試論“測(cè)量誤差范圍”與“測(cè)量不確定度”的關(guān)系

回復(fù) 4# njlyx


   最后一個(gè)式子漏了“21”，應(yīng)為：
                                R22≤R23≤R21
1#后段及4#的文字重新整理（略有調(diào)整）如下——

      所謂的“測(cè)量誤差范圍”（或謂“測(cè)量誤差限”、“最大誤差”）R，其實(shí)有不同含義的“取值”！

      

      對(duì)于一個(gè)未知量Z的測(cè)量結(jié)果（測(cè)得值M），其“測(cè)量誤差范圍”R1有——

      

      第1種“取值”是應(yīng)用要求的“允差”R11：‘合理’的測(cè)得值M應(yīng)滿足（M-Z）≥-R11或（M-Z）≤R11或│M-Z│≤R11（三者之一，不同應(yīng)用有不同要求：如賣貨稱量要求（M-Z）≤R11；收購(gòu)稱量要求（M-Z）≥-R11。）……致于實(shí)際是否滿足？可靠的“檢驗(yàn)”只有“用一個(gè)‘測(cè)量誤差限’Rj被公認(rèn)且小于R11/3的‘測(cè)量方案’再測(cè)出一個(gè)Mj近似替代Z，然后判別（M-Mj）≥-R11或（M-Mj）≤R11或│M-Mj│≤R11是否滿足？”----- 這種費(fèi)事（也費(fèi)錢）的實(shí)際“檢驗(yàn)”一般是不應(yīng)該做的（有時(shí)也是做不了的！），應(yīng)該做的是“評(píng)估”如下的“第2種 ‘取值’R12”！

      

      第2種“取值”是‘測(cè)量工作的完成者’（或者他委托的‘專家’）根據(jù)本次‘測(cè)量工作’的相關(guān)信息（所用儀器設(shè)備的好歹、測(cè)量條件保障的完善程度、…）“評(píng)估”出的【本次測(cè)量結(jié)果（測(cè)得值M）‘實(shí)際可能’的“測(cè)量誤差范圍”值】——“評(píng)估值”R12：‘測(cè)量工作的完成者’有99.x%的把握保證│M-Z│≤R12。如果應(yīng)用者相信‘測(cè)量工作的完成者’的技術(shù)水平與職業(yè)操守，那么，只要R12< R11，便可安心使用測(cè)量結(jié)果（測(cè)得值M）。……如果不相信，那就只好做那費(fèi)事（也費(fèi)錢）的實(shí)際“檢驗(yàn)”了！

       ----- 這R12就是測(cè)量結(jié)果的一個(gè)擴(kuò)展（測(cè)量）不確定度U（P=99.x %）！

      

      對(duì)于一般的“測(cè)量”，以往通常是不要求給出這個(gè)R12值的，‘測(cè)量工作的完成者’只須如實(shí)報(bào)告“測(cè)量條件”，不必“估計(jì)”出這個(gè)‘實(shí)際可能’的“測(cè)量誤差范圍”值究竟是多少？.....對(duì)應(yīng)用者而言，是不方便的！……（測(cè)量）不確定度應(yīng)用的積極意義之一或在于方便了測(cè)量結(jié)果的應(yīng)用者！

       如果考慮到（測(cè)量）不確定度概念及應(yīng)用已被糟蹋到‘不堪’的現(xiàn)狀（如史先生批評(píng)所列種種），或可請(qǐng)史先生為此R12擬就一個(gè)更恰當(dāng)?shù)姆Q謂？（本人現(xiàn)在還是贊同用（測(cè)量）不確定度）。

     

    對(duì)于一款測(cè)量?jī)x器（器具），其“測(cè)量誤差范圍”R2有——

   

