試論“測量誤差范圍”與“測量不確定度”的關系

回復 4# njlyx


   最后一個式子漏了“21”，應為：
                                R22≤R23≤R21
1#后段及4#的文字重新整理（略有調整）如下——

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

      

      對于一個未知量Z的測量結果（測得值M），其“測量誤差范圍”R1有——

      

      第1種“取值”是應用要求的“允差”R11：‘合理’的測得值M應滿足（M-Z）≥-R11或（M-Z）≤R11或│M-Z│≤R11（三者之一，不同應用有不同要求：如賣貨稱量要求（M-Z）≤R11；收購稱量要求（M-Z）≥-R11。）……致于實際是否滿足？可靠的“檢驗”只有“用一個‘測量誤差限’Rj被公認且小于R11/3的‘測量方案’再測出一個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？”----- 這種費事（也費錢）的實際“檢驗”一般是不應該做的（有時也是做不了的！），應該做的是“評估”如下的“第2種 ‘取值’R12”！

      

      第2種“取值”是‘測量工作的完成者’（或者他委托的‘專家’）根據本次‘測量工作’的相關信息（所用儀器設備的好歹、測量條件保障的完善程度、…）“評估”出的【本次測量結果（測得值M）‘實際可能’的“測量誤差范圍”值】——“評估值”R12：‘測量工作的完成者’有99.x%的把握保證│M-Z│≤R12。如果應用者相信‘測量工作的完成者’的技術水平與職業操守，那么，只要R12< R11，便可安心使用測量結果（測得值M）。……如果不相信，那就只好做那費事（也費錢）的實際“檢驗”了！

       ----- 這R12就是測量結果的一個擴展（測量）不確定度U（P=99.x %）！

      

      對于一般的“測量”，以往通常是不要求給出這個R12值的，‘測量工作的完成者’只須如實報告“測量條件”，不必“估計”出這個‘實際可能’的“測量誤差范圍”值究竟是多少？.....對應用者而言，是不方便的！……（測量）不確定度應用的積極意義之一或在于方便了測量結果的應用者！

       如果考慮到（測量）不確定度概念及應用已被糟蹋到‘不堪’的現狀（如史先生批評所列種種），或可請史先生為此R12擬就一個更恰當的稱謂？（本人現在還是贊同用（測量）不確定度）。

     

    對于一款測量儀器（器具），其“測量誤差范圍”R2有——

   

    第1種“取值”——相應“規范”或應用要求的“允差”R21：‘合格’儀器（器具）對其測量范圍內的任意被測量Z，測得值M都應滿足│M-Z│≤R21。……對于大部分商品化的通用測量儀器（器具），都有相應的“規范”說明“允差”R21；對于一些尚無“規范”約束的新型測量儀器（器具），“允差”R21可能由相關的應用來要求。

   

    第2種‘取值’是由有資質的計量檢測機構按‘規定’進行“抽樣檢定”，由‘檢定’實驗數據統計獲得的“測量誤差范圍”值——‘檢定值’R22。

    儀器（器具）‘合格’（或‘可用’）的必要條件：R22≤R21。

    R22的長處是“客觀”，以往的測量儀器（器具）“準確度”便通常以此為據；R22的短處是其“抽樣局限性”，沒有人保證樣品以外情況的測量誤差絕對值不會大于R22！ 使用者若基于R22“評估”相關測量結果的‘實際可能’“測量誤差范圍”R12，會有較大風險。

   

    第3種‘取值’是‘測量儀器（器具）提供者’（或者他委托的‘專家’）根據此‘測量儀器（器具）’的相關信息（原理結構、標定或檢定實驗數據、……）“評估”出的‘實際可能’的“測量誤差范圍”值——“評估值”R23：‘測量儀器（器具）提供者’有99.x%的把握保證：對儀器（器具）測量范圍內的任意被測量Z，測得值M都滿足│M-Z│≤R23。

