論不確定度理論與誤差理論的關系

回復 75# 崔偉群


   謝謝你的意見！我并沒有否定不確定度，只是覺得比較麻煩！如果能找到輕松簡單的方法，又不會給測量結果帶來很大的風險的話，那最合適不過！

回復 76# 草根在起航
誤差也好，不確定度也好，本身都挺麻煩，兩個都沒錯，就是哪個在特定情況下更符合要求些

回復 74# 草根在起航

     謝謝你對我的理解和鼓勵。鑒于不確定度論推行以來的不良影響，我已寫了二百多篇短文，一部分文章是彌補誤差理論的不足，而大部分文章是抨擊不確定度理論的錯誤與不確定度評定的弊病。本欄目有《新概念測量計量學》、《駁不確定度論一百六十篇集》、《論誤差理論與不確定度論四十篇集》，就是我在這兩個方面的觀點與見解。我于2011年、2012年、2013年三次報材料給國家質檢總局，除有個讓我寄打印材料的通知外，并無其他回話。 我感到欣慰的是，國家質檢總局已兩次通知，共簡化26個計量項目的不確定度評定，并回答網友問說：“簡化就是可以不評定”。顯然，對不確定度評定的弊病，在計量領導層已引起重視，并且已采取行動。我不敢說此事與我有關，因為反對不確定度論的早就有馬鳳鳴、錢鐘泰等名家；但我也不能說我與此事無關，我畢竟三年連續向國家質檢總局報材料并強烈要求停止不確定度評定。若停止26項不確定度評定正確（我堅信這一點），我不敢貪功；如果此舉錯誤，我則有不可推卸的責任。
     先生初來，但我感到你的思想方法好，相信你很快能對計量界的大事大非做出自己的正確判斷。
-

回復 76# 草根在起航


   世界上從來沒有捷徑。又簡單、又準確、又可靠的方法，如果真的那么容易實現，還要專門的計量檢定人員干嘛，隨便找倆人來干不就行了？計量工作在理論方法上隨著發展只會越來越復雜，唯一快捷的途徑就是盡可能實踐檢測工作的自動化 。

回復 72# njlyx

知道被測件的計量要求如公差，知道量具的允許誤差，簡單計算就可以了，這就是最常見的測量檢驗，有必要整得如此復雜嗎？不學會不確定度，我們不會干這樣簡單地測量工作嗎？

　　不能因為有了誤差而扼殺不確定度，同樣， 那種“我只要給出了測量結果并同時給出其不確定度就足夠了”的說法，在技術上也是站不住腳的。測量誤差范圍是已知的，且確定其測量誤差可滿足要求后，我們才進行測量。描述這個的參數經常是準確度等級、最大允許誤差等技術指標……，而不確定度并不也無法描述測量設備的性能。我完全贊同69樓這個觀點，不確定度只能定量表述測量結果或測量方案的可信性，不能定量表述其準確性，同樣，誤差和誤差范圍只能定量表述準確性而不能定量表述可信性，兩個參數各有各的定義，各有各的用途，不能硬往一塊摻和熬成一鍋粥。

回復 80# wjyiscool


     這樣確實夠了！

     其實，對于使用者來說，量具的“允許誤差”是比量具的“測量不確定度”更‘可靠’的指標！

     量具的“測量不確定度”只是量具提供者“承諾”的“測量誤差限”，以現有管理體系而言，未必有可靠措施制約此“承諾”非吹牛？

     而量具的“允許誤差”是相關規范要求的“測量誤差限”，現有管理體系對它是有比較嚴格的“檢驗”措施的，比較可靠。

     量具的“允許誤差”通常是對某一類量具的“基本要求”，如果理順了，量具的“測量不確定度”應是量具提供者對自己所提供具體量具的一個關于“測量誤差限”的較高的“承諾”指標---可以彰顯該具體量具的性能優異，賣個好價錢！..... “測量不確定度”所‘承諾’的“測量誤差限”應該不大于相關規范的“允許誤差”所要求的“測量誤差限”。---這就是量具的“測量不確定度”與相關規范的“允許誤差”之間的正確關系。

