 2013-9-15 10:52:15 | 只看該作者
本帖最后由 史錦順 于 2013-9-15 10:54 編輯

13# 史錦順 文

(三)《測量不確定度導論》[澳大利亞]萊斯.柯卡普等著  曾翔君等

第一部分  譯者觀點

該書的翻譯者是西安交通大學的幾位教師。譯者序?qū)懙剑?/font>

從事測量的人們經(jīng)常遇到的問題是如何對自己的測量結(jié)果進行評價。常采用的方法是采用測量誤差來衡量測量的準確度,包括使用“絕對誤差”、“相對誤差”、“引用誤差”等術(shù)語。如果一臺儀表的準確度用一個相對量來表示,例如0.2級,則表示該儀器已被更高準確度等級的標準儀器(例如0.01級)校準過,說明采用0.2級儀表(校準過)測量的結(jié)果,其引用誤差不超過標準表的0.2%. 這是一種比較粗略的,甚至是定性的描述測量真值的方法,因為它并沒有告訴我們真值究竟在哪里。相比之下,測量不確定度這個概念的提出更加科學,它反映的是測量結(jié)果中真值所在的定量區(qū)間及其出現(xiàn)的概率,并采用絕對值來表示
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第二部分  著者觀點

學生們經(jīng)常遇到的問題是有些教科書使用的概念和術(shù)語與其他教科書不一致,例如,有些教科書把術(shù)語“誤差”和“不確定度”進行了嚴格的區(qū)分,但另外一些教科書則將它們混用。(前言)

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準確度和不確定度的含義是相反的:高準確度意味著低不確定度,低準確度意味著高不確定度。p1

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下式給出了特定被測量的最佳估計值及其不確定度的一般表達式。假定鐘擺周期的最佳估計值為2.25s,不確定度是0.05s,可表示為

        鐘擺周期=(2.25±0.05)s

從上式中可斷定,鐘擺周期的真值處于2.202.30s的“機會較多”或概率較大。(p29

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如果某一質(zhì)量的測量值以(1.24±0.13kg的表達式給出,則其真值就很可能是在1.11kg1.37kg之間,不確定度為0.13kg.(p37)

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15#
zhanghui6540 發(fā)表于 2013-9-15 11:56:39 | 只看該作者
精彩,辯論相當精彩!對學術(shù)問題就應該如此!
16#
規(guī)矩灣錦苑 發(fā)表于 2013-9-16 01:55:14 | 只看該作者
  非常感謝史老師提供的資料。我認為這個資料的確充分證明了國外的業(yè)界知名人士也有把測量不確定度與誤差畫等號的誤解情況發(fā)生。
  如果真的像[美] Thomas G.Beckwith所說的“通常可以估計一個誤差的可能界限,該界限稱為不確定度”,那么“不確定度”和“誤差范圍”也就畫等號了。
  如果真的像[澳大利亞]萊斯.柯卡普所說的“對于被測量X給出測量值x。這一測量值和它的不確定度u(x)一起構(gòu)成了測量結(jié)果”可書寫為:X = x ± u(x),那么“可以賦予被測量的測量值的范圍為:x-u(x) ≤ X ≤ x+u(x)”,那么測量結(jié)果x的不確定度u(x)與x的最大誤差也就畫等號了。
  如果不確定度與誤差范圍或最大誤差畫了等號,不確定度與誤差的確就應該“有他無我有我無他”了,不確定度的提出也就是一個攪亂計量界的極大錯誤。但是,事實上誤差與不確定度的確是完全不同的兩個術(shù)語。它們的不同之處太多了,僅僅以下三個區(qū)別就可見一斑:
  它們的定義不同,一個是偏離被測量真值的程度,一個是被測量真值可能存在的區(qū)域?qū)挾取?br />   它們的作用一個是表述測量結(jié)果的準確性,一個是表述測量結(jié)果的可信性,更不同。
  誤差與真值大小密切相關(guān),且有正負之分,不確定度與真值大小毫無關(guān)系,永遠是正值。
  當檢測報告寫成X=x±u(x) 時,表示的含義為被測量X的測量結(jié)果為x,其測量結(jié)果的不確定度為u(x)。u(x) 并不是測量結(jié)果的誤差,并不表示測量結(jié)果的誤差介于-u(x) 和+u(x) 之間,而表示測量者通過產(chǎn)生測量結(jié)果x 的測量過程所有信息主觀評估出來的測量結(jié)果的可疑度(可信性)是u(x)。
  測量結(jié)果x 的誤差到底有多大,必須將被測量X送另一個更高準確度的測量過程測量。如果得到測量結(jié)果y,那么y即可約定為X的真值,那么X的真實大小就應該是:y-u(x) ≤ X ≤ y+u(x)。測量結(jié)果x的誤差應該是:Δ=x-y,而絕不是u(x)。說 x-u(x) ≤ X ≤ x+u(x)肯定是個大錯誤,是對不確定度的誤解。
17#
 樓主| 史錦順 發(fā)表于 2013-9-17 14:35:23 | 只看該作者
本帖最后由 史錦順 于 2013-9-17 14:41 編輯

