論不確定度理論與誤差理論的關(guān)系

回復(fù) 43# njlyx


   怎么給出誤差的值？這么說吧，你用一把直尺去測量一個物品的長度，這個物品的長度標(biāo)稱值是10cm，直尺測量值是9cm，這里的約定真值就是9cm。誤差就應(yīng)該是10cm減去9cm，為1cm。但是這里就有一個問題了，你這把直尺的情況怎么樣，是不是歪貨？
   所以說給出的誤差1cm，別人有可能不認(rèn)同！
   檢測的人就說了，我這把直尺是經(jīng)過量值溯源的，最后經(jīng)過各種評定，給出了擴(kuò)展測量不確定度U=0.02mm （K=2）
   這里的擴(kuò)展不確定度就表示我這個誤差范圍在9.98mm至10.02mm，包含的概率在95%。（K=2的意思就是說的誤差在這個范圍的概率為95%，常用的還有K=3，概率為99%）。
   如果這樣給出結(jié)果，別人就覺得你給出的值很可靠，不錯！這就是我的分析！

似乎沒有人認(rèn)為誤差本身包含了測量不確定度。.....明白人認(rèn)為的“測量不確定度”就是“測量誤差”這個“不確定量”的一個‘特征值”，與“標(biāo)準(zhǔn)偏差”的物理意義類似，就是約定包含概率下的“測量誤差‘限’”或“測量誤差‘范圍’”。

你那個聽了某些大牌‘專家’忽悠所“領(lǐng)悟”的、與“測量準(zhǔn)確度”分工負(fù)責(zé)的所謂“可信性”的“測量不確定度”，或許能應(yīng)付“計量師”的考試---也說不定試卷就是由這些大牌‘專家’出的？....但這只能是關(guān)起門來玩的把戲，你若在工程設(shè)計總師面前亂扯什么不知所云的“可信性”，估計沒有好果子吃的。


“測量不確定度”值本身是相關(guān)責(zé)任者【測量者？測量者請的評估師？ ... 】就相關(guān)“測量誤差‘限’”或“測量誤差‘范圍’”，對“使用者”的一個‘承諾’，并不能由此向“使用者”昭示任何“可信性”。...... 可以向“使用者”展示一點“可信性”的是“測量不確定度‘評估報告’”，它或多或少的能說明您給的“測量誤差‘限’”或“測量誤差‘范圍’”是否‘靠譜’？

回復(fù) 51# 草根在起航


  【物品的長度標(biāo)稱值是10cm，直尺測量值是9cm】，這個差值1cm并不是你此次用直尺測量這物品長度的“測量誤差”！

   【 檢測的人就說了，我這把直尺是經(jīng)過量值溯源的，最后經(jīng)過各種評定，給出了擴(kuò)展測量不確定度U=0.02mm （K=2）】---沒問題！
   
   【這里的擴(kuò)展不確定度就表示我這個誤差范圍在9.98mm至10.02mm，包含的概率在95%。（K=2的意思就是說的誤差在這個范圍的概率為95%，常用的還有K=3，概率為99%）。】的正確表述應(yīng)為【根據(jù)本次直尺測量的結(jié)果，該物品的實際長度范圍在8.98mm至9.02mm，包含概率為95%。（K=2對應(yīng)的包含概率為為95.4%，常用的還有K=3，包含概率為99.7%，這些是對應(yīng)‘正態(tài)分布’的常見情形）。】
   
     如果是要相對于標(biāo)稱值10cm給出物品長度的“誤差”【這不是本次測量的“測量誤差”！】，那么就有【根據(jù)本次直尺測量的結(jié)果，該物品實際長度的誤范圍在-1.02mm至-0.98mm，包含概率為95%（或擴(kuò)展因子K=2）。】

    后生對“測量誤差”的含義還有點“朦朧”？ 被人忽悠便難免了。

回復(fù) 53# njlyx


你根本就沒看清我的說明，不是實際長度是9.98mm至10.02mm，而是誤差在9.98mm至10.02mm之間，物品的實際長度是9cm！請仔細(xì)看清楚！標(biāo)稱值是10厘米，測得結(jié)果是9厘米，誤差范圍（而不是實際長度）在9.98毫米至10.02毫米之間！如果你直接給出誤差10mm，顯然不可信！

