誰是“測量結果（測得值、校準結果）”、“測量誤差”...

何必 發表于 2015-12-8 21:19
說實在話，我之前也沒有細分這兩者差別的思想！看到論壇上njlyx老師這樣表述過，在與我們單位的一位計量 ...

　　嚴格來說，測量方案的不確定度、測量操作過程的不確定度、測量結果的不確定度可視為相等，測量方案的不確定度和測量操作過程的不確定度可當作測量結果的不確定度使用。但反過來用測量結果的不確定度當作測量方案或測量操作過程的不確定度使用則有不妥。
　　因為測量方案的不確定度使用了所用測量設備最大允差信息進行評估，測量結果的不確定度則使用所用測量設備的具體計量特性信息（證書給定的信息）進行評估，前者明顯大于后者。不確定度用大者代替小者有益于測量工程的安全性，用小者代替大者對測量工程安全性有害，將增加測量過程的風險，因此不贊成不確定度用小者代替大者的代用。在不確定度評定中同一個輸入量引入的不確定度分量如果同時使用了A類評定和B類評定兩種方法，得到了兩個不確定度分量應取大舍小，也是這個道理，目的都是為了確保測量工程的安全性。

規矩灣錦苑 發表于 2015-12-8 20:40
　　我前面說過輸入量的誤差是產生輸出量不確定度的“因”，一個輸入量的誤差就產生一個不確定度分量，沒 ...

先說清楚，確實沒細看您在本貼中全部的討論。就您的回復來看，標準器的重復性確實包含在允許誤差中，但注意一次測量的重復性包括被測對象、測量方法、人員操作、環境和標準器的，其它四方面的重復性一般遠大于標準器的。

njlyx 發表于 2015-12-8 20:27
現行的“測量不確定度”包含“測量操作”的不確定和“被測對象”的不確定，這應該不是本人的“非要”！  ...

時間關系沒去復制您的原文，曲解了您的觀點非常抱歉。但我要表達的重點是一次測量的測量不確定度由五大要素或者10大來源共同產生，沒必要去區分，真要區分也是按現在公認的五大要素或10大來源來區分。就像您說的“量值不確定度”，怎么獲得？我大膽推測一下，也要通過測量來獲得吧，然后這次測量您又分成測量技術的和量值不確定度2號，然后要獲得2號，又通過測量來獲得，得到測量技術2號和量值不確定度3號…………
補充：    五要素：人員、計量器具、方法、環境、被測對象。
       10大來源（后面3個是專家加的，便于理解，實際是包括在前面10項中）：
1、對被測量的定義不完整或不完善；
2、復現被測量定義的方法不理想 ；
3、測量所取樣本的代表性不夠 ；
4、對測量過程受環境影響的認識不周全，或對環境條件的測量與控制不完善 ；
5、對模擬式儀器的讀數存在人為偏差 ；
6、儀器計量性能上的局限性（最大允許誤差、靈敏度、分辨力、穩定性、死區等） ；
7、賦予測量標準和標準物質的標準值的不準確 ；
8、引用常數或其它參量的不準確 ；
9、與測量原理、測量方法和測量程序有關的的近似性或假定性；
10、在相同的測量條件下，被測量重復觀測值的隨機變化 ；
11、對一定系統誤差的修正不完善 ；
12、測量列中的粗大誤差因不明顯而未剔除 ；
13、按照約定進行的數據修約。

何必 發表于 2015-12-8 21:19
說實在話，我之前也沒有細分這兩者差別的思想！看到論壇上njlyx老師這樣表述過，在與我們單位的一位計量 ...

對的，“測量”在科學中的 重要性就不說了，一次測量就是一個完整的過程，沒必要分開也不能分開。

規矩灣錦苑 發表于 2015-12-8 22:39
　　您的案例被測對象是45個人的平均身高，測得值（測量結果）為h0=170.05cm，按直接測量法可寫出測量模 ...