    第1種“取值”——相應(yīng)“規(guī)范”或應(yīng)用要求的“允差”R21：‘合格’儀器（器具）對(duì)其測(cè)量范圍內(nèi)的任意被測(cè)量Z，測(cè)得值M都應(yīng)滿足│M-Z│≤R21。……對(duì)于大部分商品化的通用測(cè)量?jī)x器（器具），都有相應(yīng)的“規(guī)范”說明“允差”R21；對(duì)于一些尚無“規(guī)范”約束的新型測(cè)量?jī)x器（器具），“允差”R21可能由相關(guān)的應(yīng)用來要求。

   

    第2種‘取值’是由有資質(zhì)的計(jì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)按‘規(guī)定’進(jìn)行“抽樣檢定”，由‘檢定’實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)獲得的“測(cè)量誤差范圍”值——‘檢定值’R22。

    儀器（器具）‘合格’（或‘可用’）的必要條件：R22≤R21。

    R22的長(zhǎng)處是“客觀”，以往的測(cè)量?jī)x器（器具）“準(zhǔn)確度”便通常以此為據(jù)；R22的短處是其“抽樣局限性”，沒有人保證樣品以外情況的測(cè)量誤差絕對(duì)值不會(huì)大于R22！ 使用者若基于R22“評(píng)估”相關(guān)測(cè)量結(jié)果的‘實(shí)際可能’“測(cè)量誤差范圍”R12，會(huì)有較大風(fēng)險(xiǎn)。

   

    第3種‘取值’是‘測(cè)量?jī)x器（器具）提供者’（或者他委托的‘專家’）根據(jù)此‘測(cè)量?jī)x器（器具）’的相關(guān)信息（原理結(jié)構(gòu)、標(biāo)定或檢定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、……）“評(píng)估”出的‘實(shí)際可能’的“測(cè)量誤差范圍”值——“評(píng)估值”R23：‘測(cè)量?jī)x器（器具）提供者’有99.x%的把握保證：對(duì)儀器（器具）測(cè)量范圍內(nèi)的任意被測(cè)量Z，測(cè)得值M都滿足│M-Z│≤R23。

如果應(yīng)用者相信‘測(cè)量?jī)x器（器具）提供者’的技術(shù)水平與職業(yè)操守，便可安心基于R23“評(píng)估”相關(guān)測(cè)量結(jié)果的‘實(shí)際可能’“測(cè)量誤差范圍”R12！

   ----- 這R23就是測(cè)量?jī)x器的一個(gè)擴(kuò)展（測(cè)量）不確定度U（P=99.x %）！

      3種 ‘測(cè)量誤差范圍’值的數(shù)值關(guān)系：     R22≤R23≤R21

我一直認(rèn)為不確定度的基本公式?jīng)]什么問題，本質(zhì)和誤差合成的公式是相同的，只是有些案例在使用中值得商榷。但是，雖然有不完美之處，目前不確定度指標(biāo)確實(shí)具有不可替代的作用，大量沒有檢定規(guī)程的計(jì)量器具無法簡(jiǎn)單的做出的“合格”與否的判斷，而如果只給數(shù)據(jù)，卻沒有反映數(shù)據(jù)可靠性的參數(shù)的校準(zhǔn)證書，客戶也無法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)判。現(xiàn)在只有不確定指標(biāo)相對(duì)較好的解決了這一問題，至于怎么完善它，那是后話，況且比對(duì)工作也卻要這一指標(biāo)的參與，目前少了它還真不行。

回復(fù) 26# njlyx


      無論是生產(chǎn)線、研究室、交易場(chǎng)所，對(duì)測(cè)量?jī)x器，最方便可行的辦法是群體管理，同一種型號(hào)的測(cè)量?jī)x器，就是一個(gè)同樣的誤差范圍指標(biāo)值（與被測(cè)量大小可能有關(guān)，而與具體那臺(tái)儀器無關(guān)）。認(rèn)為同一型號(hào)的儀器，性能各不相同，要評(píng)定一番，一是測(cè)量場(chǎng)所沒有標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)定不出來；即使有計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定出來了，也沒法用。一個(gè)單位，同一型號(hào)的儀器可能有一百臺(tái)，同一型號(hào)的量具可能有幾百件，每件都標(biāo)出它的實(shí)際誤差范圍，沒辦法管理，也不必要。同一的指標(biāo)值，可以滿足要求，用者掌握就可以了。誤差量有點(diǎn)余量，保險(xiǎn)。

