本帖最后由 史錦順 于 2014-4-25 09:52 編輯
讀帖有感(3) ——區間有兩個 史錦順 - 在測量計量領域,區間有兩個。 誤差是泛指的概念,包括誤差元與誤差范圍兩個概念。誤差元等于測得值減真值,是個可正可負的值。誤差元的絕對值的一定概率(3σ,99.73%)意義下的最大可能值是誤差范圍,恒正。誤差元說明誤差的物理意義,通常僅在理論推導中應用,而在儀器的研制、計量、應用測量這三大場合下,都用誤差范圍。在極個別的情況下,有很大的恒定的系統誤差,要進行修正,這時用誤差元的概念,要給出正負號。而通常,誤差指誤差范圍。“誤差理論”研究的主要是誤差范圍的理論。測量儀器研制的著眼點是誤差范圍,計量考究的是誤差范圍,測量的依靠是儀器的合乎要求的誤差范圍,測量的結果質量的表達,也是誤差范圍。 測量儀器研制時確定了測量儀器的誤差范圍。有了誤差范圍,就有了測得值與真值的最大距離,知道其中的一個,就可以確定另一個存在的范圍。在不同場合下,已知量與求知量不同,就有兩種不同的區間。 計量中的區間是測得值的區間。測得值區間,以真值為中心,以誤差范圍為半寬。計量時,用被檢測量儀器“測量”計量標準。標準的標稱值可看作真值,合格的測量儀器,測得值必須在“以真值為中心、以誤差范圍為半寬的區間”中。甲儀器測得值在區間中,則甲合格;乙儀器測得值不在區間中,則乙不合格。 測量中的區間是被測量真值的區間。這是真值可能存在的區間,可以叫“真值區間”,以測得值為中心,以誤差范圍為半寬。測量時,用測量儀器測量被測量,得到測得值。只要使用的是合格的測量儀器,被測量的真值必定(以99.73的概率)在“以測得值為中心、以誤差范圍為半寬的區間”中。測得值加減誤差范圍是測量結果,測量結果包含被測量的真值。誤差理論說明這一點,計量體系保證這一點。這就是誤差理論幾百年來成功應用的真諦。 不確定度論行嗎?不行。不確定度論的區間只有一個,且含混不定。 - 劉彥剛說的區間,把兩個區間混在一起了。 規矩灣的區間是懸浮的。不能定位的區間毫無意義。他又說,真值的存在區間以真值為中心。真值既然在中心,還哪有別處的真值?邏輯不通。他又創造了個“上游測量說”。計量中有標準,必然可用真值當中心;測量有測得值,就是中心。不必找“上游”。 VIM的區間沒有中心。沒有中心的區間,沒有實用意義。 都成先生的不確定度區間,以測得值Y為中心,以U為半寬,真值在此區間中,概念是清楚的。至于對此區間的評價,下次再說。 …… 不確定度的區間,談論的都是指測量問題。 我認為,在被測量是常量的基礎測量中,不能說不確定度區間是真值的分散性。一塊黃金,重量是確定的,唯一的,也就是說,黃金重量的真值沒有分散性。我認為,說不確定度是測得值的分散性,是可以說得通的,因為用多臺合格的測量儀器測量同一塊黃金,測得值不同,這是測得值的分散性,怎能說是黃金重量真值的分散性? 一條繩子把小船系在湖邊的樹上。確定了樹的位置,可以確定船位置的范圍,反過來,確定了船的位置,也可以確定樹的位置的范圍。由樹的位置確定船的位置,確定10次,數值不同,這個不同是船的位置的分散性。然而,由船的位置確定樹的位置,也確定10次,所確定的樹的位置不同,這可不能說是樹的位置的分散性,樹的位置是確定的,樹的位置沒有分散性,數值的不同,是船位置的移動而引起的,仍然是船位置的分散性。 把樹的位置比做真值,船的位置就是測得值。真值沒有分散性。分散性是測得值的。 - 不確定度的主定義“分散性”含混其詞,這是它沒底氣的表現。他自己本身含混,難怪別人不理解。 - 以上所說,針對的都是基礎測量,即常量測量(包括測量中表現不出的慢變化量的測量)。 在統計測量的情況下,情形不同。此時儀器的誤差遠遠小于被測量的變化,儀器誤差可略,測得值就是量值,真值的稱謂(為區別測得值與實際值而引入)已無必要。這時說“量值的分散性”是沒錯的。但測量計量界早有專用名詞,那就是“穩定度”,專指量值本身的變化范圍。頻率穩定度,經常用。電壓穩定度、溫度穩定度,也常用。另外,還有復現性等。這些都是量值本身的變化,不是測得值的分散性,說是“量值分散性”是可以的。 可惜,不確定度論本身沒有區分開兩類測量,籠統地說“量值的分散性”,就必然造成理解與應用上的混亂。 GUM在引出不確定度的概念時說:σ除以根號N是不確定度。“什么是什么”就是定義,因此,這可以看做是不確定度的第一個定義。這個定義對統計測量(快變化量測量)是恰當的,因為此時測量誤差可略(系統誤差當然可略),要考究的是被測量量值本身的變化,如果僅考慮隨機變化,這樣說是可以的;但不確定度論出世的目的是取代誤差理論,必須面對應用誤差理論的場合——基礎測量(常量測量);而在基礎測量中,定義為“σ除以根號N”,那就是只考慮隨機誤差,而不能處理存在系統誤差的情況。須知,測量儀器的誤差范圍是以系統誤差為主的,因此定義為“σ除以根號N”的不確定度,沒法用。不確定度論常說:系統誤差消除后怎樣怎樣,這是廢話,99%以上的測量計量是不消除系統誤差的,而其中大部分是不可能消除系統誤差的。由此,不確定度概念一露面,就表明它不適應測量計量的絕大多數情況。 - 總之,在不確定度論的框架下,沒法說清關于區間的概念。因為不確定度是個集合概念,而沒有構成此集合的單元,因此沒法推導出區間來。那么,誤差理論可以推導嗎?當然可以,我已在本欄目推導幾次,可惜,一些被不確定度論蒙蔽的網友,不理會老史的嚴格推導。 |