測(cè)量不確定度知識(shí)還有待普及

就我這樣現(xiàn)場(chǎng)的普通檢定員，接觸到測(cè)量不確定度知識(shí)都有十四個(gè)年頭了。記得那還是參加JJF1033—2001《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》宣貫并考省級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考評(píng)員時(shí)，一則：該規(guī)范已要求通過(guò)測(cè)量不確定度評(píng)定來(lái)要求，計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置是否滿足檢定被檢計(jì)量器具的要求，所以在其附錄里有介紹。二則：在宣貫會(huì)上我省局副局長(zhǎng)胡志堅(jiān)，以他與劉志敏老師合編的《誤差理論與測(cè)量不確定度》為教材，講授了不確定度知識(shí)。

       可是，時(shí)隔十三年了。JJF1059《不確定度評(píng)定與表示》都從1999版到了JJF1059.1《不確定度評(píng)定與表示》的2012版了，評(píng)定方法也不僅有了以不確定度傳播律為理論基礎(chǔ)的GUM法，還有了以分布合成的MCM了。可有不少計(jì)量人，對(duì)不確度知識(shí)的撐握還很膚淺。還說(shuō)不確定度是庸者見(jiàn)庸、智者見(jiàn)智的東西！評(píng)定結(jié)果沒(méi)有正確與否之說(shuō)！的確，測(cè)量不確定度的評(píng)定有時(shí)不一定是唯一的結(jié)果，但也不至于可以庸者見(jiàn)庸、智者見(jiàn)智地亂評(píng)一頓吧？

       而現(xiàn)在校準(zhǔn)規(guī)范相對(duì)又更多了，而校準(zhǔn)規(guī)范又要求給出測(cè)量不確一度校準(zhǔn)示例。在工作中發(fā)現(xiàn)，不少規(guī)范給出的測(cè)量不確一度校準(zhǔn)示例：有的給出的測(cè)量模型的輸出，并非我們所測(cè)量的量。也就是說(shuō)評(píng)的測(cè)量不確定度，并非是我們所測(cè)量的測(cè)量不確定度。還有不少計(jì)量人不會(huì)給出測(cè)量模型。

回復(fù) 1# 劉彥剛

      劉先生一大早就發(fā)這樣的一個(gè)帖子來(lái)表達(dá)對(duì)不確定度的關(guān)注，令人敬佩！不是不確定度沒(méi)用，是有人不敢正視，也不是難，是他自己把他神圣化了，如果真的沒(méi)用，請(qǐng)他跟CNAS叫板，只要把CNAS扳倒，估計(jì)1033也就不要求了，1059也就沒(méi)用了，大家皆大歡喜！！！！
      我現(xiàn)在身體不便，過(guò)兩天再與先生討論。

回復(fù)  劉彥剛

      劉先生一大早就發(fā)這樣的一個(gè)帖子來(lái)表達(dá)對(duì)不確定度的關(guān)注，令人敬佩！不是不確定度沒(méi) ...
都成 發(fā)表于 2014-2-25 08:15

    謝謝你的關(guān)注！

（續(xù)1樓）因?yàn)榻o出的測(cè)量模型不恰當(dāng)，導(dǎo)致不能將所有不確定度分量包括進(jìn)去，就直接在數(shù)學(xué)模型上加不確定度分量。這樣給出的其實(shí)就不是測(cè)量模型了，按理測(cè)量模型就是輸出量（最終要得到被測(cè)量）關(guān)于輸入量（中間要測(cè)的量）的函數(shù)。這樣給出的就成了輸出量（最終要得到被測(cè)量）關(guān)于輸入量（中間要測(cè)的量）和某些量的不確定度的函數(shù)。這樣會(huì)使該不確定度分量的靈敏系數(shù)不正確，有可能高評(píng)了測(cè)量不確定度，也有可能低評(píng)了不確定度。

甚至還有人說(shuō)：“不確定度評(píng)定，不評(píng)不錯(cuò)，評(píng)了必錯(cuò)”史老師總結(jié)的非常好，不確定度評(píng)定太繞了，就像是進(jìn)入迷宮一般，不把人繞暈是決不罷休。