回復(fù) 54# 草根在起航


     這個物品的標(biāo)稱長度10cm是從何而來？ 是物品生產(chǎn)者的標(biāo)稱值嗎？ 還是哪兒來的？


     如果這“物品”是“量傳體系”門下的“標(biāo)準(zhǔn)量塊”，標(biāo)稱長度是10cm，其‘不確定度’是 U0 （k=2)。那么，你這“直尺”所得9cm‘測量結(jié)果’的“測量誤差”倒確實是-1cm，不過這-1cm“測量誤差”的“測量不確定度”就是 U0 ，而不是您評估出的那個“直尺‘測量結(jié)果’的0.02mm‘測量不確定度’”---這實際是用“標(biāo)準(zhǔn)量塊”標(biāo)校“直尺”，不是普通意義上的“測量”。【若真的測“標(biāo)準(zhǔn)量塊”出現(xiàn)了-1cm的“測量誤差”，不知會有那路‘神仙’能評出此“直尺‘測量結(jié)果’的‘測量不確定度’為0.02mm ？】

     如果這“物品”就是生產(chǎn)者生產(chǎn)的普通零件，圖紙標(biāo)準(zhǔn)要求它的長度應(yīng)該是10cm，其實際長度尚不知曉，讓你來測量。你用“直尺”測的結(jié)果是9cm，.....（后文如53#了）...

     年輕氣盛可諒，仔細(xì)看清楚更應(yīng)該：紅字是你的原文；黑字是本人的意思，仔細(xì)一看，還真錯了， 抱歉！--把你原文給的直尺‘測量結(jié)果’的0.02mm‘測量不確定度’看成0.02cm了，結(jié)果單位整個錯亂了！---原文不能改了，更正如下：

【根據(jù)本次直尺測量的結(jié)果，該物品的實際長度范圍在89.98mm至90.02mm，包含概率為95%。（K=2對應(yīng)的包含概率為為95.4%，常用的還有K=3，包含概率為99.7%，這些是對應(yīng)‘正態(tài)分布’的常見情形）。】
   
如果是要相對于標(biāo)稱值10cm給出物品長度的“誤差”【這不是本次測量的“測量誤差”！】，那么就有【根據(jù)本次直尺測量的結(jié)果，該物品實際長度的誤差范圍在-10.02mm至-9.98mm，包含概率為95%（或擴(kuò)展因子K=2）。】.....你原文的數(shù)值對了，只是這不是“測量誤差”的“范圍”，可能是“物品”制造“誤差”的“范圍”。

　　如此看來，不確定度雖然發(fā)源于美國，在美國也沒有得到全面地認(rèn)可和應(yīng)用，這說明整個時間頻率計量領(lǐng)域內(nèi)（包括美國和中國在內(nèi)）對不確定度的理解和接受程度低于其它計量和測量領(lǐng)域的理解和認(rèn)知度，有待提高。

           要勇于發(fā)言，更要勤于思考

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草根在起航先生的幾次發(fā)言，體現(xiàn)了一部分人對“不確定度”的理解。

首先要肯定，勇于發(fā)言是好事。說出自己的想法，別人就可評論；如果自己錯了，就改；認(rèn)為自己正確，就堅持。

據(jù)老史看，在不確定度問題上出錯，有許多名人、教授、專家。前邊有人提到施昌彥，他是JJF1059的起草人之一，是國家計量院的總工程師，誰敢說施先生水平不高？水平不高能當(dāng)國家計量院的總工嗎？我和他在一個大樓中工作十年，雖然在不同研究室，但對他，我早有耳聞，他年輕時就很出眾。不確定度興起，施先生既因宣傳不確定度論而聞名全國；卻也因?qū)懖淮_定度的樣板評定而不能不受譴責(zé)。他的溫度測量評定，洋洋萬言，到頭來，卻不知溫度不確定度是溫度計的還是溫度源的，一筆混沌賬，連個普通檢定員都不如。當(dāng)然，我要說明，施先生確實是有真才實學(xué)的；只因上了不確定度的賊船，不能不出錯。不確定度的賊船上，裝的是污泥濁水，上了船就難自保。