回復 12# 規(guī)矩灣錦苑

規(guī)矩灣先生說:

真值不可觸及,但包含真值的區(qū)間有多寬卻可以通過所掌握的測量過程所有信息來評估。包含真值的區(qū)間寬度肯定不是誤差范圍。誤差范圍顧名思義是誤差的變動范圍。根據(jù)誤差的定義可推導出誤差范圍的定義是被測量的測量結(jié)果與其真值(參考值)之差的變動范圍。而不確定度是包含真值的區(qū)間半寬。一個是針對測量結(jié)果,另一個是針對真值;一個是兩個值之差的變動范圍,涉及到兩個,另一個是只針對單一的量值(真值)的存在可能性區(qū)間寬度,不與任何第二個值發(fā)生關(guān)系;一個是用來評價測量結(jié)果的準確性,另一個是用來評價測量結(jié)果的可信性。


    在這段話中很欣賞先生對誤差范圍的表述。“誤差范圍是誤差的變動范圍”,是“被測量的測量結(jié)果與其真值之差的變動范圍”,“兩個值之差的變動范圍,涉及到兩個值。”這些話,準確、精彩。

共同的觀點,點到為止。學術(shù)討論,重點是不同觀點的爭論。

先生這段話,涉及測量計量的一些基本問題。我們之間存在嚴重分歧。現(xiàn)將不同意見表述如下。

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(一)真值不可觸及嗎?不!真值是可知的

1真值作用著,人們通過真值的作用來認識真值

真值就是實際值,客觀值。真值這個概念是測得值這個概念的伴生物。通過測量,人們得到測得值,人們關(guān)心的是這個測得值與實際的被測量的實際量值,差多少,以便于人們選用測量儀器,或想辦法改進儀器的性能,以得到更準確的測得值。人們就把要求的那個量的實際值,叫做真值。真值不可觸及嗎?不,測量了,得到了這個量的近似值,就不可能不“觸及”它。真值存在著、作用者,我們正是利用真值的作用,來認識真值、測量真值。用天平測量物體的質(zhì)量,利用的是重力(物體的取決于質(zhì)量的萬有引力,即該物體與地球之間的作用)。運動體使它反射的電磁波產(chǎn)生頻移(多普勒效應),頻移的大小與運動體的速度成正比,于是人們通過測量頻差,來推算物體的運動速度,這就是著名的多普勒測速法,是通過“速度”的效應來測得速度。測量就是利用真值的作用來認識真值,不可能不觸及真值。

2 真值變化著。變化是真實的變化,變化著的量值各個是真值

量值的變化是真實的變化,因此凡已觀察到量值變化的場所,人們所知道的量值都是真值。用誤差范圍0.2℃的溫度計測量北京天氣的溫度。清晨6時,18.8℃,而過午的14時,30.6℃(測量誤差遠遠小于變化量)。天氣溫度確實變了,測得的每個溫度值,都是測量那個時刻的天氣溫度的實際值,是客觀值。也就是天氣溫度的真值。

3 誤差遠小于實用要求的值是真值

在計量中,為判別被檢測量儀器的合格性,必須有計量標準。如果計量標準的誤差范圍的標稱值與被檢儀器的誤差范圍標稱值之比的q值,小于1/10,對應被檢儀器來說,計量標準的標稱值,就是真值(VIM3已認可)。

