關(guān)于不確定度評(píng)定的新質(zhì)疑

走走看看 發(fā)表于 2015-3-11 15:38
經(jīng)典誤差理論中沒有誤差范圍定義，只有誤差、最大誤差、極限誤差，史先生定義的│M – Z│max=│Δ│max= R ...

143#對(duì)此已有說明。

       " 網(wǎng)上討論中，有一個(gè)例子。說某單位進(jìn)口一臺(tái)微波功率計(jì)。性能指標(biāo)是準(zhǔn)確度2%。送國(guó)家計(jì)量院檢定合格。不確定度宣貫組到來，給這臺(tái)微波功率計(jì)評(píng)定的結(jié)果是：測(cè)量不確定度6%。性能這么差，人們就不敢用了。
    進(jìn)口儀器，又經(jīng)國(guó)家計(jì)量院檢定合格，按指標(biāo)用就是了，評(píng)個(gè)不確定度，是畫蛇添足。本特例又有那么大的不確定度，無端造成使用者的顧慮，真是礙事。
     這是怎么回事？是評(píng)定者的問題，還是不確定度論的問題呢？
     這個(gè)情況的發(fā)生，不一定是評(píng)定人員的問題，而是不確定評(píng)定的痼疾。就是A類評(píng)定測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)偏差，就當(dāng)作不確定度，這是不區(qū)分對(duì)象與手段的后果。"

評(píng)定結(jié)果測(cè)量不確定度6%很正常，性能指標(biāo)2%是被測(cè)源端口和功率探頭阻抗匹配理想情況的指標(biāo)，實(shí)際測(cè)量時(shí)對(duì)測(cè)量結(jié)果不確定度影響最大的是被測(cè)源輸出端口SWR，端口失配情況下，莫說6%，再大也有可能，這不是不確定度的問題，也不是評(píng)定的問題，問題是不敢用功率計(jì)的使用人員不具備基本的微波功率測(cè)量基礎(chǔ)知識(shí)，合格的微波計(jì)量人員知道如何減小失配，減小測(cè)量不確定度，這比區(qū)分對(duì)象和手段重要得多，并不是簡(jiǎn)單拿指標(biāo)用就可以了。

csln 發(fā)表于 2015-3-11 17:45
" 網(wǎng)上討論中，有一個(gè)例子。說某單位進(jìn)口一臺(tái)微波功率計(jì)。性能指標(biāo)是準(zhǔn)確度2%。送國(guó)家計(jì)量院檢定合 ...

       讀過先生的幾個(gè)帖子，得知先生的思路是很清晰的。只是懷大才而為顛三倒四的不確定度論辯解，可惜。
       你能解釋一下GUM的測(cè)量溫度的例子嗎？那么大的變化，那個(gè)不確定度是溫度計(jì)的還是溫度源的？正常的溫度計(jì)，如普通的水銀玻璃溫度計(jì)，誤差范圍也優(yōu)于0.2攝氏度，就是說最大可能溫度變化是溫度源的變化。溫度源是被測(cè)對(duì)象，客觀的溫度變化量，算出西格瑪來，能除以根號(hào)20嗎？隨機(jī)變量的分散性只能是單值的西格瑪。平均值的西格瑪?shù)钠谕凳橇悖墚?dāng)隨機(jī)變量的表征量嗎？不確定度論的A類評(píng)定，規(guī)定測(cè)量N次，西格瑪除以根號(hào)N才是不確定度。GUM說：被測(cè)量可以是一般量，也可以是統(tǒng)計(jì)變量。在測(cè)量對(duì)象是統(tǒng)計(jì)變量的情況下，A類不確定度的評(píng)定的模式還行嗎？

　　不知史老師所說的GUM的測(cè)量溫度的例子，即水銀玻璃溫度計(jì)的例子是不是JJF1059.1-2012的A.3.5工作用玻璃液體溫度計(jì)的校準(zhǔn)不確定度評(píng)定示例。我認(rèn)為該例子除了測(cè)量模型錯(cuò)誤外，不確定度評(píng)定過程并無不妥，其測(cè)量模型應(yīng)為Δt＝t－ts，Δt為被檢溫度計(jì)示值誤差，t為被檢溫度計(jì)示值，ts為標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)示值。在分析“輸入量”被檢溫度計(jì)示值t給輸出量Δt引入的不確定度分量時(shí)用重復(fù)性實(shí)驗(yàn)10次得到實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差S＝0.018℃，因?yàn)闄z定規(guī)程規(guī)定檢定時(shí)必須測(cè)量4次取平均值作為被檢溫度計(jì)的讀數(shù)，因此 t 給輸出量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量應(yīng)該是S/√4＝0.009℃。

　　對(duì)于" 網(wǎng)上討論中，有一個(gè)例子。說某單位進(jìn)口一臺(tái)微波功率計(jì)。性能指標(biāo)是準(zhǔn)確度2%。送國(guó)家計(jì)量院檢定合格。不確定度宣貫組到來，給這臺(tái)微波功率計(jì)評(píng)定的結(jié)果是：測(cè)量不確定度6%。性能這么差，人們就不敢用了。”我的看法如下：
　　如果一臺(tái)微波功率計(jì)允差2%，對(duì)其檢定方法（或檢定結(jié)果）的不確定度是6%，說明檢定機(jī)構(gòu)是誠(chéng)信的，實(shí)事求是給出了自己的檢定方法“可信性”（不確定度大小），但因?yàn)閁＞MPEV/3，說明這個(gè)檢定方法或檢定結(jié)果嚴(yán)重不可信（注：不是機(jī)構(gòu)不誠(chéng)信），不能被用來判定被檢儀器是否合格，是否能用。送檢單位應(yīng)該要求檢定機(jī)構(gòu)更換檢定方法，如果該機(jī)構(gòu)的檢定方法只能達(dá)到這個(gè)程度，就只有更換另一家不確定度滿足U≤MPEV/3的檢定機(jī)構(gòu)。
　　正如152樓所說，如果檢定方法能力更差的話，檢定結(jié)果的不確定度“莫說6%，再大也有可能，這不是不確定度的問題，也不是評(píng)定的問題”，而是檢定方法選擇不適當(dāng)造成的，不確定度只與檢定方法有關(guān)，而與檢定結(jié)果的大小無關(guān)，只表述檢定結(jié)果的可信性高低，不表述檢定結(jié)果的大小或檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性高低（誤差大小）。