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我談點意見，供草根在起航先生參考。

1 不確定度論與誤差理論的對立與斗爭是客觀存在，不是誰編造的謠言。測量計量學(xué)是應(yīng)用很廣的學(xué)問，但根到底就是測得值與實際值差多少那么些事。近代科學(xué)的誤差理論圓滿地解決了測量計量的問題。近代工業(yè)的成功，誤差理論功不可沒。

為什么要搞個不確定度呢？這起源于一個哲學(xué)觀念：“真值不可知”。真值不知，誤差不能算，就要算不確定度。

其實，這是個測量佯謬，我在1樓文中已破解。

不確定度論就是要代替誤差理論，怎能不對立？VIM3之2008版、2012版在序言中都說明了兩派的爭論。

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2 說不確定度是“誤差的誤差”，在極少數(shù)的情況下是對的，如合格性判別中的U95就是誤差的誤差。但通常不確定度不是誤差的誤差。例如說原子頻標(biāo)的不確定度，就是誤差范圍，原來叫準(zhǔn)確度，現(xiàn)在美國又叫“不準(zhǔn)確度”（前邊照片）。有網(wǎng)友買到美國福祿克公司的儀器，標(biāo)有“不確定度”，但福祿克公司宣布過，他們的“不確定度”就是“準(zhǔn)確度”。

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3 舉例要結(jié)合實際，編數(shù)據(jù)不能不靠譜。哪有誤差范圍0.02mm的直尺？先說一個不可能的特大誤差，又說一個不可能的特小的誤差，沒法討論，太脫離實際。難怪別人誤解。

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4 思考問題，研究學(xué)問，最根本的依據(jù)不能是定義，定義是人為的。定義是明確概念的邏輯手段，概念清楚，定義合適，定義是好東西。如果概念含混，定義混亂，就沒法“根據(jù)定義”說事。本欄目討論的不確定度，有四個定義，都不行。

4.1 GUM說西格瑪除以根號N是不確定度。電子秤的西格瑪，一般都是零，但不能說電子秤的不確定度都是零。

4.2 GUM對不確定度的主定義是“分散性”。測得值的主要問題是“偏離性”，僅僅定義為分散性是“揀了芝麻丟了西瓜”。

4.3 說不確定度是可信性，不著譜。取2倍西格瑪可信性是95.45%，不確定度本身就是代替誤差的，是根據(jù)誤差因素算出的，不是可信性。

4.4 VIM3說不確定度是包含真值的區(qū)間。這就回到正道。“包含真值的區(qū)間”就是誤差范圍，是誤差理論的核心概念。但是，既有誤差范圍、準(zhǔn)確度、最大允許誤差在先，要你不確定度干什么？況且，誤差范圍有誤差元的概念為基礎(chǔ)，很容易推導(dǎo)出誤差范圍；不確定度沒有單元，說不確定度包含真值，沒有根據(jù)，沒法推導(dǎo)。

如此混亂的不確定度定義，沒法成為討論的根據(jù)。討論的根據(jù)必須是事實，必須是客觀規(guī)律。

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頂樓上一下

回復(fù) 57# 史錦順


   又翻過去看了各位的言論，感覺越來越糊涂，得仔細(xì)琢磨琢磨！

回復(fù) 51# 草根在起航

　　“一把直尺去測量一個物品的長度，這個物品的長度標(biāo)稱值是10cm，直尺測量值是9cm，這里的約定真值就是9cm。誤差就應(yīng)該是10cm減去9cm，為1cm”，這可以作為不確定度應(yīng)用的一個典型案例。
　　當(dāng)人們遇到這種問題時，首先想到的是“10cm的標(biāo)稱值誤差1cm可能嗎？”　這就是人們第一次提出了“可信性”（或可靠性）的問題，即懷疑測量結(jié)果9cm是假象。但因為給出的檢測報告并沒有給出測量結(jié)果9mm的不確定度，測量結(jié)果的可信性不得不由測量結(jié)果的使用者評估。
　　為了評估測量結(jié)果9cm的不確定度，必須知道有關(guān)獲得9mm測量結(jié)果的測量過程所有相關(guān)信息，其中環(huán)境和人員因素假設(shè)可以忽略，就不得不第二次提出“可信性”問題，就提出“所用的鋼直尺有問題嗎？”，懷疑鋼直尺有較大問題。
　　于是人們不得不去查鋼直尺的檢定規(guī)程，該鋼直尺的檢定合格證或報告。規(guī)程給出的鋼直尺允差為±0.1mm，檢定報告給出的結(jié)論是“合格”，檢定結(jié)果不確定度U＝0.02mm。由于U＝0.02mm是鋼直尺示值允差±0.1mm的1/5，小于1/3，說明檢定結(jié)果是可信的，即人們可判定該鋼直尺示值誤差不超過0.1mm是可信的。
　　接下來就可以用鋼直尺的計量特性去評估測量結(jié)果9cm的不確定度了。半寬0.1mm，取k=√3，u＝0.0577mm，若擴(kuò)展不確定度計算時取包含因子k=2，則U=0.12mm。不確定度0.12mm與測量結(jié)果9mm 的誤差1cm相比遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1/3，這就證明了測量結(jié)果9cm和誤差1cm是非常可信的，可以用于該被測尺寸的判定，也就是說長度標(biāo)稱10cm的尺寸測量結(jié)果是9cm，誤差為1cm是可信的、真實的，該判不合格的人們可以大膽判定其不合格或報廢。

