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回復(fù) 20# 劉彥剛
先生提出的問(wèn)題與回答,從表面的層次看,是有道理的,是自圓其說(shuō)的。但一旦聯(lián)系實(shí)際,就不是那么回事,倒是會(huì)上多數(shù)人認(rèn)為的兩種不確定度一樣符合實(shí)際。我并不是贊成那些人的說(shuō)法,而是說(shuō):那些人的說(shuō)法符合不確定度評(píng)定的實(shí)際情況。這里面反映一個(gè)本質(zhì)問(wèn)題:不確定度評(píng)定到底該不該評(píng),GUM的評(píng)定法及現(xiàn)有的評(píng)定對(duì)不對(duì)。 本人已評(píng)過(guò)三個(gè)國(guó)家級(jí)樣板(施昌彥:溫度測(cè)量不確定度評(píng)定;葉德培:晶振測(cè)量不確定度評(píng)定;葉德培:計(jì)數(shù)式頻率計(jì)不確定度評(píng)定),三個(gè)國(guó)際級(jí)樣板(GUM:溫度測(cè)量不確定度評(píng)定;歐洲合格性組織:游標(biāo)卡尺校準(zhǔn)不確定度評(píng)定;歐洲合格性組織:數(shù)字多用表不確定度評(píng)定)。對(duì)這六項(xiàng),都詳細(xì)地分析了進(jìn)行不確定度評(píng)定的種種弊病。而上升到理論的一般性的對(duì)不確定度評(píng)定的弊病的分析,另寫(xiě)了34篇文章。也就是說(shuō),老史針對(duì)不確定度評(píng)定的批評(píng)文章一共是40篇。此外,還寫(xiě)了批駁不確定度理論的文章百余篇。文章都較短,但每篇都揭露或分析不確定度論的一個(gè)錯(cuò)誤或弊病,彈無(wú)虛發(fā)。在寫(xiě)了一百四十多篇文章之后,老史斷定:不確定度評(píng)定的基本公式是錯(cuò)誤的。基本公式錯(cuò)了,也就是評(píng)定的方法錯(cuò)了,因此,不確定度評(píng)定,不評(píng)不錯(cuò),評(píng)了必錯(cuò)。 先生提到,表達(dá)結(jié)果的大小關(guān)系,那是誤差理論體系內(nèi)的事。用準(zhǔn)確度1%的電壓表測(cè)量電壓,測(cè)得值的誤差范圍是1%. 這個(gè)1%是測(cè)得值的誤差。而在計(jì)量場(chǎng)合,檢定這個(gè)電壓表,要用比此電壓表指標(biāo)高三倍以上,即誤差范圍小到1/3以下的電壓標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的誤差范圍是0.2%,則檢定的誤差是0.2%,也就是說(shuō)測(cè)量“電壓表誤差”時(shí)的誤差是0.2%. 由上,在誤差理論中,測(cè)量時(shí)的“量值的誤差”與檢定時(shí)“測(cè)量誤差的誤差”,是明顯不同的兩個(gè)量,二者的比例為三倍以上。如果有誰(shuí)說(shuō)二者一樣,別人會(huì)笑話(huà)他,知識(shí)太差,還沒(méi)入門(mén)。 但是,討論不確定度的表示問(wèn)題,情況就大不一樣了。首先,什么是不確定度,在概念上就極不確定。一會(huì)兒說(shuō)是“可信性”(GUM),一會(huì)兒說(shuō)是“分散性”(主定義),一會(huì)兒又說(shuō)是“包含真值的區(qū)間的半寬”(VIM3),概念的意義都不確定。至于不確定度評(píng)定,GUM法的根本就是泰勒展開(kāi),即拆分測(cè)得值函數(shù),又稱(chēng)建立測(cè)量模型。第一,測(cè)量?jī)x器的測(cè)得值函數(shù)是個(gè)整體,它的簡(jiǎn)化表征——測(cè)量?jī)x器的誤差范圍指標(biāo)是個(gè)整體,在計(jì)量與測(cè)量中是不能拆分的。