論現(xiàn)行VIM給出包含區(qū)間和包含概率的錯誤

ISO/IEC GUIDE99：2007（以下簡稱VIM），給出的測量不確定度定義及支撐該定義的定義有：測量不確定度、擴(kuò)展不確定度、包含區(qū)間、包含概率和包含因子共5個：

測量不確定度（或不確定度）：
根據(jù)所用到的信息，表征賦予被測量的量值之分散性的非負(fù)參數(shù)。

擴(kuò)展測量不確定度（擴(kuò)展不確定度）：
合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度與大于1的因子的乘積。

包含區(qū)間：
基于可獲得的信息以宣稱的概率包含被測量的真值集合的區(qū)間。

包含概率：
在規(guī)定的包含區(qū)間內(nèi)包含被測量的真值集合的概率。

包含因子：
為獲得擴(kuò)展測量不確定度，對合成標(biāo)準(zhǔn)測量不確定度所乘的大于1的數(shù)。

ISO/IEC GUIDE98：2008（以下簡稱GUM），給出的測量不確定度定義及支撐該定義的定義有：測量不確定度、擴(kuò)展不確定度和包含因子共3個：



（待續(xù)）

我覺得VIM給出的包含區(qū)間和包含概率的定義欠妥。不應(yīng)該是包含被測量的真值集合的區(qū)間，而應(yīng)該是包含被測量的測得的量值集合的區(qū)間。這樣認(rèn)為的理由如下：
理由之一：
        VIM給出的測量不確定度定義及支撐該定義的定義有：測量不確定度、擴(kuò)展不確定度、包含區(qū)間、包含概率和包含因子共5個；而GUM給出的測量不確定度定義及支撐該定義的定義有：測量不確定度、擴(kuò)展不確定度和包含因子共3個。
        VIM和GUM共有的測量不確定度、擴(kuò)展不確定度和包含因子3個定義，都表明該區(qū)間是包含被測量的測得的量值集合的區(qū)間。僅有VIM新增的包含區(qū)間和包含概率的定義，給出該區(qū)間是被測量的真值集合的區(qū)間。
    按理在這里測量不確定度定義是占主導(dǎo)地位的定義，而擴(kuò)展不確定度、包含因子、包含區(qū)間和包含概率，均是從屬地位的定義。現(xiàn)在是從屬地位的定義包含區(qū)間和包含概率，否定占主導(dǎo)地位的定義測量不確定度，應(yīng)該說是欠妥的吧？

理由之二：
    我們之前的測量不確定度理論，一直是說測量不確度是表征賦予被測量的量值之分散性的非負(fù)參數(shù)。是指被測量測得的量值按宣稱的概率存在的區(qū)間的半寬度，與被測量的真值無關(guān)。在葉德培老師發(fā)表在《中國計量》雜志上，《測量不確度評定與表示》系列講座之第二講中：在對測量不確定度定義講解時，同樣也強(qiáng)調(diào)測量不確定度是說明被測量測得的量值分散性的參數(shù)，它不說明測得值是否接近真值；在圖2 測量不確定度與測量誤差的區(qū)別中，也有意將真值Yo畫在包含區(qū)間之外；在表1測量不確定度與測量誤差的主要區(qū)別中，也強(qiáng)調(diào)測量不確定度與真值無關(guān)。
    而由于VIM新增的包含區(qū)間和包含概率定義的給出，我們之前的這一切都得被推翻，這也不應(yīng)該吧？

葉德培老師講座第二講：

（未完待續(xù)）

回復(fù) 4# 劉彥剛


    我們之前的測量不確定度理論，一直是說測量不確度是表征賦予被測量的量值之分散性的非負(fù)參數(shù)。是指被測量測得的量值按宣稱的概率存在的區(qū)間的半寬度，與被測量的真值無關(guān)。在葉德培老師發(fā)表在《中國計量》雜志上，《測量不確度評定與表示》系列講座之第二講中：在對測量不確定度定義講解時，同樣也強(qiáng)調(diào)測量不確定度是說明被測量測得的量值分散性的參數(shù)，它不說明測得值是否接近真值；在圖2 測量不確定度與測量誤差的區(qū)別中，也有意將真值Yo畫在包含區(qū)間之外；在表1測量不確定度與測量誤差的主要區(qū)別中，也強(qiáng)調(diào)測量不確定度與真值無關(guān)。
問題：如果這樣解讀不確定度，那在評定時引入B類評定的意義何在？衡量一組測得值、測得值平均值的分散性，直接用貝塞爾公式的標(biāo)準(zhǔn)差即可得到。因此評定B類后，A\B類合成，還說與真值無關(guān)就怎么都說不過去了。

回復(fù) 9# Enalex


       先生說得很對。“與真值無關(guān)”與“包含真值”這個矛盾，是不確定度論的致命傷。在科學(xué)面前，任何虛假都不行。能忽悠一時；不可能永遠(yuǎn)忽悠。能蒙騙一些人，蒙騙不了所有人。越來越多的計量工作者認(rèn)清不確定度論的真面目，不確定度論也就必然退出歷史舞臺。