回復(fù) 60# 規(guī)矩灣錦苑


      原來您理解的“測量誤差”是如此“1cm”之類的“誤差”啊？！....難怪有我等常人看不懂的“高論”啊。

      荒唐啊......................................

回復(fù) 61# njlyx


   我舉的例子可能有些夸張，正因如此你對1cm可能感覺不可信！不能怪規(guī)矩先生！

回復(fù) 62# 草根在起航


    不是我感覺不可信的事！ 而是這個“1cm”它根本就不是“測量誤差”，就算其值是“0.1mm”，它也不是“測量誤差”！....您要真是還要考什么師，應(yīng)該回去好好把基本概念理清楚。倘若你已然是什么師了，那便一笑了之吧..........

回復(fù) 63# njlyx


   如果用這個標(biāo)稱10cm的物去比較其他物品，測量誤差難道不是1cm嗎？

如果這“物品”就是生產(chǎn)者生產(chǎn)的普通零件，圖紙標(biāo)準(zhǔn)要求它的長度應(yīng)該是100mm，其實際長度尚不知曉，讓你來測量。你用“直尺”測的結(jié)果是90.00±0.02mm(k=2) ，那么---
    “物品”的"‘制造’誤差"=90.00-100.00=-10.00mm, 該"‘制造’誤差"的“測量不確定度”是0.02mm（k=2), 也就是本次“直尺測量”結(jié)果的“測量不確定度”；

如果這“物品”就是生產(chǎn)者生產(chǎn)的普通零件，有人測量出它的長度值是100mm，但其正確性嚴(yán)重置疑，要請你來‘判定’此100mm測得值的“測量誤差”。你用“直尺”測的結(jié)果是90.00±0.02mm(k=2) ，那么---
    有人測量出的那100mm長度值的"測量誤差"=100.00-90.00=10.00mm, 該"測量誤差"的“測量不確定度”是0.02mm（k=2), 也就是本次“直尺測量”結(jié)果的“測量不確定度”。 有人測量出的那100mm長度值的"測量誤差"可以表達(dá)為：10.00±0.02mm(k=2) 。
   此10.00mm的"測量誤差"不是本次“直尺測量“的“測量誤差”！

只有55#表述的測量“量塊”的‘標(biāo)校’測量情形，才與本次“直尺測量“的“測量誤差”掛鉤，關(guān)系已如前所表。---其結(jié)果若超出“評出”的那個【0.02mm（k=2)】所約束的范圍，那要么這“量塊”是贗品？要么“評出”的那個【0.02mm（k=2)】是扯淡的？.....

回復(fù) 64# 草根在起航


     "標(biāo)稱”不等于“標(biāo)準(zhǔn)”！

     你把所有的“誤差”都算在你所完成的“測量”頭上，你是懵懂不怕事，但清醒的測試計量單位負(fù)責(zé)人是不敢聘用你的！.....會給單位惹來扯不清的糊涂官司的....