4 按現(xiàn)有的測量技術(shù),在人們的生產(chǎn)、交易、生活中,各種量,都可以得到真值

人們能得到真值的量的數(shù)量,占百分之九十九點九九以上。在科研中,有不到萬分之一的個別量,那就是被稱為物理常量的量,人們只能得到近似值,觀察不到它們的變化量,只能繼續(xù)努力提高測量水平。它們的真值可以認識,而有待于得到更進一步的認識。凡當今人類可以觀察到變化的那些量,只要用能觀察到該量值變化的那種儀器測量,得到的該量的值,就是該量的真值。因此,人們在實際工作中,在討論、計算誤差時,運用真值的概念,是理由充分的、簡潔明了的。

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(轉(zhuǎn)下頁)

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 樓主| 史錦順 發(fā)表于 2013-9-17 14:44:29 | 只看該作者
本帖最后由 史錦順 于 2013-9-17 15:24 編輯

17# 史錦順  文

       5  真值的絕對性與相對性

真值可知的觀念,是客觀事物可以認識這個總觀念的的一個具體觀念。客觀事物可以認識是辨證唯物論的基本觀念。

真值就是準確的量值。準確有絕對準確與相對準確。絕對性寄予相對性之中,相對性包含有絕對性的因素。相對真理,不是謬誤而是真理;同理,相對真值,就是真值。應知:相對真值與絕對真值都是真值;因此人們通常就把相對真值叫做真值、當做真值,這既符合實踐的需要,也是符合哲學理論的。那種一提真值,就一定要說是絕對真值,是不符合關(guān)于絕對性與相對性的實踐原則的。實踐的原則,就是實踐中能用、夠用,而不是在名稱上人為地制造死胡同。

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基于如上6條,說“真值不可知”,甚至進一步說“真值不可觸及”,是錯誤的。

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(二)“包含真值”,已承認真值可知

不確定度的第一含義可信性,沒有元素(單元)定義。意義含糊,不確定度論問世時講一陣子;講不通,現(xiàn)在已很少見。正規(guī)給出的定義是“分散性”,但只講分散性,而不提偏離性,舍本求末,不管用。于是講不確定度是包含真值的區(qū)間。這是對的,但已背離了原來的“真值不可知”的出發(fā)點。既然真值已包含在區(qū)間中,那就是知道了真值的范圍,注意范圍是可以逐漸縮小的,于是也就等效于精確地知道了真值。這個最看好的含義,第一違背了原來的立場;第二,這不過是誤差范圍的重復。

承認包含真值的區(qū)間,就得承認真值可知;不確定度論的基本觀念是“真值不可知”,就沒資格談?wù)撜嬷翟谀睦铮恢涝谀睦铮褪侵勒嬷盗恕?/font>

先說真值不可觸及,卻大談“包含真值的區(qū)間”。邏輯不通。

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(三)并無新意的區(qū)間

先生論證誤差理論的區(qū)間與不確定度論區(qū)間的不同,貌似頭頭是道,實則經(jīng)不得推敲。測得值與真值的概念,實際是分不開的,二者共存亡。對統(tǒng)計測量來說,量值變化遠遠大于測量儀器的誤差范圍,因此,測得值就是真值。測得值的變化區(qū)間,就是真值的變化區(qū)間。因而,對統(tǒng)計測量,沒必要區(qū)分是測得值區(qū)間,還是真值區(qū)間,

在計量場合,有計量標準,就是有真值(VIM3, 用同規(guī)格的多臺測量儀器測量同一標準,測得值各個不同,但合格儀器的測得值必在以真值Z為中心的以誤差元絕對值的最大值為半寬的區(qū)間內(nèi)。這個區(qū)間,是計量的區(qū)間,是以真值為中心的測得值區(qū)間。

用計量過的合格的測量儀器對一量進行測量,得該量的測得值為M,又知儀器的誤差元的絕對值的最大值是R,則知該被測量的真值在以測得值M為中心的、以R為半寬的區(qū)間內(nèi)。這個區(qū)間,是測量區(qū)間,是以測得值為中心的真值的區(qū)間。

