論不確定度理論與誤差理論的關系

回復 24# 史錦順

　　就不確定度與誤差理論互不對立、相輔相成的觀點我已經說過多次，在這里簡單復述如下：
　　1.“準確不準確，本身就意味可信不可信”，這是混淆了準確與可信兩個術語的界限，準確的信息用錯了地方得出的結論一定是不可信的，值得相信的信息準確性不夠一樣不能用于正確的決策。
　　2.置信概率在計量學領域是“在規定的包含區間內包含被測量一組測量結果的概率”，這是一個沒有計量單位的概率值，和不確定度所表達的“被測量真值存在區間的半寬”（與被測量有同一個計量單位）有天差地別，即便是與不確定度評定中所說的“包含概率”也是不相同的，不確定度評定中的包含因子是包含被測量真值的概率，也不是包含被測量測量結果的概率。
　　3.誤差范圍自然有上下限，因此有其上限性，不確定度只是個寬度，是寬度的一半，并沒有上下限之說。誤差范圍用來評判被測對象的符合性，測量結果的誤差超過誤差范圍自然被判為不合格，這仍然屬于準確性問題，與可信性毫無關系。不確定度并不用來評判被測對象是否合格，而是用來評判用于判定被測對象合格與否的那個測量結果的品質值不值得相信。
　　4.誤差理論指導下的測量活動，包括管理測量儀器的合格性和被測產品的合格性，這都是用技術性確保測量結果的準確性。法制計量講的可信性是行為上和思想上的“誠信”，在技術上量化評判的可信性是不確定度評定結果。
　　5.誤差范圍的量值，必須用計量標準而通過實際測量來證實,超差就是不合格，這恰恰是在用測量結果的準確性判定被測對象合格與否。偏離被測量真值的距離在允許的范圍內就合格，超出了允許范圍就不合格，這絲毫不涉及所用測量結果是否可信的評判問題。不確定度正是解決被用來判定合格與否的測量結果是否可信，可信到什么程度。

一通夢話的“可信性”！ 你讓大家“信”什么？！.....本人要是不從事實際工程設計，也不用買米買鹽，...就只當‘專家’， 那就去問問那些要實際生活的人們需要的什么吧？

回復 25# njlyx

　　千克原器的可能“量值”變化±U與“測量”或“測量方法”是沒有直接關系的！這只是它自身相對其幾百年前入定時刻的‘質量’可能發生變化了-- 表面侵蝕、雜質元素衰變、塵埃、...，是“量值”自身的可能“變化”，不是因為“測量”不理想造成的“誤差”。這是千真萬確的，我完全贊成。但其前提條件是使用了相同的測量方法，而且±U應改為±Δ。測量方法未改變，測量不確定度U就不會改變，測量不確定度本來就改變不了被測量測量結果，改變千克原器測量結果的是其自身變化產生的誤差Δ，是其偏離了原定“真值”一個距離Δ，這屬于準確性范圍的問題。其測量方法如果仍然用原來的方法，無論測量結果如何，不確定度U不會改變，測量結果的可信性不會改變。　　因此，將“‘測量結果’不確定度”或“‘測量結果’準確度”朦朧為“‘測量’不確定度”或“‘測量’準確度”就是混淆了不確定度與誤差，可信性與準確性概念。這種做法并不是“無大礙”，而是將不確定度理論置身于與誤差理論你死我活的對立境地。如果真無大礙，就應該槍斃不確定度，防止它誕生后為已經成熟了的科學而實用的誤差理論“添亂”。

回復 27# njlyx

　　實際生活的人們需要的計量，類似于買米買鹽大多屬于一般測量活動即可滿足要求的測量，測量設備本身的選用只要是合格的，出具的測量結果就不會給顧客帶來多大的風險。
　　從事實際工程設計和高科技、高風險產品制造，就不得不考慮使用的測量結果造成誤判的風險性，評判所用測量結果能否給被測對象帶來誤判風險和帶來的風險會有多大的不是誤差，而正是測量不確定度。因此，測量不確定度的提出，可信性或可靠性評定的提出，并不是夢話。只知道用測量結果判斷被測對象合格與否，而不用不確定度判定測量結果可不可信，可不可用，對于工程設計和高科技、高風險產品制造是極其危險的。