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       本人所指GUM的測(cè)量溫度的例子是指GUM（《JCGM100：2008》）的4.4.3條，不是《JJF1059》上的例子。GUM這個(gè)測(cè)量溫度例子，也載于1993版和1995版（中文譯文在葉德培《測(cè)量不確定度》一書的第47頁）。
       為了便于新來的網(wǎng)友了解情況，也為了給137#《區(qū)分對(duì)象與手段的必要性》一文做解釋，特轉(zhuǎn)發(fā)幾年前我的一篇短文如下（載《駁不確定度論一百六十篇集》p145）。   
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                                一筆混沌帳-十七論不確定度論
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       本人反對(duì)不確定度論。前面歷數(shù)不確定度之弊病：四不像、四不清、四混淆。看來，真夠狠的。為了排比，也不免重復(fù)。其中關(guān)于測(cè)量結(jié)果問題就多次提及。對(duì)測(cè)量計(jì)量理論來說，測(cè)量結(jié)果是最終表達(dá)，它太重要了，在本論即將結(jié)束時(shí)，本段再論它一次，——說說不確定度是一筆混沌帳。

一 混沌之源      
       1 兩類被測(cè)量的混淆
       被測(cè)量的量,稱為被測(cè)量。經(jīng)典測(cè)量的被測(cè)量是常量，只有唯一的值，即真值。統(tǒng)計(jì)測(cè)量的被測(cè)量是隨機(jī)變量。
       不確定度論怎樣看待被測(cè)量呢？說被測(cè)量可以是常量，也可以是統(tǒng)計(jì)變量。這是混沌源之一。
       2 A類評(píng)定 混淆對(duì)象與手段
       A類評(píng)定是不確定度全部評(píng)定的核心。因?yàn)锽類評(píng)定是引用人家的材料，只有A類評(píng)定是本家特產(chǎn)。
       不確定度的A類評(píng)定，用儀器測(cè)量被測(cè)量，算西格瑪，這樣就把被測(cè)量的變化與儀器的隨機(jī)誤差攪在一起了。這是最大的混沌源。
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二 混沌的主要形式     
       不確定度的中國(guó)式宣貫中，有構(gòu)成不確定度的人、機(jī)、料、法、環(huán)一說，查不到國(guó)際文件根據(jù)，算是國(guó)人的發(fā)揮吧。我不贊成此說，但覺得這個(gè)概括簡(jiǎn)單、形象、上口，不管其本來目的如何，客觀上描述了不確定度的大雜燴面目。面目一露，揭示其本質(zhì)就容易了。
       在正確使用儀器的情況下，所謂人（目光正視等）、法（方法當(dāng)然不能錯(cuò)）、環(huán)（例如溫度影響）實(shí)際都是很微小的，在正常使用條件下，儀器的指標(biāo)已包含這些因素。于是，就主要是機(jī)（測(cè)量?jī)x器）和料（被測(cè)量）了。測(cè)量?jī)x器性能（系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差，穩(wěn)定性）與被測(cè)量的變化混在一起，是不確定度的混沌狀態(tài)的基本形式。
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三 不確定度的實(shí)質(zhì)           
       不確定度論把不確定度定義為“分散性”，分散性到底是啥，讓人說不清、道不明、參不透。領(lǐng)教不確定度論快二十年了，終于悟得如下一條名實(shí)大體符合的一條定義：
       不確定度是由測(cè)量?jī)x器誤差與被測(cè)量的變化以及環(huán)境影響等共同構(gòu)成的測(cè)得值對(duì)期望值的偏離程度。
       再次說明，這個(gè)定義是我下的。恰當(dāng)不恰當(dāng)？拆臺(tái)還是補(bǔ)臺(tái)？請(qǐng)讀者品評(píng)。我要說的是：不確定度的實(shí)質(zhì)是混沌帳。