      檢定是逐臺(tái)進(jìn)行的，是公證指標(biāo)值；用，還得用指標(biāo)值。一臺(tái)儀器測(cè)量點(diǎn)有幾千到幾十萬，檢定不可能逐點(diǎn)進(jìn)行，因此說“用計(jì)量的賦值”是不符合實(shí)際的。當(dāng)前一種普遍的誤解是校準(zhǔn)可以賦值；其實(shí)校準(zhǔn)證書上的十幾個(gè)或幾十個(gè)數(shù)據(jù)，沒法實(shí)用。因?yàn)闇y(cè)量?jī)x器的測(cè)量點(diǎn)上萬個(gè)，沒法逐點(diǎn)校準(zhǔn)。我讓人在國(guó)外大生產(chǎn)公司考察，結(jié)果是：國(guó)外的校準(zhǔn)，就是合格性管理。實(shí)際用的就是儀器的指標(biāo)值。
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回復(fù) 28# 史錦順

       沒太悟明白史先生的話。是否說：目前大部分測(cè)量?jī)x器（器具）其實(shí)并沒有另一個(gè)實(shí)驗(yàn)“檢定”出的“測(cè)量誤差范圍”‘檢定值’R22，“檢定”實(shí)驗(yàn)只是核查了該測(cè)量?jī)x器（器具）的‘測(cè)量誤差’不會(huì)超出相關(guān)“規(guī)范”要求的“測(cè)量誤差范圍”‘允許值’R21。----  實(shí)用的測(cè)量?jī)x器（器具）的“測(cè)量誤差范圍”值就只有R21，它就是測(cè)量?jī)x器（器具）的“測(cè)量誤差范圍”‘指標(biāo)值’？

      如果是都基于“規(guī)范”‘允許值’R21“估計(jì)”相關(guān)測(cè)量結(jié)果的“測(cè)量誤差范圍”值R12，當(dāng)然是比較‘保險(xiǎn)的’，只是不能充分體現(xiàn)相對(duì)優(yōu)良者的品質(zhì)了----只要符合那個(gè)“規(guī)范”的起碼要求，名牌百分尺與雜牌百分尺不分伯仲.....

     若沒有了R22，那R23的必要性便更突出了。

回復(fù)  規(guī)矩灣錦苑


       思路兩岔，難免互為‘天書’。 該說的早已說明，不勞您做任何‘翻譯’，‘翻’ ...
njlyx 發(fā)表于 2014-9-8 23:27

　　樓主提出了《試論“測(cè)量誤差范圍”與“測(cè)量不確定度”的關(guān)系》的主題帖想與量友們共同探討，說實(shí)話對(duì)于嚴(yán)重混淆概念的討論我本來也沒興趣，出于響應(yīng)樓主號(hào)召和活躍論壇的目的也就參與進(jìn)來了。樓主對(duì)提出的反面意見如此反感，那就只聽與自己觀點(diǎn)相同的意見好了，樓主既然已將此討論排除本人在外，本人就只有針對(duì)與其它量友共同探討，不參與回復(fù)老師您的帖子了。

回復(fù) 29# njlyx


     我的意思就是這樣。檢定場(chǎng)合能實(shí)測(cè)R22，但這是抽樣，僅僅是為了公證R21，檢定不可能在全量程的所有點(diǎn)進(jìn)行，因此不能靠計(jì)量確定測(cè)量?jī)x器的指標(biāo)值。VIM3說：