回復 26# 規矩灣錦苑


      可信性是實際測量出來的，歸根結底靠的是標準，靠的是計量部門的權威，靠的是國家的法制。
       80年代，我單位從香港轉口買來兩臺美國HP公司的銫原子頻標。花高價，為的是準確度指標：1×10^-11(通用管)、7×10^-12（優質管）.我負責驗收。本單位處理不了這個問題，從北京海關取貨后直接送國家計量院。計量院有銫原子國家基準，可以判斷其合格性。期間，發現一臺有問題，經過原進貨渠道，送回美國HP公司返修。待我們拿到計量院開具的合格證時，才付款。
      儀器有指標，只有在計量院開具合格證后，我們才相信，才付款。計量院用大銫鐘進行測量、開出合格證，這就使我們對兩臺銫頻標指標有了“可信性”，那時沒有不確定度評定，可信性是解決得圓滿的。
     現在的不確定度評定，能解決進口銫頻標指標的可信性問題嗎？不可能！A類評定,僅僅說明量值的分散性，不能反映準確性；B類評定能用的一條是看說明書，評美國人的儀器，卻根據美國人編的說明書，這樣評定的不確定度，哪有什么可信性。誰搞那不靠譜的不確定度評定？傻蛋！

回復 28# 規矩灣錦苑


    千克原器給出的那個±U指標值與哪個“測量方法”有關了？ 胡攪一通！

回復 29# 規矩灣錦苑


       “測量結果”怎么用才可靠，人家使用者根據你承諾的“測量誤差限”自有道理！ 要你操的哪門子閑心？...你連檢驗零件“合格性”的“章程”是什么來歷都沒搞明白，還要“指導”導彈設計應用？？？？..... 你承諾的“測量誤差限”能由你自己“評估”出的另一個“指標”保證“可信性”？想糊弄誰呢？

回復 31# njlyx

　　a±U與a±Δ兩種表述方法最大的不同就是U是測量結果的不確定度，Δ是測量結果的最大誤差。Δ則是測量結果與被測量真值的差，測量結果是通過本測量過程得到，真值是通過上游測量過程得到，因此Δ是客觀的。U來自于產生測量結果的測量過程，來自于與輸出量有關的各輸入量的誤差信息，通過這些信息主觀估計得到。因此U直接與獲得測量結果的那個“測量方法”有關，千克原器給出的那個±U與獲得千克原器質量量值的那個測量方法有關。U和Δ是兩個完全不同的指標，把U和Δ相混淆，才真的是胡攪一通。
　　說到 “測量結果”怎么用才可靠，那就是該測量結果的不確定度必須不得大于“章程”規定的被測參數合格與否的控制限T的1/3。這個控制限T就是合格產品的上偏差減去下偏差，或者工藝控制參數的最大值減去最小值。1/3是最基本的要求，稱為顧客要求，越小越好，但越小測量成本越高，自己總是希望成本越低越好，一般來說1/10是自己所能承受的最大成本，所以測量結果的不確定度U≤(1/3～1/10)T 就是判定該 “測量結果”用于本被測對象的符合性判定是否可靠的基本原則，或基本指標。這是一個科學的指標，并不是誰能夠糊弄得了誰的問題，不滿足這個原則的測量結果，無論誰的測量結果，無論再怎么聲稱準確度高，也是糊弄不過去的，必需淘汰出局，不能用于本被測對象的符合性判定。