最大的問(wèn)題是：不確定度的數(shù)據(jù)的應(yīng)用！
如果報(bào)告中的不確定度數(shù)據(jù)僅供使用者 “參考”，那就問(wèn)題不大，你看都不看也罷，進(jìn)一步研究分析也罷，由使用者自行決定，是否采用，如何采用。
現(xiàn)在的謬誤是想用不確定度數(shù)值來(lái)說(shuō)明、證明、甚至來(lái)保證什么，這樣就產(chǎn)生嚴(yán)重的問(wèn)題了！
不言而喻，計(jì)量工作的基礎(chǔ)是實(shí)際測(cè)量，所有出具的數(shù)據(jù)必須是經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)量后獲得的，完全是客觀的。而不確定度數(shù)據(jù)主要是評(píng)估出來(lái)的，如B類評(píng)定，依據(jù)說(shuō)明書(shū)（可能是典型的參數(shù)，通用的而非這臺(tái)儀器特有的，出廠一段時(shí)期內(nèi)有效的），證書(shū)（一系列特定條件下的數(shù)據(jù)），等等，基本是抄錄數(shù)據(jù)，而評(píng)定時(shí)還考慮分布，也是估計(jì)的。種種主觀的、人為的因素混入其中，使得不確定度數(shù)據(jù)極其不嚴(yán)謹(jǐn)！很難說(shuō)，這與“偽造數(shù)據(jù)”有多大的差別！！！

回復(fù) 3# 劉彥剛

　　你說(shuō)的非常對(duì)，就像做數(shù)學(xué)題，一定要講究“已知、求、解、答”四大步，缺一不可。不確定度評(píng)定也必須按解數(shù)學(xué)題的步驟進(jìn)行，四大步缺一不可。
　　１“已知”條件不足就無(wú)法解題。
　　不確定度評(píng)定的“概述”就是給定已知條件。數(shù)學(xué)題的已知，老師已在題中給出，只需學(xué)生識(shí)別后寫(xiě)出來(lái)。不確定度評(píng)定是自己的工作，沒(méi)有人給我們“已知”條件，需我們自己廣泛收集被測(cè)對(duì)象、測(cè)量設(shè)備、環(huán)境條件、測(cè)量原理等相關(guān)信息，并詳細(xì)記錄在案。信息收集不全，丟三落四，不確定度評(píng)定就無(wú)法進(jìn)行，評(píng)定結(jié)果就不可能正確。當(dāng)前有很多不確定度報(bào)告想到哪就評(píng)到哪，東一榔頭西一棒子，確實(shí)有點(diǎn)莫名其妙。
　　２“求”就是解題的目標(biāo)，目標(biāo)不明，解題就是無(wú)頭蒼蠅亂碰。
　　正確寫(xiě)出“測(cè)量模型”對(duì)不確定度評(píng)定來(lái)說(shuō)就是準(zhǔn)確寫(xiě)出“求”。正如３樓所說(shuō)“測(cè)量模型就是輸出量（被測(cè)量）關(guān)于輸入量（中間要測(cè)的量）的函數(shù)”。評(píng)定的對(duì)象是輸出量的不確定度，而為了完成輸出量的不確定度評(píng)定，就必須弄清楚為得到這個(gè)輸出量需多少個(gè)輸入量，以及輸出量與各輸入量之間的關(guān)系。測(cè)量模型就是告訴我們不確定度評(píng)定的目標(biāo)是什么，涉及多少輸入量，也就是涉及多少標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量及與輸出量之間的關(guān)系。當(dāng)前的確有不少不確定度評(píng)定案例并未給出測(cè)量模型，或給出的測(cè)量模型是錯(cuò)誤的，也有的雖然給出了正確測(cè)量模型而在具體評(píng)定中兩張皮，完全脫離測(cè)量模型另行其事。
　　３“解”是依據(jù)“已知條件”按規(guī)定的步驟求解，是解題的核心所在。
　　不確定度評(píng)定具體步驟就是要按JJF1059.1等規(guī)范規(guī)定的步驟，依據(jù)“概述”中記錄在案的已知信息逐步分析計(jì)算，一步都不能落下。例如“靈敏系數(shù)”的計(jì)算是個(gè)關(guān)鍵步驟，卻有許多不確定度評(píng)定案例偏偏就沒(méi)有計(jì)算靈敏系數(shù)。按數(shù)學(xué)考試嚴(yán)格規(guī)定，即便靈敏系數(shù)為1，也應(yīng)該簡(jiǎn)述理由加以交代。
　　４“答”是解題的終結(jié)并告訴老師最終結(jié)果。
　　當(dāng)前許多不確定度評(píng)定案例評(píng)出擴(kuò)展不確定度后就嘎然而止。不確定度評(píng)定的目的是什么，達(dá)到要求沒(méi)有，避而不談，讓初入評(píng)定之門(mén)的人感覺(jué)到不確定度評(píng)定只不過(guò)是個(gè)形式主義，是做給認(rèn)證機(jī)構(gòu)或領(lǐng)導(dǎo)看，毫無(wú)價(jià)值。
　　正確做法還應(yīng)在給出擴(kuò)展不確定度評(píng)定結(jié)果后，評(píng)價(jià)并確切回答“概述”中規(guī)定的被測(cè)對(duì)象計(jì)量要求是否得到滿足，檢驗(yàn)方法、試驗(yàn)方法、校準(zhǔn)/檢定方案或標(biāo)準(zhǔn)器的配置等是否滿測(cè)量和檢定工作的計(jì)量要求。如果不確定度評(píng)定結(jié)果不能滿足測(cè)量工作的計(jì)量要求，必要時(shí)還應(yīng)該提出改進(jìn)建議。例如是更換準(zhǔn)確度更高的測(cè)量設(shè)備，還是更加嚴(yán)格控制環(huán)境，還是另?yè)Q一種測(cè)量原理改進(jìn)測(cè)量方法。