4.22儀器的測(cè)量不確定度
由所用測(cè)量?jī)x器或測(cè)量系統(tǒng)引起的測(cè)量不確定度的分量。
注：
1. 除原級(jí)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)采用其他方法外，儀器的不確定度是通過對(duì)測(cè)量?jī)x器或測(cè)量系統(tǒng)的校準(zhǔn)得到。
2. 儀器不確定度通常按B類測(cè)量不確定度評(píng)定。
3. 對(duì)儀器的測(cè)量不確定度的有關(guān)信息可在儀器說明書中給出。
  （摘自 VIM2008 4.24, JJF1059.1引用，有下劃線的是原文）
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      顯然，這里的“儀器的不確定度”，就是儀器的誤差范圍指標(biāo)值。誤差范圍的指標(biāo)值，只能由研制生產(chǎn)單位給出。通過“校準(zhǔn)”得到，不可能。既不能靠計(jì)量部門的校準(zhǔn)，也不能靠生產(chǎn)廠自家的“校準(zhǔn)”。每臺(tái)儀器有幾萬個(gè)測(cè)量點(diǎn)，生產(chǎn)一千臺(tái)測(cè)量?jī)x器，怎么“校”？怎么“標(biāo)記”？不可能嗎。必須按儀器的物理機(jī)制建立測(cè)量方程，給出測(cè)得值函數(shù)，做誤差分析，得出誤差函數(shù)，就是誤差范圍的表達(dá)式。
      檢驗(yàn)、檢定、校準(zhǔn)，都是在有計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的情況下，抽樣證實(shí)誤差函數(shù)，即誤差范圍的表達(dá)式。
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      廠家只承諾R(儀)，廣告、論價(jià)、說明書，都是說R(儀)，就是測(cè)量?jī)x器的指標(biāo)值。廠家的評(píng)定、實(shí)證，都是證明R(測(cè))≤R(儀)，不可能再給出其他指標(biāo)。世界上的各種名牌測(cè)量?jī)x器，都是一個(gè)指標(biāo)（可能是函數(shù)）。
      計(jì)量單位是公證。抽樣證明R(測(cè))≤R(儀)。R(測(cè))通常不給出（檢定）；當(dāng)下國(guó)際上是“校準(zhǔn)”，給出幾個(gè)點(diǎn)或最多幾十個(gè)點(diǎn)的R(測(cè))；但實(shí)際上沒法用。測(cè)量?jī)x器的測(cè)量點(diǎn)幾萬個(gè)，那幾個(gè)R(測(cè))，杯水車薪，不管用，實(shí)際是擺設(shè)，用，還得用指標(biāo)值R(儀)。
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      先生說：“若沒有了R22，那R23的必要性便更突出了”；我認(rèn)為，現(xiàn)實(shí)的可能是：說R23是廠家的承諾，那它就是R21。廠家只能承諾一個(gè)指標(biāo)，不可能來個(gè)二層皮。至于請(qǐng)專家評(píng)議，世界上沒有那么傻的專家，干這種傻事。須知，任何一種測(cè)量?jī)x器，都有它特定的物理機(jī)制，掌握它的恰恰是該儀器的發(fā)明者，研制人，他不能給出更貼切的指標(biāo)來，讓別人去評(píng)價(jià)，沒門。不確定度理論企圖搞統(tǒng)一的評(píng)定模式（例如GUM法），是失敗的。例如B類評(píng)定要用說明書的數(shù)據(jù)，就是利用說明書給出的指標(biāo)。既已相信說明書給出的指標(biāo)，那還評(píng)什么，用那個(gè)指標(biāo)值就是了。在同樣概率意義下，R23要大于R21（是包含關(guān)系）。廠家既已承諾R21，R23還有用嗎？
      先生心目中似乎有個(gè)真正的好的評(píng)定方法。我認(rèn)為，用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢定，就是實(shí)行已久的計(jì)量，就是必要的也是最好的考核、檢驗(yàn)的方法。不利用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，空口搞評(píng)估，在我看來是思路的錯(cuò)誤，不可能不失敗。
      利用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，也就是計(jì)量，乃是必由之路。任何評(píng)定都代替不了。
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回復(fù) 31# 史錦順


    【 在同樣概率意義下，R23要大于R21（是包含關(guān)系）】？  若理順了，不應(yīng)該如此的！儀器提供者“承諾”的R23理應(yīng)不大于R21！只是儀器使用者在實(shí)際測(cè)量中考慮R23對(duì)測(cè)量結(jié)果的R12影響時(shí)，相應(yīng)分量偶爾可能會(huì)比R23值大（在測(cè)量條件明顯違背儀器要求的情況下）。