回復 30# 史錦順

　　應該說“準確性是實際測量出來的，可信性是憑測量過程的全部信息主觀估計出來的”。史老師所說的“歸根結底靠的是標準，靠的是計量部門的權威，靠的是國家的法制”，這是指對意識形態領域中思想和行為的“誠信”的規范，無論“準確性”還是“可信性”都必須在這個“標準、權威、法制”的規范下才有實際價值，因此，不確定度所說的可信性和意識形態領域中思想和行為的“誠信”完全是兩碼事。
　　80年代你們進口的銫原子頻標送國家計量院檢定合格或不合格，就意味著被檢頻標的“準確性”是否達到要求，通過這個準確性判定被檢頻標是否合格。那時候不確定度尚未誕生，沒有一個指標可以定量評判國家計量院給出的測量結果的可信性，我們只能從“權威性”、“法制性”和“準確性”的角度去絕對相信它，還不能用一個可信性的技術指標去定量評判它。
　　現在有了不確定度，就可以用不確定度評判國家計量院（包括任何國家和地區的計量院）給出的判定那個進口頻標合格與否的檢測結果可信性有多大，評判該檢測結果是否可用來判定進口頻標合格與否。評判方法其實非常簡單，國家計量院的銫原子基準給測量結果引入的不確定度U（有人也簡稱為國家基準的不確定度）早已在其確立為國家基準時得到評估。老師您是時間頻率計量專家，我一竅不通，但JJF1094的規定是檢定/校準方案（儀器符合性評定方案）必須滿足U≤MPEV/3。MPEV就是進口頻標的示值誤差最大允許值（您說的誤差范圍），只要國家計量院的基準不滿足U≤MPEV/3，那么國家計量院給出的檢定結果用于該頻標合格與否的判定就是不可信的，不能用于該子頻標合格與否的判定。只有滿足U≤MPEV/3，才是可信的，才可以用于該頻標的符合性判定。然后就可以用國家計量院給出的測量結果與MPEV相比較，在MPEV范圍內的判為合格，超出MPEV的判為不合格。

回復 34# 規矩灣錦苑


       80年代國家時間頻率基準的準確度已優于1×10^-12，能檢定什么進口儀器是非常明確的。評定時間頻率基準的準確度，是個復雜的工作，第一要有大銫鐘，第二要進行長期的國際比對。不需要不確定度評定那一套。在管量值傳遞的馬鳳鳴看來，不確定度評定太俗、太淺、太沒用。所以馬氏在全國講習班上說：“國際計量委員會的委員們吃飽撐的，弄出個不確定度來找麻煩”。后來，他在以他為主起草人的《1180-2007》中，還是用準確度的概念，根本就不理不確定度論。
      不確定度評定那一套，在時頻計量中根本就沒法用。那種胡亂評定，在別處還可以蒙人；在時頻界，沒法蒙人，因為每一步都會顯露出它的無能、無理的本來面目。

回復 35# 史錦順

　　史老師所說的“ 80年代國家時間頻率基準的準確度已優于1×10^-12”，其實是個不確定度的概念，是U＝1×10^-12。只不過當時“不確定度”并未誕生和廣泛使用，從而把不確定度錯認為是準確度。如果知道基準的“準確度”是1×10^-12，這個“基準”就不是基準了，測得該“基準”準確度的那個裝置一定會取而代之，成為國家新“基準”。因此作為基準的量值是約定的，是約定“真值”，真值的誤差為零，只有不確定度。
　　由于當時中國計量院的基準不確定度U＝1×10^-12，當時購買的頻標允差MPEV大于1×10^-12的3倍，滿足U≤MPEV/3，所以供需雙方才能都承認中國計量院給出的檢測結果是可信的，才能夠用中國計量院給出的檢測結果與被檢頻標的MPEV相比，從而評判被檢頻標是否合格。

回復 36# 規矩灣錦苑


       你這種胡亂解釋，沒有一點意義。明明白白的準確度，硬要說成是不確定度，無聊；直接違反國家計量規范《JJF1180-2007》。什么兩姊妹，老二出生就干掉老大，這還不是“你死我活”嗎？