回復(fù) 5# chuxp

很贊賞先生的論述。

現(xiàn)在的問(wèn)題，不是不確定度論知識(shí)的普及問(wèn)題，而是不確定度理論與不確定度評(píng)定本身的正誤問(wèn)題。理論本身不對(duì)，評(píng)定方法不對(duì)，評(píng)定的基本公式不對(duì)，還要去“普及”，正像一位網(wǎng)友zhoujidai說(shuō)的“不確定度評(píng)定太繞了，就像是進(jìn)入迷宮一般，不把人繞暈是決不罷休”。
       老史絕不是抨擊不確定度論的第一人，更不是孤家寡人。推行不確定度理論一開(kāi)始，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院的名人馬鳳鳴，就在他主持的全國(guó)時(shí)間頻率計(jì)量講習(xí)班上說(shuō)：“國(guó)際計(jì)量委員會(huì)的委員們，吃飽撐的沒(méi)事干，弄個(gè)不確定度給大家找麻煩”。在它主持起草的國(guó)家計(jì)量規(guī)范《JJF1180-2007 時(shí)間頻率名詞術(shù)語(yǔ)》中，力反不確定度論的一套，而堅(jiān)持用誤差理論。國(guó)家計(jì)量院的另一位名家錢(qián)鐘泰，多次著文抨擊不確定度論，并代表我國(guó)向國(guó)際計(jì)量委員會(huì)申述 。我國(guó)宣傳不確定度論的重要人物，也是不確定度兩項(xiàng)主要國(guó)家規(guī)范（JJF1001與JJF1059.1）的主要起草人葉德培，她在優(yōu)酷網(wǎng)的不確定度講課中，明確指出：用被檢儀器來(lái)考核檢定裝置是錯(cuò)誤的。

要注意，當(dāng)今，不確定度評(píng)定的主要應(yīng)用場(chǎng)合就是檢定（或校準(zhǔn)）的不確定度評(píng)定，而評(píng)定都是用被檢儀器來(lái)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備；葉先生已明確說(shuō)，這種做法是錯(cuò)誤的。——很明白，要解決的問(wèn)題是怎樣糾正錯(cuò)誤；而明明白白錯(cuò)誤的東西，不糾正，還要去普及，這不是迷糊人嗎？正是：不把人弄暈，決不罷休！   