回復(fù)  劉彥剛


     問題：如果這樣解讀不確定度，那在評定時引入B類評定的意義何在？衡量一組測得值、測得值平均值的分散性，直接用貝塞爾公式的標(biāo)準(zhǔn)差即可得到。因此評定B類后，A\B類合成，還說與真值無關(guān)就怎么都說不過去了。Enalex 發(fā)表于 2014-3-16 11:42

     之前我也有你一樣的擔(dān)心，認(rèn)為重復(fù)性才是表征分散性。其實，據(jù)誤差限按B類評定，引入的也是分散性。因為對于具體的某次測量得到的結(jié)果會落在什么位置，不知道，僅知道會在該誤差限內(nèi)，這只不過是給定了一定區(qū)間的分散性哦！

（續(xù)前）
    的確在人們腦子里，在平時的敘述中，不經(jīng)意間就會將不確定度與真值聯(lián)起來。錯誤地將包含區(qū)間，理解為被測量的真值存在的區(qū)間。
    仍以葉德培老師發(fā)表在《中國計量》雜志上的系列講座之第二講為例：其中，在講解測量不確定度定義時，在第（1）款中說到“當(dāng)?shù)玫降臏y量結(jié)果為m=500g，U=1g（k=2），就可以知道被測件的重量以約95%的概率在（500±1）g區(qū)間內(nèi)，……”。這里被測件的重量只能理解為被測量的真值吧？顯然，這就錯誤地將包含區(qū)間，理解為被測量的真值存在的區(qū)間了。
    在人們概念還不是很清晰的情況下，為了不導(dǎo)致誤解。對于葉老師所舉的該例，最好是較祥細(xì)地表述為：當(dāng)?shù)玫降臏y量結(jié)果為m=500g，U=1g（k=2）時，說明該被測量，在該測量條件下，還有可能得到不同的測得的量值，但它們會以約95%的概率，落在（500±1）g區(qū)間內(nèi)。

越來越亂了

回復(fù) 12# 劉彥剛

您確立的標(biāo)題“論現(xiàn)行VIM給出包含區(qū)間和包含概率的錯誤”本身就是錯誤的，包含區(qū)間和包含概率的定義并沒有錯，難道不是這樣嗎？
“當(dāng)?shù)玫降臏y量結(jié)果為m=500g，U=1g（k=2），就可以知道被測件的重量以約95%的概率在（500±1）g區(qū)間內(nèi)，……”。這里被測件的重量就是理解為被測量的真值！包含區(qū)間，就是理解為被測量的真值存在的區(qū)間。如果被測量的真值不已很高的概率在這里，哪它在哪里呢？

回復(fù)  劉彥剛

您確立的標(biāo)題“論現(xiàn)行VIM給出包含區(qū)間和包含概率的錯誤”本身就是錯誤的，包含區(qū)間和包含概 ...
都成 發(fā)表于 2014-3-17 09:57

    正如葉老師文中所說的那樣，不確定度與真值無關(guān)，不說明與真值接近的程度，就好比文中圖2那樣，也可能在包含區(qū)間之外。

其實，葉文聲稱的“不確定度與真值無關(guān)，不說明與真值接近的程度，。。。。”之類的話，在各種學(xué)習(xí)班課程上常見，但其在邏輯上明顯站不住腳啊！B類評定時，涉及到使用的儀器設(shè)備的等級或最大允許誤差，這些參數(shù)的大小，取決于儀器的測量結(jié)果與真值差別的大小。
    相對而言，VIM的定義更加確切一些。總體上，葉德培的意思可能是想強(qiáng)調(diào)：不確定度與真值Yo并不直接相關(guān)！而僅僅是與測量結(jié)果Y相對應(yīng)的一個參數(shù)。如果測量結(jié)果距離真值較遠(yuǎn)，甚至超過了U，則出現(xiàn)了上圖2的情形。然而，評定過程決定了的，A類可以說與真值不相關(guān)，但B類評定必然與真值相關(guān)！

在這篇葉文中，提到了所謂的“儀器不確定度”，實際就是用儀器的極限規(guī)格值除以一個數(shù)（通常是根3），然后參與合成，合成后乘以2得到一個“非負(fù)的半寬”，但卻聲稱，這個合成的半寬組成的區(qū)間與真值無關(guān)！從實際操作的情況來看，不確定度其實玩的就是誤差的一種數(shù)字游戲，只是那些不確定度論者總是欲說還羞，欲辯卻頻添混亂而已。

其實，葉文聲稱的“不確定度與真值無關(guān)，不說明與真值接近的程度，。。。。”之類的話，在各種學(xué)習(xí)班課程上 ...
chuxp 發(fā)表于 2014-3-17 18:01