    大于R21的R23的確是沒有任何意義的！

    R21是大家都必須要“承諾”的，是基本要求； 小于R21的R23的是體現(xiàn)我家產(chǎn)品優(yōu)異性的額外“承諾”，應(yīng)該是有意義的。

     既然是“承諾”，當(dāng)然要經(jīng)得起“檢驗(yàn)”！   如果‘檢定’（或者史先生說的‘計(jì)量’）出的測(cè)量誤差最大值超出了R23，提供者是下不了臺(tái)的！

   可能我認(rèn)識(shí)的“不確定度”不地道？ 但站在本人的立場(chǎng)上，更愿意質(zhì)疑現(xiàn)行的“規(guī)范定義”不太確切。


本人愚見：

    “ VIM3之4.22 儀器的測(cè)量不確定度 ”說條是在現(xiàn)有儀器并沒有提供者“承諾”的“測(cè)量不確定度”指標(biāo)【R23值】的情況下，教導(dǎo)測(cè)量者（測(cè)量?jī)x器的使用者）評(píng)估‘測(cè)量?jī)x器’對(duì)“測(cè)量結(jié)果”的“測(cè)量不確定度”【R12值】影響量的方案。對(duì)其中‘儀器的測(cè)量不確定度’的描述，即像R21,更像R22!

回復(fù) 32# njlyx

許多非通用的測(cè)量?jī)x器（器具）可能是沒有什么“規(guī)范”來規(guī)定一個(gè)“允差值”R21的，只應(yīng)有‘提供者’給出的“承諾”值R23！在概念混沌的背景下，多數(shù)‘提供者’“承諾”的R23就取了‘檢定’（或者史先生說的‘計(jì)量’）所得到的R22值。更多情況或是：測(cè)量?jī)x器（器具）的眾多‘指標(biāo)’中根本就沒有這么一個(gè)表達(dá)‘測(cè)量誤差范圍’的綜合性指標(biāo)值，既沒有R21,也談不上‘檢定’出R22,當(dāng)然更不會(huì)有R23了！
......這應(yīng)該是現(xiàn)狀吧？---難言合理！

回復(fù) 30# 規(guī)矩灣錦苑


     感謝規(guī)版先生的理解！

     您與別人不同，歡迎別人批評(píng)。

回復(fù) 31# 史錦順


    無論是測(cè)量結(jié)果的R12，還是測(cè)量?jī)x器（器具）的R23，其“評(píng)估”的主導(dǎo)者都應(yīng)該是“責(zé)任人”（測(cè)量結(jié)果、測(cè)量?jī)x器的‘提供者’）或者他委托的“專家”！---- 不可能由所謂的“公正”第三方來“評(píng)估”別人的R12或R23！....由使用者去“評(píng)估”他所用‘游標(biāo)卡尺’的R23是一件非常扯淡的事。

    所謂“評(píng)估”，有時(shí)未必一定是技術(shù)上的事：譬如，您史先生給出某個(gè)量的測(cè)得值M，“承諾”了一個(gè)相應(yīng)的R12值。我對(duì)您的學(xué)識(shí)、人品充分相信（基于對(duì)您的“評(píng)估”），我便可能引用您的結(jié)果（付給相應(yīng)的報(bào)酬），向我的下家宣稱：此量值為M，有99.x%的把握保證“測(cè)量誤差”不超過R12。....此R12便也成了我對(duì)該量值認(rèn)識(shí)的“不確定度”。

不錯(cuò)了，學(xué)習(xí)了

這里邊有幾個(gè)高手，一個(gè)是史老，一個(gè)是njlyx，一個(gè)是都云先生，一個(gè)是規(guī)矩先生，都擅長(zhǎng)理論研究與思辨。我等p民只是坐等觀看，似乎有時(shí)也能從中悟出點(diǎn)道理來