四 混沌導(dǎo)致的問題        
        我們舉兩個(gè)例子
       1一律除以根號(hào)N ，嚴(yán)重低估被測(cè)量的變化
       GUM在給出不確定度的數(shù)量定義時(shí)，說的十分明白，西格瑪除以根號(hào)N叫A類不確定度（見葉書42頁）。本來，變量本身的分散性是單值的西格瑪，而除以根號(hào)N，就是把量值的分散性縮小了根號(hào)N倍。此值太小了，用來表達(dá)被測(cè)量的變化性能，是極大的歪曲。
       GUM的測(cè)量溫度的例子，測(cè)得值如下（單位攝氏度）：
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96.90/98.18/98.25/98.61/99.03/99.49/99.56/
99.74/99.89/100.07/100.33/100.42/100.68/100.95/
101.11/101.20/101.57/101.84/102.36/102.72
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      GUM就上列數(shù)據(jù)給出結(jié)果：σ=1.49℃；除以根號(hào)20，得標(biāo)準(zhǔn)不確定度u=0.33℃
       溫度測(cè)得值的平均值是100.14℃，變化范圍是96.90℃到102.72℃。下半寬為3.24℃；上半寬是2.58℃。 如此大的變化是溫度計(jì)問題嗎？顯然不像，最普通的水銀溫度計(jì)，誤差也在0.2℃以下。從其0.01℃的分辨力來看，大概是優(yōu)于普通溫度計(jì)的電子溫度計(jì)。數(shù)據(jù)的變化，應(yīng)該是被測(cè)量的變化。溫度變化范圍是5.82℃，這是實(shí)實(shí)在在的溫度變化區(qū)間。
       這個(gè)問題，顯眼是變量測(cè)量，是統(tǒng)計(jì)測(cè)量問題。用統(tǒng)計(jì)理論處理此問題，求到σ，就是溫度分散特性；Δ= 3σ= 4.5℃是極限偏差。由此給出指標(biāo)±Δ，即±4.5℃；實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)20個(gè)，都在所給區(qū)間內(nèi)，符合邏輯。
       請(qǐng)看GUM的處理。σ除以根號(hào)20，得不確定度u=0.33℃，此為標(biāo)準(zhǔn)不確定度；按GUM常例，k取2，于是得擴(kuò)展不確定度U=0.66℃. 即數(shù)據(jù)包含區(qū)間的半寬是0.66℃. 區(qū)間高端是100.80℃；區(qū)間低端是99.48℃。對(duì)照實(shí)際數(shù)據(jù)，高端排除7個(gè)數(shù)，低端排除5個(gè)數(shù)。
       一共才20個(gè)數(shù)據(jù)，不確定度論算出的區(qū)間，竟只包含8個(gè)數(shù)據(jù)，而排除12個(gè)數(shù)據(jù)。什么置信區(qū)間？什么包含區(qū)間？置信不可信，包含區(qū)間不包含。不確定度真不是東西！難怪計(jì)量院的一位副院長(zhǎng)說它是“瞎扯淡”，馬鳳鳴說它是“吃飽撐的”，而一位網(wǎng)友說它是“洋垃圾”。
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       2 把被測(cè)量的變化混入測(cè)量?jī)x器指標(biāo)評(píng)定，歪曲儀器性能。
       不確定度的A類評(píng)定，既包含了測(cè)量?jī)x器的性能，也包含了被測(cè)量的變化，是個(gè)混沌體。
       有位網(wǎng)友寫道：他們單位有一臺(tái)進(jìn)口的微波功率計(jì)，準(zhǔn)確度指標(biāo)2%。送檢合格。不確定度評(píng)審組來了，這臺(tái)功率計(jì)被評(píng)定為擴(kuò)展不確定度8%。這樣差的指標(biāo)，人們也就不敢用了。容易想到，微波信號(hào)源的功率一般不穩(wěn)定，變化6%是常事，易出現(xiàn)此類事。（正常的檢定，必須用穩(wěn)定度優(yōu)于0.5%的信源。）
       這種歪曲測(cè)量?jī)x器性能的情況是偶然的嗎？不，這是用A類評(píng)定方法（不采取分割法）處理問題的必然結(jié)果，是不確定度論的本質(zhì)性的弊病，是不確定度這筆混沌帳的惡果。
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      注： 數(shù)據(jù)圖，在制圖片時(shí)有錯(cuò)位。細(xì)心的讀者，在分格的紙上，點(diǎn)出數(shù)據(jù)，易看出兩個(gè)區(qū)間的包含特性。
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"不確定度的A類評(píng)定，既包含了測(cè)量?jī)x器的性能，也包含了被測(cè)量的變化，是個(gè)混沌體."

這本來就是極正常的事，測(cè)量結(jié)果的不確定性本來就是由測(cè)量?jī)x器和被測(cè)量變化共同引起的，是個(gè)混沌體才是正常的

飛行器在天上飛，影響空氣動(dòng)力性能的有飛行器與流體間的相對(duì)速度，就必須要同時(shí)考慮空氣流動(dòng)速度和飛行器相對(duì)地面速度，這是必須的。

走走看看 發(fā)表于 2015-3-12 08:22
你的小學(xué)語文可能是江湖買藝師傅教的    話嘮

你的中學(xué)語文可能是小學(xué)體育老師教的    理解力太差

　　呵呵，我們的技術(shù)觀點(diǎn)可以完全不同甚至對(duì)立，我小學(xué)和中學(xué)的語文老師用不著您操心，我可以告訴你他們都是省、市優(yōu)秀教師，學(xué)校也是上世紀(jì)五六十年代我上學(xué)時(shí)省內(nèi)教育水平最高的，即便我的語文水平不高也是我個(gè)人的學(xué)習(xí)不好，你可以隨便攻擊我個(gè)人，但我絕對(duì)反對(duì)攻擊我的老師，我們只討論技術(shù)問題，請(qǐng)您自重，不要技術(shù)上說不清楚就節(jié)外生枝。
　　“檢定合格”當(dāng)然是檢定結(jié)果一定要在允許的指標(biāo)范圍內(nèi)！案例說“一臺(tái)微波功率計(jì)，性能指標(biāo)是準(zhǔn)確度2%，送國(guó)家計(jì)量院檢定合格”，這就是告訴我們儀器誤差檢定結(jié)果一定小于2%。但案例又說“不確定度宣貫組給這臺(tái)微波功率計(jì)評(píng)定的結(jié)果是：測(cè)量不確定度6%”，你就必須搞清楚這句話的含義。
　　既然您的語文水平高，我們先不談技術(shù)，僅語文基礎(chǔ)你就應(yīng)該明白下述道理：案例只是講宣貫組評(píng)定的是“不確定度”，并未講否定了檢定機(jī)構(gòu)的“檢定合格”結(jié)論，否定了儀器誤差檢定結(jié)果小于2%。你應(yīng)該清楚“不確定度的評(píng)定結(jié)果”并非“誤差的檢定結(jié)果”，除非你一定要混淆“評(píng)定”與“檢定”的概念，混淆“不確定度”與“誤差”的概念，但我認(rèn)為這種混淆概念的水平的確很難與語文水平高放在一起。
　　其次，從技術(shù)角度來說，你還應(yīng)搞清楚不確定度6%到底是儀器檢定結(jié)果的，還是使用該儀器檢測(cè)被測(cè)參數(shù)的。檢定結(jié)果的不確定度應(yīng)該由計(jì)量院在檢定/校準(zhǔn)證書中給出，用不著“宣貫組”評(píng)定。這是因?yàn)闄z定過程的信息只有實(shí)施檢定者自己清楚，宣貫組并不清楚。宣貫組可以從接受培訓(xùn)的有關(guān)人員對(duì)其使用微波功率計(jì)檢測(cè)微波功率的測(cè)量過程描述中獲得測(cè)量過程的信息，并根據(jù)這些信息評(píng)估測(cè)量結(jié)果的不確定度，因此我估計(jì)宣貫組評(píng)定的不確定度應(yīng)是使用儀器實(shí)施測(cè)量的不確定度。測(cè)量設(shè)備僅僅是組成測(cè)量過程的諸要素之一，評(píng)估的測(cè)量不確定度大于所用儀器的最大誤差允許值2%是正常的，達(dá)到6%并非不可能，小于2%才是值得思考的非正常現(xiàn)象。

史錦順 發(fā)表于 2015-3-12 10:36
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       本人所指GUM的測(cè)量溫度的例子是指GUM（《JCGM100：2008》）的4.4.3條，不是《JJF1059》上的例子。 ...