    至于用量具進行測量所得測量結果的“測量不確定度”，正常的情況根本用不著如此那般、煞有介事的“學究式”“評估”！ 如果你的測量符合量具的正常使用要求，還有什么可評的？ ..... 單次測量結果的“測量不確定度”就是所用量具的“測量不確定度”；多次平均值測量結果的“測量不確定度”就是按量具的“測量不確定度”數據進行處理【只是現行的表述方案得不到實際合理的結果】。..... 在不知道量具的“測量不確定度”時，用相應規范的“允許誤差”替代應該可得到更‘保險’的結果。.........當然，在“經驗”的指導下，在某些應用中是不必追問測量結果的“測量不確定度”的【也就是不必讓‘測量者’“承諾”這測量結果的“測量誤差”會具體小到什么范圍？】，只要知道‘測量者’用的量具是檢驗合格的，而且他不是“奸商”。........從前、現在的大量“測量”都是這么做的，對于大部分應用者來說不會構成任何不便，因為根據自己的“經驗”，正常‘測量者’用檢驗合格的量具給出的測量結果的“測量誤差”會遠小于應用的要求，就不必追問具體范圍了。......  若是管理者要求每個“測量結果”都必須由‘測量者’明確這么一個“測量誤差限”--即所謂“測量不確定度”，站在“測量結果”應用者的角度，誰會反對呢？ 但是，這對于‘測量者’確實是一個非常麻煩的事！ 當大家都明白“測量不確定度”究竟是什么時，‘測量者’對它是要承擔責任的---超差了是要罰款、坐牢的！不可能因為你遵從了某個模版計算而免除責任。....許多‘大家’其實非常明白其中的“麻煩”，...，將其攪入哲學思辨的泥潭，如此升華，便免卻了罰款、坐牢之憂，盡管大膽假設，熱熱鬧鬧的“評估”，反正一筆糊涂賬，沒有人有本事清算的。

我們在建標、認可等工作時，也在認真做不確定度評定，這是規定要求，實屬無可奈何，畢竟評定過程對加強學習、深化理解技術標準是有益的。
    我只是建議，在目前情況下，不要讓太多的普通測試人員、更多的日常測量工作卷入不確定度爭論的漩渦。

回復 83# wjyiscool


        “建標”的‘評估’應該是免不了的，作為計量測試的標準（器），其綜合“誤差限”歷來就是要“評估”清楚的，只不過這個‘東西’從前叫“精度”，后來叫“準確度”，現在似乎應該叫“不確定度”？...按史先生查到國際知名大公司的說法，叫它“不準確度”又有何不可呢？【 但怎么“評估”似乎前人已給我們積累了若干有效的“經驗”，并不一定要像現在許多‘模版’推薦的那樣‘學究式’的‘推導’？！】

        對于測試計量的各級標（基）準而言，是否推行“不確定度”應該沒有實質性的工作量變化，如果管理者確實弄清楚了“不確定度”實質是什么，不由人忽悠那個不知所以的“可信性”。從古至今并將以后，恐怕很少有不明確其“準確度”（或“不準確度”，或“不確定度”，歷史曾經或“精度”）的“測量標準”或“測量基準”。

       對于普通的測量，或測量器具，情況便很不一樣了！ 都成先生已經明確說過：在推行“測量不確定度”之前，其實是很少給出“測量結果”或“測量器具”的那個綜合“誤差限”的！ 不在于它叫什么名稱，而是通常根本不給出這么個囊括所有可能誤差的綜合“誤差限”！一方面，一般的規范不做要求，另一方面，要給出這么個合適的綜合“誤差限”的確不是總會那么輕而易舉。....史先生可能是長期從事“建標”級的測試計量工作，所見可能大多都是有“測量準確度”的東西？如此再大動干戈的弄什么“測量不確定度”還有什么必要呢？！....至于有人弄什么與“測量準確度”分工合作的所謂表達‘可信性’的所謂“測量不確定度”，則純屬搗糨糊瞎扯淡。

