本帖最后由 史錦順 于 2015-11-3 09:36 編輯
- 正確處理系統(tǒng)誤差 - 史錦順 - 先生說(shuō):“把系統(tǒng)誤差的定義發(fā)過(guò)來(lái)看一下”。況且您的帖子又受到網(wǎng)站管理者的賞識(shí),成為推薦帖了。 好,服從命令,發(fā)兩個(gè)關(guān)于系統(tǒng)誤差的定義。 - 一、《誤差理論與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理》一書(shū)關(guān)于系統(tǒng)誤差的定義(馮師顏,科學(xué)出版社,1964p6) 1. 系統(tǒng)誤差或恒定誤差 “在測(cè)量中未發(fā)覺(jué)或未確認(rèn)的因子所引起的誤差”。“儀器不良,如刻度不準(zhǔn),砝碼未校正等;周?chē)h(huán)境,如外界溫度壓力濕度等;個(gè)人習(xí)慣與偏向,如讀數(shù)常偏高或偏低等引起的誤差。此種誤差在同一物理量的測(cè)定中為一定。 - 從馮教授給出定義的題目,清楚表明,系統(tǒng)誤差與恒定誤差等價(jià),或者說(shuō)系統(tǒng)誤差就是恒定誤差。在一組幾十次短暫的重復(fù)測(cè)量中,變化的就是隨機(jī)誤差,保持定值的就是系統(tǒng)誤差。重復(fù)性的表達(dá)是用貝塞爾公式求出的標(biāo)準(zhǔn)偏差,標(biāo)準(zhǔn)偏差絕不可能包含未定系統(tǒng)誤差。這是測(cè)量學(xué)的嚴(yán)肅的問(wèn)題。馬馬虎虎地認(rèn)為“重復(fù)性”包括了未定系統(tǒng)誤差,是測(cè)量者的嚴(yán)重錯(cuò)誤。這是絕不允許的。你自己學(xué)術(shù)上不仔細(xì)考究,又受到GUM等的毒害,別人給你指出 ,你還要堅(jiān)持,錯(cuò)下去,就是你自己的責(zé)任了。 - 你所引的關(guān)于系統(tǒng)誤差的定義,大致如《JJF1001-2011》所講。 - 二、《JJF1001-2011》關(guān)于系統(tǒng)誤差的定義 5.4 系統(tǒng)誤差(VIM2.17) 在重復(fù)測(cè)量中保持不變或按可預(yù)見(jiàn)方式變化的誤差分量。 - 很明顯,這個(gè)定義,明確地指出在重復(fù)測(cè)量中不變的誤差是系統(tǒng)誤差。這是主流,是常見(jiàn)的,是絕大多數(shù)。在我四十年的測(cè)量計(jì)量生涯中,用過(guò)的測(cè)量?jī)x器、檢定過(guò)測(cè)量?jī)x器幾百種,系統(tǒng)誤差都是定值的。個(gè)別是可預(yù)見(jiàn)的變化,例如晶體振蕩器的老化率,但那對(duì)儀器指標(biāo)的影響要很長(zhǎng)時(shí)間(例如一個(gè)月)后才能顯出變化;在重復(fù)測(cè)量的幾分鐘內(nèi)不可能有作用。(一般測(cè)量?jī)x器要保證一年的指標(biāo)。儀器一年的漂移量?jī)H能是儀器誤差范圍的幾分之一。重復(fù)測(cè)量時(shí)間內(nèi)的漂移量小于儀器指標(biāo)的萬(wàn)分之一。)就是說(shuō),把系統(tǒng)誤差就看做是恒值誤差,是完全可以的;而扯進(jìn)后一半,脫離實(shí)際,只能造成討論與認(rèn)識(shí)的障礙。 - 三、 不能把“未定系統(tǒng)誤差”當(dāng)作“隨機(jī)誤差”處理 你認(rèn)為在重復(fù)性中包含了未定系統(tǒng)誤差,就是把系統(tǒng)誤差錯(cuò)誤地當(dāng)成隨機(jī)誤差。我認(rèn)為,此類(lèi)錯(cuò)誤,不是你個(gè)人的問(wèn)題,是GUM的不確定度論的錯(cuò)誤影響。
1 GUM否定誤差理論對(duì)測(cè)量誤差的分類(lèi) 在重復(fù)測(cè)量中,有的誤差快速隨機(jī)變化,這就是隨機(jī)誤差。有的誤差不變,是個(gè)定值,這就是系統(tǒng)誤差,按馮師顏教授講解的經(jīng)典誤差理論,也可叫它為“恒值誤差”。兩種不同誤差的存在,是客觀事實(shí)。這在計(jì)量部門(mén)極易觀測(cè)。用待考核的測(cè)量?jī)x器甲來(lái)測(cè)量一臺(tái)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的誤差范圍比甲儀器的誤差范圍小到可以忽略(1/10甚至1/10000),計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)稱(chēng)值即可視為真值。甲儀器的示值M減標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)稱(chēng)值B,就是甲儀器的誤差。測(cè)量100個(gè)值。平均值為M(平),β=M(平)-B就是系統(tǒng)誤差,而ξi =Mi-M(平)就是隨機(jī)誤差。系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差是客觀存在,分類(lèi)也符合邏輯學(xué)的分類(lèi)規(guī)律。至于名稱(chēng),系統(tǒng)誤差可以稱(chēng)作恒值誤差;而原來(lái)的偶然誤差現(xiàn)在稱(chēng)為隨機(jī)誤差是很科學(xué)的。 