如果應用者相信‘測量儀器（器具）提供者’的技術水平與職業操守，便可安心基于R23“評估”相關測量結果的‘實際可能’“測量誤差范圍”R12！

   ----- 這R23就是測量儀器的一個擴展（測量）不確定度U（P=99.x %）！

      3種 ‘測量誤差范圍’值的數值關系：     R22≤R23≤R21

我一直認為不確定度的基本公式沒什么問題，本質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，目前不確定度指標確實具有不可替代的作用，大量沒有檢定規程的計量器具無法簡單的做出的“合格”與否的判斷，而如果只給數據，卻沒有反映數據可靠性的參數的校準證書，客戶也無法對數據進行評判。現在只有不確定指標相對較好的解決了這一問題，至于怎么完善它，那是后話，況且比對工作也卻要這一指標的參與，目前少了它還真不行。

回復 26# njlyx


      無論是生產線、研究室、交易場所，對測量儀器，最方便可行的辦法是群體管理，同一種型號的測量儀器，就是一個同樣的誤差范圍指標值（與被測量大小可能有關，而與具體那臺儀器無關）。認為同一型號的儀器，性能各不相同，要評定一番，一是測量場所沒有標準，評定不出來；即使有計量標準評定出來了，也沒法用。一個單位，同一型號的儀器可能有一百臺，同一型號的量具可能有幾百件，每件都標出它的實際誤差范圍，沒辦法管理，也不必要。同一的指標值，可以滿足要求，用者掌握就可以了。誤差量有點余量，保險。

      檢定是逐臺進行的，是公證指標值；用，還得用指標值。一臺儀器測量點有幾千到幾十萬，檢定不可能逐點進行，因此說“用計量的賦值”是不符合實際的。當前一種普遍的誤解是校準可以賦值；其實校準證書上的十幾個或幾十個數據，沒法實用。因為測量儀器的測量點上萬個，沒法逐點校準。我讓人在國外大生產公司考察，結果是：國外的校準，就是合格性管理。實際用的就是儀器的指標值。
-

回復 28# 史錦順

       沒太悟明白史先生的話。是否說：目前大部分測量儀器（器具）其實并沒有另一個實驗“檢定”出的“測量誤差范圍”‘檢定值’R22，“檢定”實驗只是核查了該測量儀器（器具）的‘測量誤差’不會超出相關“規范”要求的“測量誤差范圍”‘允許值’R21。----  實用的測量儀器（器具）的“測量誤差范圍”值就只有R21，它就是測量儀器（器具）的“測量誤差范圍”‘指標值’？

      如果是都基于“規范”‘允許值’R21“估計”相關測量結果的“測量誤差范圍”值R12，當然是比較‘保險的’，只是不能充分體現相對優良者的品質了----只要符合那個“規范”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  規矩灣錦苑


       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 發表于 2014-9-8 23:27

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

回復 29# njlyx


     我的意思就是這樣。檢定場合能實測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進行，因此不能靠計量確定測量儀器的指標值。VIM3說：

4.22儀器的測量不確定度
由所用測量儀器或測量系統引起的測量不確定度的分量。
注：
1. 除原級測量標準采用其他方法外，儀器的不確定度是通過對測量儀器或測量系統的校準得到。
2. 儀器不確定度通常按B類測量不確定度評定。
3. 對儀器的測量不確定度的有關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）
-
      顯然，這里的“儀器的不確定度”，就是儀器的誤差范圍指標值。誤差范圍的指標值，只能由研制生產單位給出。通過“校準”得到，不可能。既不能靠計量部門的校準，也不能靠生產廠自家的“校準”。每臺儀器有幾萬個測量點，生產一千臺測量儀器，怎么“校”？怎么“標記”？不可能嗎。必須按儀器的物理機制建立測量方程，給出測得值函數，做誤差分析，得出誤差函數，就是誤差范圍的表達式。
      檢驗、檢定、校準，都是在有計量標準的情況下，抽樣證實誤差函數，即誤差范圍的表達式。
-
      廠家只承諾R(儀)，廣告、論價、說明書，都是說R(儀)，就是測量儀器的指標值。廠家的評定、實證，都是證明R(測)≤R(儀)，不可能再給出其他指標。世界上的各種名牌測量儀器，都是一個指標（可能是函數）。
      計量單位是公證。抽樣證明R(測)≤R(儀)。R(測)通常不給出（檢定）；當下國際上是“校準”，給出幾個點或最多幾十個點的R(測)；但實際上沒法用。測量儀器的測量點幾萬個，那幾個R(測)，杯水車薪，不管用，實際是擺設，用，還得用指標值R(儀)。
-
      先生說：“若沒有了R22，那R23的必要性便更突出了”；我認為，現實的可能是：說R23是廠家的承諾，那它就是R21。廠家只能承諾一個指標，不可能來個二層皮。至于請專家評議，世界上沒有那么傻的專家，干這種傻事。須知，任何一種測量儀器，都有它特定的物理機制，掌握它的恰恰是該儀器的發明者，研制人，他不能給出更貼切的指標來，讓別人去評價，沒門。不確定度理論企圖搞統一的評定模式（例如GUM法），是失敗的。例如B類評定要用說明書的數據，就是利用說明書給出的指標。既已相信說明書給出的指標，那還評什么，用那個指標值就是了。在同樣概率意義下，R23要大于R21（是包含關系）。廠家既已承諾R21，R23還有用嗎？
      先生心目中似乎有個真正的好的評定方法。我認為，用標準進行檢定，就是實行已久的計量，就是必要的也是最好的考核、檢驗的方法。不利用計量標準，空口搞評估，在我看來是思路的錯誤，不可能不失敗。
      利用標準進行實際測量，也就是計量，乃是必由之路。任何評定都代替不了。
-