回復 84# njlyx


   以上賜教，你懂的，我也懂的。髙知們辯論可以，我是怕攪亂后生們的思維，弄得大家無所適從。

回復 85# wjyiscool

賜教不敢當的。倘若GB、JJF、JJG之類說清楚了，才不會誤了后生；現形確有史先生所指之濫，誤后生之事已然發生，不在你我辯說與否。

“建標”過程說到底是“測量過程設計”過程，是本單位處于寶塔尖上（最高準確性要求）的測量過程設計，風險性也最高，因此不得不認真、慎重，絲毫不能馬虎。測量過程的設計質量不僅要考慮測量過程的準確性，還應該考慮測量過程的可信性（或稱可靠性｝。
　　在不確定度誕生前，提交的《建標報告》要求對擬建計量標準進行“誤差分析”，要求站在所謂“精度”和“誤差限”的角度評判擬建計量標準的準確性即可。
　　不確定度誕生后，人們才知道可信性不滿足要求的測量過程，準確度再高也沒有使用價值。因此從2001年版起JJF1033要求計量標準的建標報告必須分析測量過程的不確定度。對于普通的測量過程設計與檢定/校準這種特殊測量過程的設計一樣，以前要求進行一下誤差分析即可，但GB/T19022-2003的7.2條明確提出了在完成測量過程后的有效性確認前，必須進行不確定度評定。
　　如果真的不確定度“這個‘東西’從前叫‘精度’，后來叫‘準確度’，現在叫‘不確定度’”，這種純屬改改名稱的游戲的確就“純屬添亂”，這種添亂的游戲的確在拿基層計量人員的腦力勞動和體力勞動不當回事，的確應該休矣。 不確定度評定與誤差分析完全是兩碼事，它們的區別，建議可將JJF1033的2001及以后版本與1992及以前的建標要求對比起來分析研究加以識別。我們一定要建立只有通過不確定度評定證明所設計的測量過程可信性滿足了被測參數的測量要求后，才談得上進入到分析其準確性是否滿足要求的程序，不可信的測量過程準確性再好而可信性不達標的測量過程必須改進或重新設計的新觀點。

根本不存在獨立于“測量準確性”之外所謂表達“可信性”的“測量不確定度”！
“準確性”好的“測量過程”會“不可信”，“準確性”不好的“測量過程”反而會“可信”？！.... 哪個“星球”的強盜邏輯？ 把不同對象的”指標“值胡扯亂拉的搞在一起搗糨糊.......

回復 87# 規矩灣錦苑

粗略的講，現在的不確定度評定就是以前的誤差分析。
誤差理論好好的，為什么提出“不確定度”的概念？誤差分析也好好的，為什么出來一套測量不確定度評定方法？它繼承了誤差分析的哪些方法？您能說說嗎？說不出來就不要再說什么準確性和可信性了。

回復 89# 都成

　　在誤差分析、誤差分配、準確度評判方面，誤差理論發展了數百年，誤差理論是成熟的、科學的、實用的，誤差理論的確是好好的，勿容置疑的。但前面說了是在與被測量真值的偏離距離，即“誤差”的分析和準確性的量化評判方面是成熟的、科學的、實用的，而對于測量結果的可信性或可靠性是無能為力的。
　　計量學發展到今天，人們發現衡量測量結果的品質的參數不僅僅只有準確性一個，還有另一個可信性好壞的參數需要評判，這個參數不是用測量結果與被測量真值的“偏離距離”表述，而是用被估計出的被測量真值所在“區間半寬”表述。這就是為什么提出“不確定度”的概念，另搞一套一套測量不確定度評定方法的原因。
　　基于以上原因，不確定度與誤差，不確定度評定與誤差分析的界限是涇渭分明的，因此把“不確定度”這個‘東西’視為從前叫“精度”，后來叫“準確度”的東西，把現在的不確定度評定視為就是以前的誤差分析，的確是將兩個具有顯著區別的概念混為一談了。不能說不確定度評定方法繼承了誤差分析的方法，只能說標準不確定度合成和誤差合成的計算公式相類似，因為兩者之間談不上相互繼承的問題，因此也就不存在不確定度評定“繼承了誤差分析的哪些方法”的問題。我還是那句話，如果說不確定度評定是在繼承了誤差分析的基礎上發展起來的，就意味著誤差理論的落伍，誤差理論的落伍必將被先進的不確定度評定所淘汰的推論成立，這和因為有了科學實用的誤差理論必須將不確定度評定扼殺在搖籃中同出一轍，將兩者于你死我活之境地中。