您這屬于會找事不會解決問題的，njlyx先生給您的條件很充分了，還要再給什么有用信息，您是講過很多年課的老師、論壇里版主專家，提出問題前怎么不想好怎么解決，要是下棋走一步看一步還不直接讓人KO了

您沒明白njlyx先生題目的用意，揣測一下，錯了請njlyx先生指正，是想讓您評定一下這個測量中被測對象學生身高在測量不確定度中的分量是什么，您怎么考慮

給您個答案，您參考一下   假定測高儀測量不確定度遠小于0.1cm， 測量結果為   全班平均身高 ： 170.05cm   U95=2.00cm

規矩灣錦苑 發表于 2015-12-8 22:39
　　您的案例被測對象是45個人的平均身高，測得值（測量結果）為h0=170.05cm，按直接測量法可寫出測量模 ...

前貼已說明：測高儀的性能指標請您適當設定。

還要些什么“信息”才能報告“測量結果”呢？也請您適當假定一個可以報告“測量結果”的條件吧。

csln 發表于 2015-12-9 09:30
您這屬于會找事不會解決問題的，njlyx先生給您的條件很充分了，還要再給什么有用信息，您是講過很多年課 ...

【假定測高儀測量不確定度遠小于0.1cm， 測量結果為   全班平均身高 ： 170.05cm   U95=2.00cm】

“假定測高儀測量不確定度遠小于0.1cm”或是合理的，相應的，此“測高儀”測量身高時的“測量誤差”相對于“x班同學身高散布”而言近似可以忽略不計——那么，“U95=2.00cm”是什么“含義”呢？

“x班同學”總計全體就是45名，【平均身高 = 170.05cm】是這45名同學全體身高測得值的“平均值”，并不存在“樣本均值”與“總體均值”的“可能差異”。如果要給出一個“x班同學平均身高”的“測量不確定度”，那它就應該是一個主要由“測高儀的那個遠小于0.1cm的‘（儀器）測量不確定度’”決定的“數值”，如假定【測高儀的‘（儀器）測量不確定度’=0.1cm[95%]】，則“測量結果”報告很可能應該是

“x班同學”的“平均身高 ”= 170.05cm，U95=0.09cm；
“x班同學”的“身高散布標準偏差 ” s=10.15cm。

或者是

“x班同學”的“身高 ”= 170.1cm，U95=20.3cm。

這個“U95=20.3cm”主要是反映了“x班同學身高的自身‘散布’范圍”，“測量誤差”的“貢獻”微乎可略。將它稱之為【x班同學身高的‘不確定度’】或比稱為【x班同學身高的‘測量不確定度’】更貼切一點。

thearchyhigh 發表于 2015-12-9 08:43
時間關系沒去復制您的原文，曲解了您的觀點非常抱歉。但我要表達的重點是一次測量的測量不確定度由五大要 ...

對如此“全面”的影響因素，應該有適當的“專業”分工，各司其職才可能“評估”的比較“恰當”。

專業的“計量測試人員”宜專業負責與“測量技術”相關的部分。

njlyx 發表于 2015-12-9 12:00
【假定測高儀測量不確定度遠小于0.1cm， 測量結果為   全班平均身高 ： 170.05cm   U95=2.00cm[/backcolo ...

規版的置疑是正確的，您這個例子條件不充分,主要是測量重復性未知，當然您那三句有顏色的話的定性是對的（定量由于需要計算不好說）。數學模型h(均)＝(h1+h2+……+h45)/45。要知道h(均）的不確定度，要由u(h1)~u(h45)合成，而u(hi)的不確定度包括（測量重復性[對同一個人測量10次得到]，測高儀的計量特性），最后合成時，由于有相關性，還需要算相關系數……
開始假定：測高儀MPE0.1cm，測量方法及人員操作到位，重復性為零。
可知U(h1)=U(h2)=...=U(h45)=0.1cm，k=1.732。由于各分量都由測高儀供獻，相關系數為1，各分量合成時直接求合，各分量靈敏度系數為1/45。
可得U（h(均)）＝(U（h1）+U(h2)+...U（h45）)/45=0.1cm,k=1.732。
所以 ，x班同學”的“平均身高 ”= 170.05cm，U=0.1cm，k=1.732。此不確定度的意義僅表示，X班同學的平均身高測量結果的分散范圍，也就是說您再測量或多次測量X班同學的平均身高得到的結果的可能范圍是169.95~170.15cm。