我認(rèn)為,合理的誤差分類(lèi),該分為恒值誤差與變值誤差。恒值誤差是系統(tǒng)誤差;而變值誤差包括有規(guī)變化和隨機(jī)變化。隨機(jī)變化部分稱(chēng)隨機(jī)誤差;有規(guī)變化部分,就叫有規(guī)變化誤差。有規(guī)變化誤差不多見(jiàn),專(zhuān)門(mén)處理。這樣更符合邏輯學(xué)的分類(lèi)原則(按性質(zhì)區(qū)分),處理也方便。 - 不確定度論,不承認(rèn)系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的分類(lèi),只許說(shuō)系統(tǒng)因素的影響與隨機(jī)因素的影響。按作用(影響)分類(lèi),是正常的;誰(shuí)說(shuō)得清兩種說(shuō)法有啥區(qū)別。奇怪的是不承認(rèn)有系統(tǒng)誤差,卻把“系統(tǒng)誤差已修正”當(dāng)成不確定度評(píng)定的前提。真是奇怪的邏輯。 為了推行“方和根法”,竟胡說(shuō)“系統(tǒng)誤差已修正”。測(cè)量計(jì)量中確實(shí)有修正,但僅限于砝碼、量塊等單值量具。在整個(gè)測(cè)量計(jì)量界,超不過(guò)十分之一。原子頻標(biāo)可以修正,但時(shí)頻界卻不修正(馬鳳鳴:《時(shí)間頻率計(jì)量》p164)。合格,就按準(zhǔn)確度指標(biāo)應(yīng)用,不合格,就不準(zhǔn)應(yīng)用。有一種說(shuō)法,說(shuō)差得多,要修正。差得多,不合格,理應(yīng)淘汰。修正是不當(dāng)選擇。 計(jì)量溯源的主渠道是檢定,檢定證書(shū)只有合格證明,不給具體修正值,因此大量被檢儀器不能修正。 中國(guó)不久前才興起的“校準(zhǔn)”(我退休18年多了,沒(méi)趕上),要給出修正值。似乎解決了“修正”的問(wèn)題。其實(shí)是有名無(wú)實(shí)。試想:給出的校準(zhǔn)證書(shū)(包括見(jiàn)到的幾份美國(guó)、日本的證書(shū)),不過(guò)是十幾個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。而一臺(tái)測(cè)量?jī)x器,少則幾千多則幾十萬(wàn)測(cè)量點(diǎn),那幾個(gè)修正值,杯水車(chē)薪。因此對(duì)測(cè)量?jī)x器,談修正,是句空話。GUM要求修正,不過(guò)是幾個(gè)脫離實(shí)際的書(shū)生的空想,通常的測(cè)量者,無(wú)法搞修正。 從通用測(cè)量?jī)x器來(lái)說(shuō),電子秤、卡尺、電壓表,應(yīng)用者誰(shuí)會(huì)去搞修正?合格就按指標(biāo)用,不合格就淘汰;修正,耽誤事!交易場(chǎng)合,能修正嗎?賣(mài)主修正,買(mǎi)主認(rèn)可嗎?生產(chǎn)領(lǐng)域,能讓測(cè)試工搞修正嗎?不能。 高精尖的測(cè)量,例如宇航測(cè)量,能搞修正嗎?不能。你修正過(guò)的數(shù)據(jù),軍代表、工號(hào)責(zé)任人信你嗎?一句話,你單位沒(méi)有夠格的測(cè)量條件,就取消承擔(dān)任務(wù)的資格。我干過(guò)二十年的宇航測(cè)量設(shè)備的指標(biāo)檢驗(yàn)、計(jì)量、測(cè)試工作。一個(gè)數(shù)我都不修正。通常的測(cè)量計(jì)量工作,我從來(lái)也都不搞修正。我認(rèn)為,合格的儀器,用不著修正;不合格的儀器,必須淘汰,不該修正。 GUM的一律“修正”說(shuō),第一不符合實(shí)際;第二,對(duì)具體工作是誤導(dǎo)。而把“已修正”當(dāng)成建立理論的前提,那就是顛倒了理論與客觀實(shí)際的關(guān)系,是根本性的認(rèn)識(shí)論的錯(cuò)誤。 - 2 把未定系統(tǒng)誤差當(dāng)成隨機(jī)誤差處理是錯(cuò)誤的 。 系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差本質(zhì)不同,必須嚴(yán)格地區(qū)分,不能混淆。 以GUM為代表的不確定度論(包括1980年以后的部分誤差理論書(shū)籍),把未定系統(tǒng)誤差看成同隨機(jī)誤差性質(zhì)相近,進(jìn)而把未定系統(tǒng)誤差當(dāng)成隨機(jī)誤差處理,這是不對(duì)的。 已定系統(tǒng)誤差、未定系統(tǒng)誤差,都是系統(tǒng)誤差,都是在重復(fù)測(cè)量中不變的誤差,都是恒值。合成誤差時(shí),如果是兩項(xiàng)系統(tǒng)誤差合成,求二項(xiàng)和的平方的根,二項(xiàng)和的平方的展開(kāi)式的交叉項(xiàng),是不能忽略的,而且交叉系數(shù)要取1,這就是等于絕對(duì)值之和。因此,誤差合成時(shí)的兩三項(xiàng)大的系統(tǒng)誤差,要進(jìn)行絕對(duì)值合成。(詳見(jiàn)拙文《論交叉系數(shù)》、《史氏測(cè)量計(jì)量學(xué)說(shuō)》第四章修改稿。) -
|