回復 88# njlyx

　　準確性優劣是用測量結果偏離被測量真值的距離來定量表述的，可信性優劣是用估計出的被測量真值所處區間的半寬來定量表述的，兩個參數的含意迥然不同。　　因此，準確性與可信性兩者之間類似于重量和體積的關系，雖然一般來說重量越重體積越大，體積越大重量也會越重，但重量和體積畢竟是兩個不同的參數，重量重的某個物體比重量輕的另一個物體體積小并不是不存在。雖然一般來說準確性好可信性也會隨著好，可信性優準確性也隨之優，但“準確性”好的某個“測量過程”會“不可信”，但另一個“準確性”不好的“測量過程”反而會“可信”的情況也是客觀存在著。
　　如果準確性好，可信性一定也好，準確性和可信性也就是一回事了，人們就不會研究測量結果的可信性問題，不確定度和不確定度評定也就不可能誕生。

最簡單的例子，主要不確定度分量就一項，儀器的允差，認為均勻分布，除以根號3，得到標準不確定度，再乘以2，得到擴展不確定度，再繼續比較評價，與直接用允差比較評價，大家認為有何本質性的區別，脫了褲子放屁，多此一舉，反而更不利于統一規范和指標表述。宣傳推廣不確定度，無非是與所謂的不確定度國際接軌的需要，而其本身在國際上仍有很大爭論異議。其實將誤差評定規范化，更現實。

這是我從施昌彥老師的PPT課件復制過來的一個不確定度評定的一個例子！
這是該例子的最后一段，我省去了前面的不確定度評定過程！


七、 測量結果及其不確定度報告 測量結果及其不確定度報告
對45號碳鋼的硬度進行測量，測量結果
             h=33.5HRC
45號碳鋼硬度測量結果的擴展標準不確定度為
U=2.0HRC，包含因子k＝2，提供p約95%的包含概率。
或報告如下：
45號碳鋼硬度測量結果為
h=(31.5~35.5)HRC
k＝2，提供p約95%的包含概率。

在這里產生了一個疑問：按規矩先生的說法不確定度是真值的半寬，那測量結果就不該表達為
h=(31.5~35.5)HRC k＝2，提供p約95%的包含概率。
這感覺倒像是史老說的誤差范圍的概念了，即測得結果是 h=33.5HRC±2HRC，以百分之95概率包含真值。

真的感覺我現在都弄的有點蒙頭轉向了！

回復 91# 規矩灣錦苑


   

       GUM的一句話，竟把規矩灣迷糊得喪失基本的分析判別能力。

當初，GUM為否定誤差理論，于是回避準確性的提法，想出個“可信性”來。其實，“可信性”只是不確定度論剛提出時的一種暫時說法，后來在VIM3中就不再提了。在我國的計量規范JJF1001-2011中根本就沒有“可信性”的字樣，連“置信概率”都改為“包含概率”了。

體積重量的比喻，與本樓的討論，風牛馬不相及。體積與重量，量值種類不同，表達的物性對象不同，量綱不同，當然不能相互代替。而誤差與不確定度都是表達準確性，量綱相同，只是算法不同（隨機因素算法也一樣）。推行不確定度論20年了，任何場所，或者給出不確定度，或者給出誤差范圍（最大允許誤差、極限誤差、準確度、準確度等級），都是二取一，沒有一處是給出兩個指標的。可見，誤差范圍（美國NIST的新名詞是“不準確度”）與不確定度，只能二取一，而不可能給出兩個并列的指標。

不確定度論與誤差理論的對立，是客觀存在。這就要分辨是非，比較優劣；進而選一個廢一個。我的研究結果，就是：不確定度論根本錯、全盤錯；所起作用是擺設、誤事、隱患。誤差理論也要發展，但與不確定度論無關。

-

體積重量的比喻令人笑掉大牙。概念術語還是越少越好，規范統一是最佳選擇

--------------------------------------------------------------------
以下圖片是我從施昌彥老師的PPT中截圖粘貼過來的！
針對各位的討論，有了疑問！