回復 37# 史錦順

　　呵呵，“老二出生就干掉老大”，老大老二“你死我活”，這是老師站在只有一個飯碗（參數），老二要干和老大同樣的工作（評判同一個參數），老二要搶老大的飯碗的立場上講述的道理。誤差理論明明規定“真值誤差為零，真值無誤差”，非要說國家基準的量值（全國約定的唯一真值）是有誤差的，豈不是讓誤差理論自己打自己的耳光？
　　因為上世紀80年代不確定度并未廣泛被使用，用“誤差”錯誤地替代了“不確定度”情有可原，但在不確定度誕生數十年之后的今天，這個被錯誤解讀為“基準誤差”的參數是到了該正名為“基準不確定度”的時候了。測量結果、測量設備、乃至于計量標準都可以有“誤差”，因為它們都不是理論上的“真值”，真值由計量基準來體現，用計量基準測量它們一定會獲得它們的誤差。沒有另一個值比基準的值更離真值近，基準的值就是“真值”，既然是真值，就必然只有不確定度而無誤差。所以，說“基準的誤差是多少多少”顯然就是表明存在著比所謂“基準”更趨近于真值的東西，這個所謂的基準也就失去了基準的地位，其基準地位必為那個東西所取代。
　　在計量學的基礎概念中，事實是存在兩個飯碗（兩個參數或術語，一個是誤差，一個是不確定度），兩個“飯碗”或“兩姊妹”是獨立的個體不容混淆。它們的“工作”一個是定量評判測量結果的準確性，另一個是定量評判測量結果的可信性，老大老二相互之間不存在搶同一個飯碗的關系，反而是相輔相成，互為補充的關系，大家在不同側面定量評判著測量結果的質量。

回復 38# 規矩灣錦苑


       且看2007年美國人是怎樣表達銫基準的指標的。——注意，是不準確度(inaccuracy)！
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回復 38# 規矩灣錦苑


       且看美國國家計量院（NIST）2014年對銫頻率基準的指標表達——相對不準確度（紅色詞）。

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  圖中，10的指數是（-16）。負號變成問號，是電子系統的問題。
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根據定義，測量值與真實值之間的差異稱為誤差。真實值不得而知是我們大家公認的，所以我們的關注焦點就在于這個測得值。這個測得值是引入誤差的根源，引入誤差的原因來源于不可控的各種因素，其實就是準不準確的問題，誤差就是描述你的測得值準不準確的問題，描述接近真實值的程度。

根據定義，測量不確定度是與測量結果關聯的一個非負參數，用于表征合理賦予被測量的值的分散性。什么是測量結果，誤差其實就是測量結果，它由被測量的值也就是測量值轉化而來，其實這句話翻譯過來就是，測量不確定度是描述合理的誤差的分散性。其實我個人認為這個合理的誤差是穩定可控條件下操作產生的誤差。

綜上所述，誤差表征了測量值的準確程度，而不確定度則表征了誤差分散性，就是誤差的“誤差”。也就是準確與可信的區別，兩者一起使用就OK了！當然你要問，不確定度分量的來源也有“誤差”，我的回答是，確實是這樣，我們用不確定度來描述誤差，不確定度其實也有誤差也有不確定度，這就陷入無限循環！根本原因是一開始就不知道真實值的答案且永遠不會知道,即便是計量基準，我們只是在追求越來越可信的結果。 就是在判定別人錯誤的基礎上還要知道自己判錯的程度，我認為這就是計量的意義。

                      美國人怎樣看待“不確定度”
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     美國的NIST炮制個不確定度論，1993年國際計量委員會第一次投票，18個委員（當時中國委員是王大珩院士）有16票反對；不久又通過了。
     一些中國人對待不確定度論，信奉有加；說個“不”字，那可不行；對不對都得照辦。
     不確定度論說：準確度是定性的，不能用數字表達。解釋說，本來誤差范圍是不準確程度的表達，說成“準確度”，意思反了。有人提意見說：改成“不準確度”，意思就不反了。權威人士答復：不行，名詞夠多了，不能添加。人們很奇怪，誤差理論加一個字嫌多，不確定度論提出那么多新名詞卻不嫌多，何其不公！
     在提出不確定度論的美國，人們又是怎樣看待不確定度論呢？
     1  權威教科書《機械量測量》第五版說：現在說的不確定度就是過去的準確度；現在的不確定度評定，就是過去的誤差分析。
     2  楊振華教授贊成推廣不確定度論，但他在介紹美國醫療醫藥界情況時說：美國醫療醫藥界抵制不確定度論。推行不確定度20 年來，美國醫療醫藥界，新制定或修改一百多項標準，照慣例稱“總誤差”，而不叫“不確定度”。并說：我們這里人命關天，不能亂改。
     3 美國的兩大測量儀器公司，安捷倫公司與福綠克公司，都宣布：他們說的“不確定度”就是“準確度”。
     4 美國的NIST（相當于中國國家計量院）的銫原子基準，1993年以前，指標叫“準確度”，1993年后叫“不確定度”，奇怪的是2004年、2011年、2014年，卻又稱為“不準確度”。誰都知道“不準確度”與“準確度”是正反兩個說法，沒有任何實質區別。也就是說，提出不確定度論的NIST，轉來轉去回到原點，因為原來的名稱意思明確。
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      美國人尚且如此對待“不確定度”概念，中國人還有必要去維護它嗎？
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回復 41# 草根在起航