以上兩個誤差理論的區(qū)間,是可以嚴格推導的。它們半寬相等。

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什么是不確定度的區(qū)間呢?既然包含真值,就必然連上測得值,沒有測得值,也就談不上包含真值。而且一提半寬,必定是與測得值直接相關(guān),因此說,不確定度的區(qū)間只論真值,不談測得值是瞎扯,因為把測量結(jié)果寫出來必須是測得值M±擴展不確定度U95,不提測得值不行

而所謂的U95也是逐條按誤差元算出來的,只不過比誤差范圍略小而已。差別僅僅是不確定度一律均方合成,又取2σ,不過是降低了可信性(由99%降到95%)。

一切利用誤差理論意義下的數(shù)據(jù),算出來,還號稱是新意義的區(qū)間,笑話。不確定度論講理論時專講測得值,回避真值概念,而講區(qū)間又拋開測得值而只談?wù)嬷担^包含真值的區(qū)間實際是無源之水,無本之木,不過是抄襲誤差元所構(gòu)成的誤差范圍。誰能推導出不確定度的區(qū)間的表達式?不可能的。人們寬容地把不確定度的區(qū)間看成是誤差理論的區(qū)間,其一是接近,其二是高抬了它,其三并不妥當。不確定度的區(qū)間來路不明、計算不準,不是個科學的概念。不確定度理論、不確定度區(qū)間、不確定度評定,都只有一條出路:廢除。

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19#
規(guī)矩灣錦苑 發(fā)表于 2013-9-18 01:29:53 | 只看該作者
  1.我認為首先我們應該確定被測對象是什么。
  被測對象是某個確定的地點確定的時刻的氣溫,被測對象就是唯一的,被測對象的真值也是唯一的。人們可以使用溫度計在當?shù)禺敃r加以測量,受種種因素的影響測得的氣溫值必有測量誤差,這個帶有測量誤差的測量結(jié)果并不是當時當?shù)氐臍鉁亍罢嬷怠保荒苁钱敃r當?shù)氐臍鉁販y量結(jié)果。
  清晨6時,18.8℃,而過午的14時,30.6℃,氣溫確實變了,但這個時候的被測對象不是同一個,被測對象的真值當然也不是同一個,每一個被測對象都有唯一一個真值,每一個測量結(jié)果也各有各的誤差。如果一定要看著為一個被測對象,那么被測對象的名稱應該改為某地某日的平均氣溫。對于某地某日的日平均氣溫測量結(jié)果就是當天所有氣溫測得值相加再除以測量次數(shù),測量結(jié)果仍然是唯一的,其真值也是唯一的,因此日平均氣溫的測量誤差也還是唯一的。我們不能把改變了地點或時間的被測對象仍然簡單的看著為同一個被測對象。
  2.真值與測量結(jié)果的關(guān)系
  真值是唯一的,不變的。因為誤差理論的誤差不滅定律決定了真值是無法得到的,但是真值可能在多大區(qū)域?qū)挾葍?nèi)是可以評估的。同一個被測對象多次測量的測量結(jié)果之所以變化正是因為測量誤差的存在造成的,變化著的不是真值,而是測量結(jié)果,因此測量誤差也是變化著的。