按照規矩先生的說法，不確定度為真值的半寬，那么45號碳鋼硬度測量結果為h=(31.5~35.5)HRC   k＝2，提供p約95%的包含概率的表達
倒更像是史老說的誤差范圍的概念，即h=33.5HRC±2HRC，包含真值的概率約95%。
請各位幫我解答疑問！這里究竟是PPT h=(31.5~35.5)HRC 的表達出錯了，但是我覺得施老師出錯的可能性小，還是我的理解出現偏差什么的！
在這樣下去真的就要搞混亂了！不確定度的概念定義應當進一步規范完善，不要讓人產生錯誤的理解！
---------------------------------------------------------------------

這屬于一般的材料硬度檢測，如沒有特殊要求，你可以直接報測量結果，并評定是否合格；也可以根據特定要求，考慮不確定度，并判定合格與否------這是現在的要求，作為執行者，只能這樣做。實際上，這就是以前的測量準確度或可靠程度，誤差分析是完全可以的

回復 96# 草根在起航


    不確定度就是史老說的誤差范圍的概念。也就是不確定度評定過程與誤差理論中求取誤差范圍的過程對應，也就是國際上推行不確定度評定意味著替代誤差理論中的求取誤差范圍內容。有些簡單的誤差范圍有時可以直接改稱不確定度。日常生活中我們還是可以使用誤差范圍的，就像我們還在使用“斤”做質量的單位，用“度”做電能的單位一樣。

回復 98# 都成


   這里就有個疑問了，既然不確定度就是誤差范圍的概念，那怎么還要整個重復的不確定度！   如果真要替代誤差范圍的名詞的話，就應該在技術文件上說清楚這個不確定度究竟與之前的誤差范圍有什么具體的不同！
   也讓廣大從事計量相關工作的人，真真切切的認識它！

回復 96# 草根在起航

　　“不確定度”絕不是“誤差范圍”。若果真如此，也就沒有必要定義“不確定度”了，直接使用“誤差范圍”簡捷而易于理解。要相信國際上八大權威組織和計量學界眾多科學家們沒有那么傻，放著現成的已被廣大計量界人士所理解和接受的名詞術語不用，去搞個什么“不確定度”新花樣，故意把我們當“阿斗”耍弄。若果真如此，那就被史錦順老師說中，不確定度完全是“沒事找事”，完全是“添亂”，必須徹底從計量學中消滅和根除。
　　您的案例說明：45號碳鋼的硬度測量結果是h＝33.5RHC，這個測量結果的擴展不確定度U＝2.0HRC，k=2。因為給出的擴展不確定度并不是Up，因此那個“提供p≈95%的包含概率”完全是多余的，屬于“畫蛇添足”式的錯誤，應該從檢測報告中刪除。
　　因此，緊跟其后關于測量結果的解釋完全混淆了不確定度與誤差范圍這兩個完全不同的概念，就更是大錯特錯了。實際上，測量者給出的測量結果是唯一的，就是h＝33.5RHC，此外別無第二個測量結果。要判定該產品硬度合格與否，只能用h＝33.5RHC這唯一一個測量結果與其最大允許誤差相比較，沒有什么介于(31.5～35.5)HRC的其它測量結果。通過產生33.5RHC這個測量結果的測量過程所有信息估計出來的U＝2.0HRC，是被測量真值存在區間的半寬，不是測量結果的變動區間的半寬，它是用來定量評判測量結果的可疑度，幫助測量結果的使用者判定該測量結果是否可用，測量者給出的測量結果是唯一的33.5HRC，不允許任何其他人對其改動，也不允許任何人對其做任何變動區間的遐想。
　　因此，測量結果只能寫為h＝(33.5±2.0)HRC，k＝２，而不能寫為h=(31.5～35.5)HRC。如前所述，寫為h＝(33.5±2.0)HRC，k＝２，時，表達的意思是：測量結果為33.5HRC，測量結果是唯一的，沒有第二個測量結果，在包含因子k=2時，測量結果的不確定度（可疑度）為2.0HRC。寫為h=(31.5～35.5)HRC 時，表達的意思是因為測量者的測量水平或測量方法不穩定的原因，測量者不能給出穩定的唯一測量結果，只能給出一個測量結果的區間，測量結果介于(31.5～35.5)HRC之間，最小測量結果為31.5HRC，最大測量結果為35.5HRC，而測量結果的不確定度并沒有給出，因此尚不清楚具體測量結果的不確定度，需要測量結果的使用者自行評估。