　　1.關(guān)于混沌之源
　　測(cè)量不確定度是測(cè)量結(jié)果的不確定度，也是測(cè)量過程的不確定度，被測(cè)對(duì)象的被測(cè)參數(shù)是什么這是關(guān)鍵，因此，不確定度評(píng)定不必區(qū)分被測(cè)量的類別。關(guān)于不確定度的A類評(píng)定方法，我贊成158樓的觀點(diǎn)。
　　2.關(guān)于混沌的主要形式
　　構(gòu)成不確定度的不是人、機(jī)、料、法、環(huán)，而是構(gòu)成測(cè)量過程的人、機(jī)、料、法、環(huán)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響給測(cè)量結(jié)果引入了不確定度分量。
　　人、法、環(huán)的影響再微小，對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響也客觀存在，測(cè)量過程的要素也并非僅僅這些因素，另外，日常測(cè)量偏離規(guī)定環(huán)境條件也時(shí)有發(fā)生，測(cè)量方法也多種多樣。使用同一測(cè)量設(shè)備采用間接測(cè)量或直接測(cè)量，絕對(duì)測(cè)量或比較測(cè)量對(duì)測(cè)量結(jié)果的不確定度影響大不相同，所用的機(jī)（測(cè)量?jī)x器）和料（被測(cè)量）也都會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。評(píng)估測(cè)量結(jié)果的不確定度理所當(dāng)然應(yīng)綜合考慮人、機(jī)、料、法、環(huán)要素引入的分量，儀器性能與被測(cè)量的變化當(dāng)然應(yīng)在考慮之列。把它們看作影響測(cè)量結(jié)果的一個(gè)整體，而不是僅盯著某個(gè)局部，不確定度評(píng)定科學(xué)地使用了“系統(tǒng)方法”，而不是“混沌”。
　　3.關(guān)于不確定度的實(shí)質(zhì)
　　不確定度論把不確定度定義為“分散性”，定義還非常明確指出是估計(jì)出來的被測(cè)量真值所在區(qū)間的“半寬”，已經(jīng)說清道明，無需再“參”。老師給的定義：“不確定度是由測(cè)量?jī)x器誤差與被測(cè)量的變化以及環(huán)境影響等共同構(gòu)成的測(cè)得值對(duì)期望值的偏離程度”，錯(cuò)就錯(cuò)在不確定度是“測(cè)得值對(duì)期望值的偏離程度”，“測(cè)得值對(duì)期望值的偏離程度”本質(zhì)上是“誤差”不是“不確定度”。把“誤差”和“不確定度”概念相混，必然會(huì)產(chǎn)生“混沌帳”的感受。在概念上我們必須有清晰和明確的“分水嶺”，分水嶺不清，長(zhǎng)江也會(huì)被混沌到誤認(rèn)為是黃河。
　　4.關(guān)于混沌導(dǎo)致的問題
　　案例1一律除以根號(hào)N的問題，我也已經(jīng)多次說了我的觀點(diǎn)。這里的N是獲得測(cè)量結(jié)果的實(shí)際測(cè)量次數(shù)，是規(guī)程/規(guī)范/標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的必須測(cè)量多少次取平均值的次數(shù)，并不是為了獲得實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差S的重復(fù)試驗(yàn)次數(shù)n。有時(shí)候某些出版物中測(cè)量結(jié)果的實(shí)際測(cè)量次數(shù)N與重復(fù)試驗(yàn)次數(shù)n使用了同一個(gè)符號(hào)n，我們必須“火眼金睛”加以識(shí)別，切不可一律認(rèn)為是n。
　　關(guān)于案例2 把被測(cè)量的變化混入測(cè)量?jī)x器指標(biāo)評(píng)定，歪曲儀器性能的問題。不確定度評(píng)定明確規(guī)定，分量評(píng)估要“既不重復(fù)也不遺漏”。測(cè)量模型中有幾個(gè)輸入量就必有幾個(gè)不確定度分量，不能多也不能少。測(cè)量模型的輸入量如果并無被測(cè)量（準(zhǔn)確地說應(yīng)該是被測(cè)對(duì)象，不是被測(cè)量），也就沒有被測(cè)對(duì)象引入的不確定度分量，測(cè)量模型中存在有關(guān)被測(cè)對(duì)象的輸入量，它就必給測(cè)量結(jié)果引入一個(gè)不確定度分量。例如示值誤差的檢定是被檢儀器示值與標(biāo)準(zhǔn)值之差Δ＝L－Ls，“輸出量”Δ的不確定度來自于被檢儀器示值L和標(biāo)準(zhǔn)值Ls兩個(gè)“輸入量”。其中L引入的分量與被檢儀器讀數(shù)有關(guān)，讀數(shù)重復(fù)性就會(huì)給Δ引入不確定度，被檢儀器的估讀誤差或分辨力也會(huì)給Δ引入不確定度，兩者相互重疊，因此應(yīng)取最大者作為L(zhǎng)引入的不確定度分量，這是合理的，并不混沌。
　　一臺(tái)進(jìn)口微波功率計(jì)準(zhǔn)確度指標(biāo)2%，送檢合格，評(píng)審組評(píng)定為擴(kuò)展不確定度8%，人們也就不敢用了。諸如此類例子，我們一定要問清楚到底是怎么回事，不能想當(dāng)然。如果評(píng)審組評(píng)定的真是檢定機(jī)構(gòu)所給檢定結(jié)果的不確定度，那就要看看評(píng)審組所用信息是否對(duì)，一般來說實(shí)施測(cè)量者對(duì)測(cè)量過程信息最清楚，檢定結(jié)果不確定度理所應(yīng)當(dāng)由檢定機(jī)構(gòu)給出，審核組不是該檢定結(jié)果的測(cè)量者，并不掌握檢定過程的信息，評(píng)定中往往有重大錯(cuò)誤。關(guān)于這個(gè)例子我在155和159樓均有說明，就不再重復(fù)。

