本帖最后由 史錦順 于 2014-9-27 18:54 編輯
論不確定度區間公式(5)
——統計變量與真值群
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史錦順
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(一)不確定度理論的處理對象,包括統計變量
GUM符號表
Xi 與被測量Y有關的第i個輸入量。
注:Xi 可以是物理量或隨機變量。
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GUM 4.1.1
很多情況下,不能直接測得被測量Y,而是由N個其他量X1,X2,…,XN通過函數關系f來確定
Y=f(X1,X2,…,XN)
注:1為了節省符號,對物理量(被測量)和代表該量可能觀測到的隨機變量,在本導則中使用同一符號。
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由上可知:不確定度理論所處理的測量,被測量既包括常量(真值唯一的物理量),也包含變量,即統計變量。
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(二)不確定度區間包含真值群
《JCGM 200-2012》
2.26 (3.9) measurement uncertainty
non-negative parameter characterizing the dispersion of the quantity values being attributed to a measurand, based on the information used
2.26 測量不確定度
根據所用到的信息,表征賦予被測量量值分散性的非負參數。
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NOTE 2 The parameter may be, for example, a standard deviation called standard measurement uncertainty (or a specified multiple of it), or the half-width of an interval, having a stated coverage probability.
此參數可以是諸如稱為標準不確定度的標準偏差(或其特定倍數)或是說明了包含概率的區間半寬度。
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2.36 coverage interval
interval containing the set of true quantity values of a measurand with a stated probability, based on the information available
2.36 包含區間
基于可利用的信息而確定的區間,此區間以指定概率包含被測量的真值群。
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2.37 coverage probability
probability that the set of true quantity values of a measurand is contained within a specified coverage interval
2.37 包含概率
在指定的包含區間內,包含被測量真值群的概率。
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由上,不確定度區間包含有真值群。
誤差理論的量值區間中,包含真值,但真值是唯一的,區間限定該真值存在的范圍。
不確定度理論的區間中,既包含一個群體——真值群,也包括真值群可能占而未占的區間(誤差區間)??傊?,不確定度區間由量值群區間與測量誤差區間共同構成。
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(三)不確定度理論的測量是混合測量
通常測量分兩類:基礎測量與統計測量。
基礎測量的被測量為常量或慢變化量,滿足如下條件:
Δ(變) << Δ(測) (1)
統計測量的被測量是統計變量,滿足如下條件:
Δ(測) << Δ(變) (2)
其中Δ(變)是被測量的變化; Δ(測)是測量儀器的誤差。
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基礎測量,被測量是常量,有唯一真值,表征量是儀器誤差,用平均值的西格瑪,即西格瑪要除以根號N??梢蕴蕹惓祿?。
統計測量,被測量是統計變量,測量儀器誤差可略,測得值各個是真值,真值蛻化為量值,被測量是個量值群(真值群)。表征量是被測量的分散性(穩定性),用單值的西格瑪,不準除以根號N。不能剔除異常數據。
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不滿足公式(1)、公式(2)兩個條件的測量,是混合測量?;旌蠝y量還可以理解為是既包括基礎測量、也包括統計測量的測量。
混合測量的特點:被測量的變化與測量儀器誤差這二者,都不能忽略。也就是說:測得值的變化,既包含被測量的變化,又包含測量儀器誤差。對混合測量,沒有合理的處理方式,通常要避開。較好的方法是選用檔次較高的測量儀器,使其成為統計測量。時頻測量與計量,天天都這樣做,早已是常規,早已是常識。
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本文(一)指出:不確定度理論的處理對象,包括統計變量;本文(二)指出:不確定度區間包含真值群。據此,筆者判斷:不確定度理論針對的對象,是混合測量。這是不確定度理論錯誤多多的根源,是不確定度評定弊病多多的根源,是不確定度推廣以來的一切混沌、混淆的根源。在混合測量中打轉轉,導致不確定度理論與不確定度評定沒有出路。
一旦理清問題,避開混合測量,也就沒有不確定度論存在的土壤,不確定度論也就消亡了。
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