-

我是一個(gè)初學(xué)者，今年準(zhǔn)備考一級(jí)。我從學(xué)習(xí)教材的感受來(lái)說(shuō)，書(shū)上是說(shuō)過(guò)對(duì)于實(shí)物量的測(cè)量用實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)表示測(cè)量數(shù)據(jù)的離散性是合理的，對(duì)于時(shí)間頻率、天文觀測(cè)等領(lǐng)域，應(yīng)該用較差法（阿倫方差）來(lái)評(píng)定實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差。
另外，我舉出一個(gè)自己感受到的例子，我用三針?lè)z測(cè)螺紋塞規(guī)的單一中徑，我可以用測(cè)長(zhǎng)儀來(lái)測(cè)量M值，也可以用外徑千分尺來(lái)測(cè)量M值，都能通過(guò)換算得到單一中徑，但是這兩者之間誰(shuí)的數(shù)據(jù)更可靠，光用誤差理論，誰(shuí)能看出來(lái)。這時(shí)候不確定度理論起作用了，在計(jì)算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的時(shí)候，測(cè)長(zhǎng)儀和外徑千分尺引入的不確定度分量是不同的，結(jié)果是用測(cè)長(zhǎng)儀檢測(cè)得到的測(cè)量結(jié)果不確定度更小，對(duì)于客戶來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)的可靠性和可用性更高，所以我如果是客戶我會(huì)選擇用測(cè)長(zhǎng)儀檢測(cè)的那家計(jì)量所的檢測(cè)結(jié)果，事實(shí)擺在那里，不確定度小啊，數(shù)據(jù)可靠性高啊。

用貝塞爾公式來(lái)計(jì)算時(shí)間頻率和天文觀測(cè)的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差是不合理的，應(yīng)該用較差法（阿倫方差）來(lái)計(jì)算。實(shí)物量的測(cè)量可以用貝塞爾公式來(lái)計(jì)算實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差，這個(gè)數(shù)據(jù)反映了測(cè)量數(shù)據(jù)的離散性，在計(jì)算測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度時(shí)，實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差除以根號(hào)測(cè)量次數(shù)，就等于重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。

樓主，你還有去培訓(xùn)的機(jī)會(huì)。縣級(jí)計(jì)量單位檢定員根本就沒(méi)機(jī)會(huì)去參加學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)啊。
測(cè)量不確定度知識(shí)的普及，總不能就光靠基層人員的自學(xué)成才吧。
而且測(cè)量不確定度的一些內(nèi)容及解釋，本身就存在“不確定”，大家爭(zhēng)來(lái)爭(zhēng)去的，基層人員就更糊涂了。

新版不確定度規(guī)范弱化了靈敏系數(shù)的作用，更加的讓人迷迷糊糊

新版不確定度規(guī)范弱化了靈敏系數(shù)的作用，更加的讓人迷迷糊糊
wushilei 發(fā)表于 2014-3-15 15:30

    不是弱化了靈敏系數(shù)的作用，而是弱化了對(duì)自由度的要求吧？這樣不是更加的讓人迷迷糊糊，而是更具操作性了哦！

回復(fù) 2# 都成
跟CNAS叫板、扳倒也沒(méi)用，CNAS不過(guò)是整個(gè)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可組織的一員，負(fù)責(zé)中國(guó)內(nèi)地的實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可工作而已，要扳倒就要扳倒整個(gè)ILAC。這還只是國(guó)際范圍內(nèi)認(rèn)可組織的部分。還有MRA的部分，也就是各國(guó)國(guó)家院在國(guó)際比對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)備案的校準(zhǔn)能力CMC，也是不確定度

回復(fù) 13# vandyke

既然誰(shuí)都扳不倒，那就按要求辦吧！大家努力，看看如何簡(jiǎn)化？評(píng)到何種程度就可以了？別太教條。不確定度理論是誤差理論的發(fā)展，它本身并沒(méi)有錯(cuò)，錯(cuò)在管理者將它用得泛濫，有些計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的建標(biāo)就沒(méi)有必要評(píng)，尤其是強(qiáng)制檢定的計(jì)量器具等。