這個(gè)看不懂啊

不確定度具體怎么計(jì)算

weijun_dl 發(fā)表于 2015-3-12 14:20
不確定度具體怎么計(jì)算

　　謝謝你的參與，這個(gè)主題帖的主題是“不確定度評(píng)定的質(zhì)疑”，討論的是不確定度的含義，討論不確定度有用無用，討論已有誤差分析理論的情況下是否還有必要讓不確定度生存下去。為了不影響這個(gè)主題帖的討論核心，關(guān)于不確定度評(píng)定的具體方法，建議你另辟一個(gè)主題帖邀請(qǐng)大家討論，相信大家也會(huì)積極參與你的主題帖討論。

weijun_dl 發(fā)表于 2015-3-12 14:20
不確定度具體怎么計(jì)算

       講解不確定度評(píng)定方法的書籍、教材很多。在百度上打“測(cè)量不確定度評(píng)定”，就可查到，且多數(shù)可以免費(fèi)下載。不可能有人在網(wǎng)上回答你。圖書館里此類書也很多。著名的有《測(cè)量不確定度》（葉德培著）、《實(shí)用不確定度評(píng)定》（倪育才著）等等。

走走看看 發(fā)表于 2015-3-12 19:51
不用分析了，評(píng)定出6%的不確定度同檢定無任何關(guān)系，同檢定結(jié)果不確定度無任何關(guān)系，送國(guó)家計(jì)量院檢定合格 ...

　　152樓是講了不確定度評(píng)定造成6%的原因，不過“這個(gè)情況的發(fā)生，不一定是評(píng)定人員的問題，而是不確定評(píng)定的痼疾”說法還是有待商榷。“不一定是評(píng)定人員的問題”是說對(duì)了，“而是不確定評(píng)定的痼疾”則說的不對(duì)。不確定度評(píng)定的方法是科學(xué)的，沒有什么“痼疾”，問題是要搞清楚審核組評(píng)定的是什么結(jié)果的不確定度。
　　你所說“評(píng)定出6%的不確定度同檢定無任何關(guān)系，同檢定結(jié)果不確定度無任何關(guān)系”也是說到了點(diǎn)子上，我相信國(guó)家計(jì)量院作為國(guó)家計(jì)量技術(shù)的權(quán)威機(jī)構(gòu)，我國(guó)計(jì)量工作中的精英集中的地方，發(fā)生檢定中的“失配”不該也不會(huì)。一句話，證明“失配”并非造成評(píng)定結(jié)果為6%的原因并不難，只需查一下計(jì)量院給出的證書中的不確定度即一目了然。
　　在前面帖子我也談到審核組不是該檢定結(jié)果的測(cè)得者，并不掌握檢定過程的信息，因此他們無法評(píng)定檢定結(jié)果的不確定度，只能評(píng)定使用該被檢儀器從事測(cè)量活動(dòng)所得測(cè)量結(jié)果的不確定度。若果真6%不是檢定結(jié)果的不確定度，就不能用它來評(píng)判檢定結(jié)果是否可信，評(píng)判被檢儀器是否合格，只能用來評(píng)判用該儀器所開展的測(cè)量活動(dòng)和測(cè)量結(jié)果是否可信，是否可靠。也就不能因這個(gè)6%的不確定度超出了被檢儀器允差2%，判定被檢儀器“性能這么差，人們就不敢用了”，也不能用它判定計(jì)量院選擇的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)“失配”。

史錦順 發(fā)表于 2015-3-11 19:00
讀過先生的幾個(gè)帖子，得知先生的思路是很清晰的。只是懷大才而為顛三倒四的不確定度論辯解，可惜 ...

對(duì)象和手段隨機(jī)變化有：被測(cè)對(duì)象穩(wěn)定不變，儀器變動(dòng)；被測(cè)對(duì)象變動(dòng)，儀器不變；被測(cè)對(duì)象和儀器都變化。前兩者暫按先生的分類稱為基礎(chǔ)測(cè)量、統(tǒng)計(jì)測(cè)量，第三種暫稱為混沌測(cè)量

經(jīng)典誤差理論對(duì)什么情況用單值σ（合理應(yīng)稱為s，s是實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差，σ為總體標(biāo)準(zhǔn)差，還是要區(qū)分的），何時(shí)用均值s，有基本規(guī)定，基礎(chǔ)測(cè)量可用均值s，統(tǒng)計(jì)測(cè)量用單值s，混沌測(cè)量要盡量避免。不研究誤差理論，但認(rèn)為這個(gè)規(guī)定沒有多少道理，測(cè)量技術(shù)提高后，基礎(chǔ)測(cè)量可能變?yōu)榻y(tǒng)計(jì)測(cè)量，使用一般的測(cè)量?jī)x器，統(tǒng)計(jì)測(cè)量亦可變?yōu)榛A(chǔ)測(cè)量，而大部分計(jì)量是混沌測(cè)量，只要沒有充分證據(jù)證明s不收斂，就可認(rèn)為重復(fù)性條件下重復(fù)測(cè)量結(jié)果符合隨機(jī)變量統(tǒng)計(jì)規(guī)律，無論是基礎(chǔ)測(cè)量、統(tǒng)計(jì)測(cè)量還是混沌測(cè)量，均可以用均值表示測(cè)量結(jié)果，均可以用均值s表示平均值的分散性，沒有道理由于測(cè)量技術(shù)提高就剝奪了隨機(jī)變量使用均值s的權(quán)利。

GUM 4.4.3均值s（均）的意義是在重復(fù)性測(cè)量條件下，測(cè)量至少10組數(shù)據(jù)，每組測(cè)量個(gè)數(shù)同前s（均）除以根號(hào)n的n相同，求10組數(shù)每組的平均值，平均值的s（均1）（此處不除以根號(hào)10-1）同s（均）是一致的，s（均）反應(yīng)的是10組平均值的分散性，s（均）是s（均1）的無偏估計(jì)。

任何s收斂的隨機(jī)變量的s（均）的極限均為0，不只是統(tǒng)計(jì)測(cè)量。

csln 發(fā)表于 2015-3-13 10:42
對(duì)象和手段隨機(jī)變化有：被測(cè)對(duì)象穩(wěn)定不變，儀器變動(dòng)；被測(cè)對(duì)象變動(dòng)，儀器不變；被測(cè)對(duì)象和儀器都變化。前 ...