回復(fù) 66# njlyx


   標(biāo)稱不等于標(biāo)準(zhǔn)是對了，我說錯了！這里糾正下！   至于前面很多表述，討論！肯定有些不完善的！有些東西需要重新琢磨！
   我相信，只是越辨才能越清晰！

回復(fù) 67# 草根在起航


   性子有點急，說話過的地方望鑒諒。

請注意，樓上討論中多次假設(shè)了被測物體的屬性，“物品的標(biāo)稱長度是10cm”,，”物品的實際長度是9cm“，”普通零件“，“量塊”。。。。。。
    這里集中體現(xiàn)了史老反復(fù)指出的不確定度方法存在的明顯缺陷：混淆對象和方法！
我們測量時，總是有一個更加準(zhǔn)確一些的東西（儀器設(shè)備），用它來測量未知的量。之前其測量誤差范圍是已知的，且確定其測量誤差可滿足要求后，我們才進(jìn)行測量。描述這個的參數(shù)經(jīng)常是準(zhǔn)確度等級、最大允許誤差等技術(shù)指標(biāo)。。。
    而不確定度無法描述測量設(shè)備的性能，僅僅考慮測量結(jié)果的分散性，因此無論如何也說不清楚給出的測量結(jié)果究竟是測量方法不完善所導(dǎo)致的？還是被測物體自身所導(dǎo)致的？
    研究測量誤差并不斷減小測量誤差，是測量、計量工作的永恒話題！絕不會隨著不確定度方法的推廣而終止。
    那種“我只要給出了測量結(jié)果并同時給出其不確定度就足夠了”的說法，在技術(shù)上是站不住腳的。

回復(fù) 69# chuxp


     哪個具體部位如此了呢？史先生可從未像您這樣籠統(tǒng)一巴掌啊！

舉個不靠譜的例子，弄得大家話題走偏。這樣的簡單測量，只需要選擇合適的量具和方法，直接認(rèn)可測量結(jié)果，沒必要評定不確定度

回復(fù) 71# wjyiscool


   【 選擇合適的量具和方法】與【評定不確定度】沒有關(guān)系嗎？？........."評”的什么？

回復(fù) 60# 規(guī)矩灣錦苑


   

                 同規(guī)矩灣先生辯論（3）

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                                                                                             史錦順

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理論辯論，說明道理，是必要的。而舉出具體例子，就便于理解。直尺測物長的例子，通俗、簡單、直觀。好，我們就此PK.

我把問題再設(shè)計得實際些（也接近原題目）。條件：一個工人加工一根鋼桿，圖紙標(biāo)度10cm。檢驗員用鋼尺測量，測得值是9cm.

辯論內(nèi)容：怎樣評價這次測量。

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[規(guī)矩灣]

    “一把直尺去測量一個物品的長度，這個物品的長度標(biāo)稱值是10cm，直尺測量值是9cm，這里的約定真值就是9cm。誤差就應(yīng)該是10cm減去9cm，為1cm”，這可以作為不確定度應(yīng)用的一個典型案例。

   [史評]

    9cm是測得值，沒必要用“約定真值”的大話，真值不能約定。測得值不是估計的，而是用測量工具測量出來的，它接近實際值（與實際值偏差不超過0.1mm），忽略0.1mm的直尺誤差，他就是實際值。1cm是測量得知的“物長的稱說值與物長實際值的偏差的絕對值”，這不是誤差的概念，是尺寸偏差，不是誤差。

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   [規(guī)矩灣]

當(dāng)人們遇到這種問題時，首先想到的是“10cm的標(biāo)稱值誤差1cm可能嗎？”　這就是人們第一次提出了“可信性”（或可靠性）的問題，即懷疑測量結(jié)果9cm是假象。但因為給出的檢測報告并沒有給出測量結(jié)果9mm的不確定度，測量結(jié)果的可信性不得不由測量結(jié)果的使用者評估。

   [史評]

懷疑是可以的。驗一下測量工具的合格證就可以了。

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   [規(guī)矩灣]