拆則必錯(cuò),可能重計(jì),也可能錯(cuò)計(jì),即把測(cè)量?jī)x器的性能賴(lài)在檢定裝置的檢定能力上。 不確定度評(píng)定的基本方法錯(cuò)了,不確定度評(píng)定的基本公式錯(cuò)了,因此,一切不確定度評(píng)定皆錯(cuò)。 不確定度評(píng)定錯(cuò)誤的表現(xiàn)之一是測(cè)得值的不確定度(記為A)與測(cè)得值的誤差的不確定度評(píng)定結(jié)果(記為B)一樣。本來(lái)的邏輯應(yīng)是A是B的三倍以上,現(xiàn)在的不確定度評(píng)定的實(shí)際情況是二者基本一樣,而更準(zhǔn)確地說(shuō),是大小顛倒,B反而比A略大些。因?yàn)樵u(píng)定A時(shí)的模型是M=X,評(píng)定就是將右端的X作泰勒展開(kāi),取諸項(xiàng)的方和根;而評(píng)B時(shí)的模型是E=X-B(標(biāo)),評(píng)定就是將右端X-B(標(biāo))作泰勒展開(kāi),取諸項(xiàng)的方和根。因?yàn)楦黜?xiàng)是平方后相加,再開(kāi)方,因此B總是比A略大些,因?yàn)?/font>B(標(biāo))的誤差很小,于是就有B近似等于A。所以我說(shuō)會(huì)上大多數(shù)人的說(shuō)法是符合實(shí)際情況的。但我不說(shuō)他們說(shuō)的是對(duì)的,因?yàn)樵谖铱磥?lái),在不確定度論的大框架下,沒(méi)有任何正確的東西。 歐洲人搞的“游標(biāo)卡尺校準(zhǔn)不確定度評(píng)定”,就說(shuō)明不確定度評(píng)定是錯(cuò)誤的。本來(lái)極其簡(jiǎn)單,用游標(biāo)卡尺測(cè)量一級(jí)量塊(原文如此),卡尺示值與量塊標(biāo)稱(chēng)值之差,就是卡尺的視在誤差,采樣六點(diǎn)(規(guī)程規(guī)定),各視在誤差的最大值,小于等于0.05mm(150mm,1/20分度卡尺標(biāo)準(zhǔn)),卡尺就是合格。計(jì)量的誤差就是量塊的誤差,此案例用一級(jí)量塊,誤差范圍為0.8微米,可略。也就是說(shuō),用一級(jí)量塊來(lái)檢定游標(biāo)卡尺,不需要任何評(píng)定。歐洲人搞的評(píng)定,泰勒展開(kāi)X有4項(xiàng);重復(fù)性、分辨力、溫度影響、卡尺機(jī)械不良;再加一項(xiàng)量塊的誤差。最后的評(píng)定結(jié)果是U95=0.06mm. 注意此值大于卡尺標(biāo)準(zhǔn)的最大允許誤差0.05mm,合格性的門(mén)寬是最大允許誤差減U95,這里已成負(fù)值,合格性的大門(mén)已被堵死。就是說(shuō),全中國(guó)全世界的游標(biāo)卡尺沒(méi)有一把是合格的——這種評(píng)定,你說(shuō)荒唐不荒唐! 至于游標(biāo)卡尺的測(cè)量時(shí)的示值不確定度,因?yàn)槟P褪?/font>M=X,右端泰勒展開(kāi),還是上邊4項(xiàng)(比計(jì)量時(shí)少一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)誤差),因標(biāo)準(zhǔn)誤差可略(0.8微米),因此各項(xiàng)方和根仍是0.06mm. 以上游標(biāo)卡尺的例子,說(shuō)明:量值的不確定度與量值誤差的不確定度是一樣的。也就是說(shuō),會(huì)上多數(shù)人的說(shuō)法是符合不確定度評(píng)定的實(shí)際的。但是,不確定度評(píng)定本身是錯(cuò)誤的,在不確定度的大框架下,沒(méi)有正確可言。 正確的認(rèn)識(shí)是什么?就是:認(rèn)清不確定度評(píng)定本身是錯(cuò)誤的。 正確的作法是什么?就是:按誤差理論辦事;廢除不確定度評(píng)定! - |