       用貝塞爾公式算出的西格瑪，是單值的西格瑪，它的數(shù)學(xué)期望是常數(shù)，在測(cè)量次數(shù)大的情況下，與測(cè)量次數(shù)無關(guān)。它是統(tǒng)計(jì)變量的分散性的表征量。因此，統(tǒng)計(jì)測(cè)量要用單值的西格瑪。這是對(duì)象的問題，不可用增加測(cè)量次數(shù)的方式使其縮小。必須正視它、保持其本來面目。有多大算多大。
        除以根號(hào)之后的西格瑪，是平均值的西格瑪，它的數(shù)學(xué)期望是零，它與測(cè)量次數(shù)有關(guān)，不能當(dāng)統(tǒng)計(jì)變量的分散性的表征量。如果用它當(dāng)統(tǒng)計(jì)變量的表征量，則有很大分散性的統(tǒng)計(jì)變量，當(dāng)測(cè)量次數(shù)很大很大時(shí)，分散性也趨近零，這是改變對(duì)象的客觀性質(zhì)，是錯(cuò)誤的。
       經(jīng)典誤差理論的適用場(chǎng)合是常量測(cè)量。測(cè)得值的分散性由測(cè)量?jī)x器的隨機(jī)誤差引起，儀器的問題是手段問題，手段是可以改善的，多次測(cè)量取平均，則平均值的分散性等于西格瑪除以根號(hào)N，它的期望值是零，表明測(cè)量次數(shù)越多，手段的改善越多。這是合理的。
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       關(guān)于單值的西格瑪是隨機(jī)變量的特性，網(wǎng)上有陳成仁的見解，請(qǐng)看如下二照片。上圖是講課標(biāo)題；下圖是有關(guān)內(nèi)容。-

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         進(jìn)口的微波功率計(jì)的指標(biāo)是準(zhǔn)確度2%，經(jīng)國(guó)家計(jì)量院檢定合格，使用者該按此指標(biāo)應(yīng)用，應(yīng)該知道，2%是基本誤差范圍。測(cè)量信號(hào)源的功率，測(cè)得值的誤差，除基本誤差，還有失配誤差。失配誤差范圍等于功率計(jì)的反射系數(shù)模值與信號(hào)源的反射系數(shù)模值乘積的2倍。這是微波功率測(cè)量的常識(shí)。
       進(jìn)口的2%微波功率計(jì)，其駐波系數(shù)1.1以下，當(dāng)信號(hào)源的駐波系數(shù)在1.1以下時(shí)（標(biāo)準(zhǔn)源可滿足），功率測(cè)量的適配誤差范圍是0.5%，可略。
       國(guó)產(chǎn)的5%微波功率計(jì)，其駐波系數(shù)1.2以下，當(dāng)信號(hào)源的駐波系數(shù)在1.2以下時(shí)（較好信號(hào)源源可滿足），功率測(cè)量的失配誤差范圍是1 %，可略。
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       測(cè)量一般的信號(hào)源的功率，要在功率計(jì)基本誤差上附加失配誤差。
       如果2%的功率計(jì)的駐波系數(shù)是1.1，當(dāng)信號(hào)源的駐波系數(shù)是2時(shí)，失配誤差約3.3%
       如果2%的功率計(jì)駐波系數(shù)是1.2，當(dāng)信號(hào)源的駐波系數(shù)是2時(shí)，失配誤差約7%
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       以上是1993年前，對(duì)微波功率測(cè)量誤差的表征方式。基本思路是功率計(jì)的問題與信號(hào)源的問題區(qū)分開。這就是符合手段（功率計(jì)）與對(duì)象（信號(hào)源）區(qū)分原則的處理辦法，很清晰。
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       不確定度的評(píng)定，用于功率計(jì)誤差的處理上，不清楚信號(hào)源有多大的波動(dòng)性，測(cè)量10個(gè)數(shù)就按A類不確定度評(píng)定，得知信號(hào)源的駐波系數(shù)就算上失配誤差，這樣合成的不確定度僅僅對(duì)所面對(duì)的這一臺(tái)信號(hào)源可能有用，而不是評(píng)定了微波功率計(jì)的性能。如果是針對(duì)某一工號(hào)，對(duì)應(yīng)特定的信號(hào)源，檢查組的評(píng)定結(jié)果8%（上次我誤寫成6%，后來查原帖是8%），是特定條件下的特定數(shù)值，沒有異議。問題是，網(wǎng)友反映的問題是說這臺(tái)功率計(jì)是本廠的最高水平，檢查與評(píng)定都是當(dāng)作本廠的最高判別標(biāo)準(zhǔn)來看待的（計(jì)量檢查組管的是計(jì)量，不是某個(gè)具體任務(wù)）。因此，檢查組的8%的評(píng)定，是以偏代全的錯(cuò)誤評(píng)定。這就造成了一些用戶對(duì)該功率計(jì)的誤解，不愿用是正常的。不確定度評(píng)定畫蛇添足，沒事找事。
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　　用貝塞爾公式算出的σ，是單值的σ，它的數(shù)學(xué)期望是常數(shù)，在測(cè)量次數(shù)足夠大的情況下，再增加測(cè)量次數(shù)影響已經(jīng)甚微，只有在此時(shí)才可以說 σ　“與測(cè)量次數(shù)無關(guān)”。
　　σ是統(tǒng)計(jì)變量的分散性的表征量。當(dāng)把n次測(cè)量作為某測(cè)量方法的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)時(shí)，它可以表達(dá)常量測(cè)量所用測(cè)量方法“隨機(jī)誤差”，表述單次測(cè)量結(jié)果的隨機(jī)誤差，還可以表述對(duì)被測(cè)量真值估價(jià)的存在區(qū)間半寬，表述單次測(cè)量結(jié)果的一個(gè)不確定度分量。當(dāng)對(duì)n個(gè)被測(cè)樣品進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析時(shí)，視為對(duì)一個(gè)“統(tǒng)計(jì)量”的一次統(tǒng)計(jì)測(cè)量，此時(shí)的算術(shù)平均值是這個(gè)統(tǒng)計(jì)量的一次測(cè)量結(jié)果”。
　　所謂“統(tǒng)計(jì)量”無非是在測(cè)量中不斷變化的量，或者說隨時(shí)間變化而隨機(jī)變化的量，因此不能再用某個(gè)“時(shí)刻”的測(cè)得值作為其測(cè)量結(jié)果。必須大量取樣，例如取某個(gè)“時(shí)間段”的測(cè)得值的平均值作為其量值測(cè)量結(jié)果。即“統(tǒng)計(jì)量”的測(cè)量結(jié)果不能用單次測(cè)量結(jié)果而必須用多個(gè)樣品測(cè)量結(jié)果的平均值作為測(cè)量結(jié)果。此時(shí)n次重復(fù)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果被視為n個(gè)樣品的多個(gè)測(cè)量結(jié)果，σ也就變成表述這個(gè)統(tǒng)計(jì)量的這次測(cè)量結(jié)果（平均值）的所在區(qū)間半寬，是這個(gè)以平均值作為該“統(tǒng)計(jì)量”測(cè)量結(jié)果的“隨機(jī)誤差”了。它已是一個(gè)統(tǒng)計(jì)量通過n個(gè)樣本統(tǒng)計(jì)測(cè)量得到的測(cè)量結(jié)果的隨機(jī)誤差，所以也就不能再除以根號(hào)n。
　　我前面說過世界上根本就不存在常量測(cè)量和統(tǒng)計(jì)量測(cè)量之說，它們其實(shí)就是“測(cè)量”，任何被測(cè)量都是隨時(shí)間的變化而變化的，常量與統(tǒng)計(jì)量只不過單位變化量的大小不同而已，常量和統(tǒng)計(jì)量是相對(duì)的，這種“統(tǒng)計(jì)測(cè)量”的測(cè)量方法只需反映在該“統(tǒng)計(jì)量”的測(cè)量模型中，不確定度評(píng)定時(shí)針對(duì)其測(cè)量模型進(jìn)行，不需再考慮常量測(cè)量還是統(tǒng)計(jì)量測(cè)量的問題，而直接按JJF1059.1規(guī)定的方法評(píng)定即可。
　　所謂測(cè)量系統(tǒng)的性能表達(dá)形式測(cè)量不確定度/準(zhǔn)確度等級(jí)/最大允許誤差只不過是個(gè)“三選一”的要求，知道其定量化的最大允許誤差就應(yīng)該首選，其次選擇定性化的指標(biāo)準(zhǔn)確度等級(jí)，連定性化指標(biāo)都不知道時(shí)就只有選擇由該測(cè)量系統(tǒng)給測(cè)量結(jié)果引入的不確定度了，盡管不確定度屬于測(cè)量結(jié)果不屬于測(cè)量系統(tǒng)，但由測(cè)量系統(tǒng)的性能引入，也可以側(cè)面反映測(cè)量系統(tǒng)的性能了，所以雖“不是”但可“視為”測(cè)量系統(tǒng)的“技術(shù)指標(biāo)”。