  按現(xiàn)有的測量技術(shù),在人們的生產(chǎn)、交易、生活中,各種量都可以得到測量結(jié)果,也可以得到真值。但這里所說的真值不是理論真值,而是“約定真值”或稱為“參考值”。這個所謂的“真值”仍然是測量結(jié)果,是用比獲得該測量結(jié)果更高準確度的測量方案獲得的測量結(jié)果,這個測量結(jié)果同樣不可避免的存在著測量誤差。所以史老師所說“誤差遠小于實用要求的值是真值”是有道理的,但這個道理不是針對真正的理論真值,而是針對約定真值。
  3.“包含真值”并不承認真值可知,而是承認真值的客觀存在。
  客觀存在的真值受“誤差無時不在無處不在”的“誤差不滅”定律約束,使人們想通過測量獲得它而可望不可及,人們只能無限趨近而不能觸及。不確定度本來就是研究分散性,研究這個可望而不可及的真值的“分散性”,不研究測量結(jié)果或真值的“偏離性”。研究測量結(jié)果的偏離性是“誤差”的任務(wù)。如果不確定度研究了測量結(jié)果的偏離性無異于一個人自己的事不好好干卻插手管別人管的事,那就真的會像史老師所說的“不過是誤差范圍的重復”了。因為不確定度并不研究誤差所研究的偏離性,所以不確定度絕不會成為誤差或誤差范圍的重復。
  史老師說“什么是不確定度的區(qū)間呢?既然包含真值,就必然連上測得值,沒有測得值,也就談不上包含真值”,我的確不這么看。眾所周知被測量的真值是個客觀存在,不管你測還是不測,它就在那里存在著,和測量結(jié)果毫無關(guān)系。真值的大小人們無法知曉,但可能存在的區(qū)域?qū)挾仁强梢酝ㄟ^人們掌握的測量過程所有信息評估的,并不需要測量,在測量前就可以評估得到。測量結(jié)果則必須通過測量才能夠獲得,不實施測量就沒有測量結(jié)果,每實施一個測量過程就有一個測量結(jié)果。測量結(jié)果的誤差是測量結(jié)果與參考值(約定真值)的差,反映了測量結(jié)果偏離真值的程度,也就是常說的測量結(jié)果的準確性。測量結(jié)果品質(zhì)高低的另一個參數(shù)“可信性”(或稱可疑度)就是用被測量(真)值可能存在的區(qū)域?qū)挾龋ò雽挘﹣砗饬康模@個半寬就稱為測量結(jié)果的測量不確定度。
  4.不確定度與誤差或誤差范圍完全是兩碼事
  前面我說過,不確定度是測量結(jié)果的可信性,而影響測量結(jié)果可信性的一個重要因素就是各種誤差和誤差范圍,誤差和誤差范圍是使測量結(jié)果產(chǎn)生不可信(可疑度)的“因”,不確定度是測量結(jié)果不可信的“果”,因此“利用誤差理論意義下的數(shù)據(jù)”估算測量結(jié)果的可信性是理所當然的,我們不應該把“因”和“果”畫等號,絕對不能“把不確定度的區(qū)間看成是誤差理論的區(qū)間”,因此我說史老師所列舉的國際上誤差理論大師們和劉智敏老師那句話把誤差和誤差范圍與不確定度畫等號絕對是一個錯誤。
  誤差和不確定度各有各的用途,它們相互補充,相輔相成,共同描述測量結(jié)果品質(zhì)的兩個不同參數(shù),缺少哪一個都是不行的。
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fuffn 發(fā)表于 2013-9-18 11:02:13 | 只看該作者
拋開實測而講究評估,是不確定度評定弊病的根源,是根本性的錯誤。