    謝謝你和Enalex 的堅持和陪伴！而且更讓我感動的是，你們是以這樣真正討論問題、解決問的態(tài)度，心平氣和地提出自己的異見！

    我想是否可以這樣去理解葉老師文中的觀點：測量不確定度只說明測量的測得值的分散性，不說明與真值的接近程度（或說與真值無關(guān)）；要知道我們該測量的測得值與真值的關(guān)系（或說與真值的接近程度），只有通過更高一級的標(biāo)準(zhǔn)去測量該被測量，得到的才是實際值（相對于我們用我們低一級標(biāo)準(zhǔn)測得的測得值的真值）。而我們的測得與真值之差就是誤差，只有誤差才能直接反映與真值的接近程度（或說與真值有關(guān)）。而我們測量不確定度的意義，僅在于反映測量結(jié)果的分散性。如一般來說：只有我們的該測量的擴(kuò)展不確定度，小于或等于我們該被測量的允許誤差，才能真接依據(jù)我們的該測量結(jié)果去判定被檢定的計量器具合格與否。

    而我們在用我們自己的標(biāo)準(zhǔn)測量被測量時，是無法得到相對于該測得值的真值的。在這樣的情況下，進(jìn)行的不確定度評定，自然沒有資格說與真值接近的程式度（或說與真值有關(guān)）。要知道與用我們自己的標(biāo)準(zhǔn)測量被測量的測得值，與相對于它的真值，就只得向我們在我們的建標(biāo)技術(shù)報告中要求的那樣，要進(jìn)行測量結(jié)果的驗證。當(dāng)然這種驗證，最有說服力的是用上一級標(biāo)準(zhǔn)再測我們的該被測量。

   這樣一來就實現(xiàn)了誤差與不確定度的明確分工：誤差反映被測量的測得的量值與真值的接近程度（或說與真值有關(guān)）；測量不確定度只說明被測量的測得的量值的分散性。所以我們不能用誤差理論否定測量不確定度理論，同樣也不能用不確定度理論否定誤差理論。你們說是嗎？

在這篇葉文中，提到了所謂的“儀器不確定度”，實際就是用儀器的極限規(guī)格值除以一個數(shù)（通常是根3），然后 ...
Enalex 發(fā)表于 2014-3-17 21:17

    請允許我與回答chuxp 的問題時，一并回答你的問題！

在這篇葉文中，提到了所謂的“儀器不確定度”，實際就是用儀器的極限規(guī)格值除以一個數(shù)（通常是根3），然后 ...
Enalex 發(fā)表于 2014-3-17 21:17

    我知道：上一貼并沒有解除你倆心中的疑團(tuán)，因為還沒有回答評定時用了最大允許誤差，難道能說與真值無關(guān)嗎？的確在B類評定時是用了最大允許誤差，但切記用的不是誤差！最大允許誤差與誤差的區(qū)別可大哦！誤差只說明測得值與真值之差，而最大允許誤差不僅關(guān)心測得值與真值的關(guān)系，還反映測得值的分散性。而我們在用它來進(jìn)行不確定度的B類評定時，我們所取的就是其測得值的分散性效應(yīng)，而不關(guān)心測得值與真值接近或說與真值相關(guān)的效應(yīng)。所以測量不確定度仍然與真值無關(guān)，或不反承擔(dān)反映與真值接近程度的功能。

    好象前兩天，我在那看過一不確定度與誤差間橋梁的文章標(biāo)題。我沒去看其內(nèi)容，不知該文是怎么說的。要我說從某種意義上講：最大允許誤差稱得上是不確定度與誤差間橋梁，因為它集測得值的分散性效應(yīng)，以及測得值與真值接近或說與真值相關(guān)的效應(yīng)于一身！

最大允許誤差就是置信概率為99.73%（正態(tài)分布）或100%（其它分布）的擴(kuò)展不確定度。

最大允許誤差就是置信概率為99.73%（正態(tài)分布）或100%（其它分布）的擴(kuò)展不確定度。 ...
都成 發(fā)表于 2014-3-18 11:57

    請注意是不是還有個關(guān)鍵性的差別？看上圖2，最大允許誤差是以Yo為中心，而擴(kuò)展不確定度是以Y為中心？

最大允許誤差就是置信概率為99.73%（正態(tài)分布）或100%（其它分布）的擴(kuò)展不確定度。 ...
都成 發(fā)表于 2014-3-18 11:57

    當(dāng)僅僅存在“最大允許誤差”這惟一一個不確定度分量時，二者的數(shù)值也許恰好相等，這個也從側(cè)面驗證了“不確定度與真值有關(guān)”這個觀點，因為最大允許誤差（±Δ范圍） 就是描述了測量結(jié)果偏離真值的程度。

回復(fù) 23# chuxp
沒錯。就是您說的這個意思。在好多檢定或校準(zhǔn)的不確定度定中，不確定度的來源可能只有標(biāo)準(zhǔn)器的最大允許誤差，其它都可以忽略不計，這樣給出U95不就很簡單了。

當(dāng)僅僅存在“最大允許誤差”這惟一一個不確定度分量時，二者的數(shù)值也許恰好相等，這個也從側(cè)面驗證了“不確定度與真值有關(guān)”這個觀點，因為最大允許誤差（±Δ范圍） 就是描述了測量結(jié)果偏離真值的程度。chuxp 發(fā)表于 2014-3-18 13:51

     但你不是說了嗎？請注意是不是還有個關(guān)鍵性的差別？看上圖2，最大允許誤差是以Yo為中心，而擴(kuò)展不確定度是以Y為中心？