規(guī)矩灣錦苑 發(fā)表于 2015-3-13 17:08
　　用貝塞爾公式算出的σ，是單值的σ，它的數(shù)學(xué)期望是常數(shù)，在測(cè)量次數(shù)足夠大的情況下，再增加測(cè)量次數(shù)影 ...

       你不懂頻率測(cè)量與計(jì)量，對(duì)隨機(jī)變量的想法與處理方法，就顯得太幼稚也太笨了。早在1966年，美國(guó)人阿侖提出一套辦法，統(tǒng)稱阿侖方差。除提出避免“發(fā)散困難”的統(tǒng)計(jì)方法外，還提出“采樣頻率”的重要概念。“秒采樣”的頻率等于相位的微商在1秒時(shí)段中的積分再除以2π。并定義采樣周期等于采樣時(shí)間（連續(xù)采樣），每?jī)蓚€(gè)為一組，測(cè)量100組。按公式計(jì)算阿侖方差。此稱秒穩(wěn)定度。當(dāng)今國(guó)際宇航界用的是5毫秒采樣到20毫秒采樣的頻率穩(wěn)定度。由于概念明確、定義嚴(yán)格，阿侖方差被全世界宇航界、守時(shí)定位界、頻率測(cè)量計(jì)量界廣泛采用。有力地抵制了糊里糊涂的不確定度。你連常量測(cè)量與統(tǒng)計(jì)變量測(cè)量的區(qū)分都弄不清楚，不談也罷。自己找點(diǎn)有關(guān)的書 看看吧。

“檢查組的8%的評(píng)定，是以偏代全的錯(cuò)誤評(píng)定。這就造成了一些用戶對(duì)該功率計(jì)的誤解，不愿用是正常的。"

如果因?yàn)椴淮_定度評(píng)定造成誤解，進(jìn)而不愿用功率計(jì)，還真是幸事，沒有不確定度評(píng)定，真就什么時(shí)候都當(dāng)2%用，如果這是一個(gè)重要單位，終有一天會(huì)惹出滔天大禍，這個(gè)不確定度評(píng)定太必要了。