這句話雖然很重,但我覺得這確實是不確定度評定中最難把握的,在建標報告的不確定度評定中,出現(xiàn)估計數(shù)據(jù)感覺很不嚴肅,同一個分量為什么阿甲估計值是a,阿乙估計值是b?曾經(jīng)在對計量標準進行考核時問過檢定員某個估計值是怎樣來的,他的回答令我很無語:憑我30年的工作經(jīng)驗估計的,如果你有確鑿的數(shù)值告訴我。。。。。我想,還是我水平不夠吧。

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規(guī)矩灣錦苑 發(fā)表于 2013-9-19 16:59:28 | 只看該作者
  并不是國內(nèi)外的計量科學家們神經(jīng)兮兮地吃飽了沒事干,裝得跟個數(shù)學家似的費9牛2虎之力評定不確定度。眾所周知,計量工作是各項工作的技術(shù)基礎(chǔ)和技術(shù)支持,是科技的先行官,是工業(yè)的眼睛,古語說“失之毫厘謬以千里”,所以計量工作歷來講究的就是嚴密、嚴謹、嚴格、認真、準確、可靠,講究的就是一絲不茍、精益求精。
  如果所有的科學技術(shù)、所有的工程建設(shè),所有的機械產(chǎn)品,所有的生產(chǎn)工藝都像老兄所說的“買菜”那么簡單和那么無所謂,的確計量科學也就不再有存在的價值,也不再有創(chuàng)新發(fā)展的必要。如果宇航員進入太空能不能返回地球可以無所謂,如果導彈打出去是否打到預定目標無所謂,如果自動控制系統(tǒng)可以漠視現(xiàn)場生產(chǎn)安全晚發(fā)指令差一兩秒鐘無所謂,如果汽車發(fā)動機活塞直徑差多大也無所謂,……,不確定度的確就沒有必要評定,甚至連誤差理論都沒必要存在了。
  即便是“買一把菜也好,買顆鉆石也好,放秤上稱稱,相信那秤了”,這可能也只有少數(shù)人可以承受,我相信絕大多數(shù)勞苦大眾和工薪階層是無法承受的。如果絕大多數(shù)人都可以承受,那的確不確定度評定沒有價值了,甚至市場計量管理以及強制檢定、計量法也都沒有必要存在下去。一批物資的允差,人們是有承受極限的,一把蔬菜、一袋芝麻、一顆鉆石,人們的允差承受能力是不同的。
  買的東西給夠沒有,多給了顧客可以接受,商家不愿意承受,給少了商家得到了更多利益,顧客承受不了,這就是“允差”產(chǎn)生的原因。允差滿足與否需要測量,用誤差的大小來判定交易物資是否測量“準確”了,誤差大了要么是顧客不愿意,要么是商家不愿意,就必須多退少補。另外,怎么能夠知道那個誤差或測量結(jié)果值得我們相信呢,如何確保我們沒有被騙呢?如果有一臺案秤,稱量一把蔬菜,人們當然是信得過的,但用于稱量鉆石,恐怕沒有幾個人相信它是對的。因此人們自然會發(fā)問:對一個測量結(jié)果信與不信怎么能夠科學的加以定量評判呢?這就是測量不確定度評定產(chǎn)生的根源。
22#
規(guī)矩灣錦苑 發(fā)表于 2013-9-19 21:01:02 | 只看該作者
本帖最后由 規(guī)矩灣錦苑 于 2013-9-19 21:29 編輯

  中國文化不是這樣子的,呵呵。中國是文明之國、禮貌之邦,中國是講道理的。中國人無論有沒有文化,咱們在討論問題的時候,講的都是道理,文明用語還是需要的。
  當然,老兄說“對準確度要求高,用高精度儀器測”這是很有道理的。那么什么樣的“準確度要求”要用多“高精度的儀器”來檢測,卻并不是想當然的事。解決這個問題的有力工具和方法就是誤差理論。
  老兄所說“可信度要求高,找工商局給測,找計量局給測”,這是指對機構(gòu)的信任度,對國家機關(guān)的信任也是沒問題的。但,現(xiàn)在要講的是對測量結(jié)果的信任。對測量結(jié)果的信任度如何,并不是像相信某個機構(gòu)那么簡單的事。測量結(jié)果可不可信,在多大范圍內(nèi)可信,解決這個問題就需要不確定度。
  不確定度是好鳥還是惡鳥并不能憑直觀來感覺,需要用實踐來檢驗,畢竟只有實踐才是檢驗真理的唯一標準。崇洋媚外,甘愿受洋人的忽悠欺騙肯定是可笑的,但是把外國人在某些方面的優(yōu)點和有用的東西學習過來,為我所用,應該得到推崇和肯定。
23#
都成 發(fā)表于 2013-9-20 17:27:09 | 只看該作者
回復 25# 規(guī)矩灣錦苑


    先生辛苦了!中秋佳節(jié)還不忘回帖,向您致敬!支持您,我先看帖,您慢慢來。節(jié)還沒過完,順祝節(jié)日快樂!
24#
秦時明月 發(fā)表于 2013-9-20 21:51:24 | 只看該作者
回復 24# LLLWWW
測量是一門科學,計量不準,地動山搖,這是聶榮臻元帥的話。現(xiàn)代的測量,已經(jīng)離不開數(shù)理統(tǒng)計了。不確定度理論雖然比誤差理論難懂,也存在著很多混沌不清的地方,需要改善,但總的來說確實不乏可取之處。你如果學過量子力學就知道,百十年前就有了測不準原理,它應該是不確定度理論的濫觴吧。
25#
LHJ 發(fā)表于 2013-9-20 23:16:58 | 只看該作者
不確定度理論既然存在了20多年,發(fā)展到今天,肯定有它的原因。
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