      對于表達“測量結果”‘準確程度’的“誤差”，你如何‘給出’它的“值”？... 需要‘上級’重測“給出”嗎？？？  什么叫“誤差的‘誤差’”？.....“規版”先生的‘教導’有“效果”了？

      通過‘上級’【指大家認可的“測量者”】重測是可以“給出”本次“測量結果”的具體“誤差”值的；而且，此“誤差”值也確實是有“誤差”的。但這個“誤差的‘誤差’”來源是誰呢？---是‘上級’重測所得“測量結果”的“誤差”！ 如果是描述如此“誤差的‘誤差’”，相應的“測量不確定度”是‘上級’重測所得“測量結果”的“測量不確定度”！不能錯位胡解。

回復 43# njlyx


   先說明一下，我是因為今年參加二級注冊計量師考試才偶然發現這個論壇的！偶然看見樓主的帖子，不敢茍同，特意注冊了一個賬號來討論！我接觸的主要是檢測，剛剛畢業兩年，接觸檢測一年！只是說出了自己的觀點！
  測量不確定度是用來修飾測量誤差的，他們是一對很好的組合，真的不明白為什么要將兩者對立！置于你說的什么規班我也不知道是什么！

回復 44# 草根在起航


    那是我誤會了，抱歉。

   “規版”先生是大家對本論壇版主之一的“規矩灣錦苑”先生的簡稱，您的想法很貼合他。看來，這“測量不確定度”確實爛，爛在根上了，不是某個人的理解問題....

回復 41# 草根在起航

說過這個話的人可不是什么“草根”！！不止一個 我國的頂級的不確定度專家，在講課或座談時，說過完全相同的話。

回復 46# chuxp


   是不是哦！這只是我個人看書考試，對測量不確定度的理解！如有雷同，純屬巧合！嘿嘿其實我認為大家的主要問題可能是對于有關詞定義的理解不清晰！有時說到誤差啊，準確度，不準確度，重復性，復現性，測量不確定度等等這些詞很攪！
可能大家心底想的都一樣，只是對于有關詞的理解不一樣造成的！

呵呵，查了一下過去的筆記，施昌彥說過這段話，他可是JJF1059的起草人之一啊！
誤差的“誤差”！這個說法給我留下深刻的印象，這些年才逐步體會出來，實在是精辟！

回復 48# chuxp


   這個老頭我認識，去年參加了他測量不確定度評定/能力驗證的培訓！花了一千多，得了一個培訓證書！   當時對測量不確定度真是云里霧里！今年參加二級注冊計量師的考試，認真的看了兩遍書，還不知道過不過！

可能有的人認為誤差本身包含了測量不確定度，不需要評定就可以了！
其實你不給出來別人怎么知道測量不確定度有多大，你的結果是可靠還是不可靠！所以在誤差的基礎上，把不確定度給出來，別人就可以根據你給出的不確定度來評判你給出的結果的可信程度！

當然這里也存在一個問題，就是你評定的測量不確定度是否合理！測量不確定度的來源是否全面，分析是否正確！
其實說到這里，我們也應該明白，我們所說的測量不確定度也不是一個準確無誤的值！我們要合理的看待它！


如果我們看到一份檢定報告，看到給出的擴展不確定度！也要有清晰地認識，就是他評定不確定度評定的好不好！
我覺得今后檢定機構要通過驗收，就要看他評定測量不確定度的能力如何，評的好，就代表能力高！
這是我的看法！