　　是的，我承認(rèn)不懂頻率測(cè)量與計(jì)量，但常量與隨機(jī)變量我還是能區(qū)分。我們不必講大道理，其實(shí)常量也是隨時(shí)間的變化而變化的量，只不過變化緩慢罷了，因此我說常量和隨機(jī)變量是相對(duì)的。
　　我不懂“秒穩(wěn)定度”，也不懂為什么要“用5毫秒采樣到20毫秒采樣的頻率穩(wěn)定度”。我覺得對(duì)常量測(cè)量時(shí)，相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)任意時(shí)間段的測(cè)量結(jié)果都可以代表這個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間段被測(cè)量的值，但也不能說這個(gè)被測(cè)對(duì)象永遠(yuǎn)都這么大。對(duì)隨機(jī)變量的測(cè)量必須限定一個(gè)更微小的時(shí)間段取樣，測(cè)得值也只能代表非常短時(shí)間段的樣本量值，要獲得較長(zhǎng)時(shí)間段有代表性的測(cè)量結(jié)果，就必須對(duì)這個(gè)時(shí)間段內(nèi)許許多多個(gè)樣本測(cè)量并取平均值，到底如何取樣，也就涉及了我所理解的“采樣頻率”的問題。這是我對(duì)“采樣頻率”的淺顯理解，如有不對(duì)請(qǐng)老師指教。
　　“檢查組的8%的評(píng)定”并不能說明檢查組“以偏代全”，也許這個(gè)不確定度8%并不是功率計(jì)檢定結(jié)果的不確定度，而是使用允差2%的功率計(jì)檢測(cè)功率的測(cè)量方法的不確定度。使用儀器進(jìn)行測(cè)量的不確定度不是該儀器檢定結(jié)果的不確定度，據(jù)此判定儀器不合格和不愿用是荒謬的。
　　“沒有不確定度評(píng)定，真就什么時(shí)候都當(dāng)2%用”是對(duì)檢定結(jié)果可信性的盲從。如果一個(gè)檢定機(jī)構(gòu)檢定結(jié)果小于2%，但其檢定方案的不確定度大于2%/3，違背了U≤MPEV/3的基本規(guī)定，雖然檢定機(jī)構(gòu)判定被檢功率計(jì)合格，也是不值得采信的。我們必須要求檢定機(jī)構(gòu)更換檢定方法，或更換一家檢定方法滿足1/3原則的檢定機(jī)構(gòu)重新檢定。不確定度不是用來評(píng)判被檢對(duì)象是否合格的指標(biāo)，而是用來評(píng)判測(cè)量結(jié)果（檢定結(jié)果）是否值得采信的指標(biāo)，用8%的不確定度評(píng)定結(jié)果評(píng)判被檢功率計(jì)不合格是概念混淆，錯(cuò)用了不確定度。

規(guī)矩灣錦苑 發(fā)表于 2015-3-13 20:50
　　是的，我承認(rèn)不懂頻率測(cè)量與計(jì)量，但常量與隨機(jī)變量我還是能區(qū)分。我們不必講大道理，其實(shí)常量也是隨時(shí) ...

   
【規(guī)矩灣觀點(diǎn)】      
       對(duì)隨機(jī)變量的測(cè)量必須限定一個(gè)更微小的時(shí)間段取樣，測(cè)得值也只能代表非常短時(shí)間段的樣本量值，要獲得較長(zhǎng)時(shí)間段有代表性的測(cè)量結(jié)果，就必須對(duì)這個(gè)時(shí)間段內(nèi)許許多多個(gè)樣本測(cè)量并取平均值，到底如何取樣，也就涉及了我所理解的“采樣頻率”的問題。這是我對(duì)“采樣頻率”的淺顯理解，如有不對(duì)請(qǐng)老師指教。
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【史評(píng)】        
       初看起來，你這段話沒錯(cuò)。但其基本思路還是著眼點(diǎn)在“取平均值”上。而一旦取平均值，按你的思路就要用平均值的西格瑪即σ(平)來表達(dá)，這就錯(cuò)了。分歧不在對(duì)量值本身取不取平均值，而在于表達(dá)分散性的表征量是σ還是σ(平)。由于測(cè)頻規(guī)定取100次，是否除以根號(hào)N，σ與σ(平)之間相差10倍，該用哪個(gè)是必須分清的。
       按經(jīng)典的誤差理論，測(cè)量N次，量值取平均值，則隨機(jī)誤差就必須用σ(平)，而不能用σ。經(jīng)典誤差理論處理的是常量測(cè)量問題，隨機(jī)誤差是測(cè)量?jī)x器引起的，是手段問題，手段是可以并且應(yīng)當(dāng)改善的。多次測(cè)量取平均值之目的與效果就是減小隨機(jī)誤差，因此除以根號(hào)N，即用σ(平)來表達(dá)平均值的分散性是正確的。
       隨機(jī)變量的測(cè)量，處理的對(duì)象是隨機(jī)變量。就測(cè)量的實(shí)際情況來說，是準(zhǔn)隨機(jī)變量，就是說，被測(cè)量?jī)H有5%以下的變化。測(cè)量計(jì)量理論不能處理變化10%以上的變量，因?yàn)闇y(cè)量計(jì)量理論要用微分，是忽略二階小量的。變化量大于10%，在測(cè)量計(jì)量的實(shí)踐中，遇不到。
       對(duì)隨機(jī)變量的測(cè)量，簡(jiǎn)稱統(tǒng)計(jì)測(cè)量。統(tǒng)計(jì)測(cè)量的著眼點(diǎn)是每個(gè)采樣值。頻率測(cè)量的采樣值的定義要求必須指明采樣時(shí)間。“秒采樣頻率”的采樣時(shí)間是1秒，測(cè)量100個(gè)值，每個(gè)值的采樣時(shí)間必須都是一秒。“10毫秒采樣頻率”的采樣時(shí)間是10毫秒，測(cè)量100個(gè)值，每個(gè)值的采樣時(shí)間必須都是10毫秒。所謂頻率的“秒穩(wěn)定度”就是指測(cè)得的100個(gè)秒采樣頻率的分散性；與平均值沒有關(guān)系。取不取平均值，分散性都是σ，而不是σ(平)。
      為什么統(tǒng)計(jì)測(cè)量的表征量是σ而不是σ(平)呢？
      第一，σ的數(shù)學(xué)期望是常數(shù)，測(cè)量次數(shù)N越大，σ越穩(wěn)定，越接近一個(gè)常數(shù)。而σ(平)的數(shù)學(xué)期望是零，測(cè)量次數(shù)N越大，σ(平)越小，直到零。σ(平)的這個(gè)特點(diǎn)，和統(tǒng)計(jì)變量分散性一定存在的事實(shí)相違，故而不能當(dāng)表征量。
      第二，隨機(jī)變量的分散性是對(duì)象，是客觀存在，必須如實(shí)地表達(dá)，而不可將其縮小。
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      現(xiàn)在國(guó)際頻率界用的不是單值的σ，而是阿侖偏差，其本質(zhì)是單值的西格瑪。我在1980年提出的“自偏差”，與阿侖偏差僅差一個(gè)常數(shù)根號(hào)2。“阿侖偏差”“自偏差”都接近于σ，而與σ(平)沒有關(guān)系。
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