   為了評估測量結(jié)果9cm的不確定度，必須知道有關(guān)獲得9mm測量結(jié)果的測量過程所有相關(guān)信息，其中環(huán)境和人員因素假設(shè)可以忽略，就不得不第二次提出“可信性”問題，就提出“所用的鋼直尺有問題嗎？”，懷疑鋼直尺有較大問題。
　　于是人們不得不去查鋼直尺的檢定規(guī)程，該鋼直尺的檢定合格證或報告。規(guī)程給出的鋼直尺允差為±0.1mm，檢定報告給出的結(jié)論是“合格”，檢定結(jié)果不確定度U＝0.02mm。由于U＝0.02mm是鋼直尺示值允差±0.1mm的1/5，小于1/3，說明檢定結(jié)果是可信的，即人們可判定該鋼直尺示值誤差不超過0.1mm是可信的。
　　接下來就可以用鋼直尺的計量特性去評估測量結(jié)果9cm的不確定度了。半寬0.1mm，取k=√3，u＝0.0577mm，若擴(kuò)展不確定度計算時取包含因子k=2，則U=0.12mm。不確定度0.12mm與測量結(jié)果9mm 的誤差1cm相比遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1/3，這就證明了測量結(jié)果9cm和誤差1cm是非常可信的，可以用于該被測尺寸的判定，也就是說長度標(biāo)稱10cm的尺寸測量結(jié)果是9cm，誤差為1cm是可信的、真實的，該判不合格的人們可以大膽判定其不合格或報廢。

   [史評]

這是不確定度論信奉者的一大段廢話，完全沒有必要。有直尺合格證，就可肯定物長偏差-1cm（應(yīng)以要求值為標(biāo)準(zhǔn)）是可信的。

下一步要看圖紙的要求，如果是[0，-12](圖紙上可省略mm),則工件合格。如果-1cm的偏差超出允許偏差的范圍，則不合格。

人類社會是個有分工的整體，各負(fù)其責(zé)，社會就正常運(yùn)行。計量的設(shè)置，就是讓人們有可信賴的測量儀器。經(jīng)過檢定的、有合格證的測量儀器，就要相信它的誤差范圍指標(biāo)是真實的、是可信的。亂懷疑什么？

不可忽視的問題是視差問題。本例的直尺，本身有個誤差范圍，較小（一般直尺達(dá)不到）；而視差不可忽略。因此說測得值的誤差范圍是0.2mm或0.3mm,還差不多，可依個人眼力而定。通常，用直尺測量，測得值誤差范圍可優(yōu)于0.5 mm；用游標(biāo)卡尺誤差范圍優(yōu)于0.05 mm；用千分尺誤差范圍優(yōu)于0.005 mm；用數(shù)顯卡尺與數(shù)顯千分尺，沒有視差，誤差范圍更小些。用直尺測量，一上來就忽略視差，是錯誤的。該考慮的不考慮，不是該考慮的胡論一陣。不確定度論蒙人，不實用。

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按不確定度論，如規(guī)矩灣的前面所論，復(fù)雜，麻煩，沒法實現(xiàn)，純粹是紙上談兵，實際上沒有任何一個檢驗員這樣干工作。

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按誤差理論，根據(jù)需要，正確選擇測量工具，工具必須已經(jīng)計量。工具的誤差范圍，加上視差的誤差范圍，就是測得值的誤差范圍。多么簡單而明確！

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說明：小字是電子系統(tǒng)的問題。奇怪，都出現(xiàn)在規(guī)矩灣的引文中。我放大不了，抱歉。從前我發(fā)三百多帖，沒有這個問題，最近出現(xiàn)小字，真討厭，請管理員處理一下。

回復(fù) 73# 史錦順

通過史老的發(fā)言，我們確實還是應(yīng)該從解決問題的方便性多考慮考慮！不確定度評定起來確實很麻煩，很費(fèi)事，而且還不一定考慮多周全，每個人的評定角度，出發(fā)點不一樣，評定出來的結(jié)果也不一樣！
從這一點來看，史老的“測量誤差范圍”在實際的操作中可能會更好！完全能夠滿足平時工作需要！
我覺得史老可以把相關(guān)問題反應(yīng)給有關(guān)部門，減少“評定測量不確定度”對實驗室的要求！現(xiàn)在很多實驗室都必須要評定測量不確定度，操作起來很麻煩！對人員的要求也較高，理解起來也比較困難!如果史老論點完全正確的話，那么照現(xiàn)在這樣發(fā)展下去，不確定度論必然造成計量界的大混亂！
希望史老能夠堅持為計量事業(yè)多做貢獻(xiàn)，多提意見！

回復(fù) 74# 草根在起航
你的想法不一定是錯的，只是例子有點問題而已，方便不方便需要看在什么層面上，所以不要?dú)怵H。