回復 31# 史錦順


    【 在同樣概率意義下，R23要大于R21（是包含關系）】？  若理順了，不應該如此的！儀器提供者“承諾”的R23理應不大于R21！只是儀器使用者在實際測量中考慮R23對測量結果的R12影響時，相應分量偶爾可能會比R23值大（在測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的是體現我家產品優異性的額外“承諾”，應該是有意義的。

     既然是“承諾”，當然要經得起“檢驗”！   如果‘檢定’（或者史先生說的‘計量’）出的測量誤差最大值超出了R23，提供者是下不了臺的！

   可能我認識的“不確定度”不地道？ 但站在本人的立場上，更愿意質疑現行的“規范定義”不太確切。


本人愚見：

    “ VIM3之4.22 儀器的測量不確定度 ”說條是在現有儀器并沒有提供者“承諾”的“測量不確定度”指標【R23值】的情況下，教導測量者（測量儀器的使用者）評估‘測量儀器’對“測量結果”的“測量不確定度”【R12值】影響量的方案。對其中‘儀器的測量不確定度’的描述，即像R21,更像R22!

回復 32# njlyx

許多非通用的測量儀器（器具）可能是沒有什么“規范”來規定一個“允差值”R21的，只應有‘提供者’給出的“承諾”值R23！在概念混沌的背景下，多數‘提供者’“承諾”的R23就取了‘檢定’（或者史先生說的‘計量’）所得到的R22值。更多情況或是：測量儀器（器具）的眾多‘指標’中根本就沒有這么一個表達‘測量誤差范圍’的綜合性指標值，既沒有R21,也談不上‘檢定’出R22,當然更不會有R23了！
......這應該是現狀吧？---難言合理！

回復 30# 規矩灣錦苑


     感謝規版先生的理解！

     您與別人不同，歡迎別人批評。

回復 31# 史錦順


    無論是測量結果的R12，還是測量儀器（器具）的R23，其“評估”的主導者都應該是“責任人”（測量結果、測量儀器的‘提供者’）或者他委托的“專家”！---- 不可能由所謂的“公正”第三方來“評估”別人的R12或R23！....由使用者去“評估”他所用‘游標卡尺’的R23是一件非常扯淡的事。

    所謂“評估”，有時未必一定是技術上的事：譬如，您史先生給出某個量的測得值M，“承諾”了一個相應的R12值。我對您的學識、人品充分相信（基于對您的“評估”），我便可能引用您的結果（付給相應的報酬），向我的下家宣稱：此量值為M，有99.x%的把握保證“測量誤差”不超過R12。....此R12便也成了我對該量值認識的“不確定度”。

不錯了，學習了

這里邊有幾個高手，一個是史老，一個是njlyx，一個是都云先生，一個是規矩先生，都擅長理論研究與思辨。我等p民只是坐等觀看，似乎有時也能從中悟出點道理來