另外去計算各同學身高的散布標準差，是另外的問題了，如您測量一個6邊形（完全不等邊）的周長，L＝L1+..L6，L1~L6之間的散布有什么用？，再簡單點您測量一個矩形的面積，通過測量長寬得到，長和寬之間的不同或散布有什么用？

csln 發表于 2015-12-9 09:30
您這屬于會找事不會解決問題的，njlyx先生給您的條件很充分了，還要再給什么有用信息，您是講過很多年課 ...

別太針對了。看下84#

njlyx 發表于 2015-12-9 11:29
前貼已說明：測高儀的性能指標請您適當設定。

還要些什么“信息”才能報告“測量結果”呢？也請您適當假 ...

　　好，測量設備的允差由我設定，那么45名學生的平均身高測量不確定度的評定可按如下步驟報告：
　　1概述
　　被測對象：45人的平均身高h(均)，實測結果h0＝170.05cm，“計量要求”（允差）沒有提出。
　　使用測量設備：皮卷尺，測量范圍0～2m，分度值5mm，分度值允差±1mm，最大最大允差Δ＝±(1.7+0.8L)mm＝±3.3mm。
　　測量環境：室溫(20±10)℃。
　　測量方法:直接測量法。
　　2測量模型：h(均)＝(h1+h2+……+h45)/45。
　　3靈敏系數：Ch1＝Ch2＝……=Ch45＝1/45。
　　4標準不確定度分量分析
　　4.1輸入量h1測量時引入的標準不確定度u(h1)
　　4.1.1皮卷尺計量特性引入的標準不確定度u(h1)1
　　皮卷尺示值允差引入的不確定度u1：按均勻分布處理u1=3.3mm/√3＝1.9mm；
　　皮卷尺估讀引入的不確定度u2：按估讀能力1/5格和均勻分布處理u2=(5mm/5)/√3＝0.58mm；
　　皮卷尺分度值允差引入的不確定度u3：按均勻分布處理u3=1mm/√3＝0.58mm；
　　u2和u3有重疊，兩者取最大值u2＝0.58mm，與u1合成得u(h1)1＝2.0mm。
　　4.1.2身高測得值重復性引入的標準不確定度u(h1)2
　　選擇一個同學多次重復測量身高，用貝塞爾公式求得標準偏差為sh=10.15cm＝101.5mm。說明：這個標準偏差明顯違背常理，這么大的標準偏差是完全不可能的，因此本人建議廢棄這個假設。另外，本分量與u(h1)1重疊取兩者最大值，正常情況下u(h1)2一定小于u(h1)1，建議這個分量可以不用分析。
　　4.1.3環境條件對身高測得值引入的標準不確定度u(h1)3，此項分量很小可用忽略不計。
　　4.1.4上述各分量合成并乘以靈敏系數1/45后，得到輸入量h1測量時引入的標準不確定度，u(h1)＝u(h1)1·(1/45)＝(2.0/45)mm。
　　4.2分別分析輸入量h2、h3、……、h45給h0引入的標準不確定度分量u(h2)、u(h3)、……u(h45)
　　與4.1同樣的方法分析可得u(h2)＝u(h3)＝……＝u(h45)＝u(h1)＝(2.0/45)mm
　　5求合成標準不確定度uc
　　因為h1至h45使用了同一個皮卷尺測量，且使用的顯示值大體上相差不多，u(h1)至u(h45)等45個分量視為強相關，合成時應該取45個分量相加，因此uc＝(2.0/45)mm×45＝2.0mm。
　　6求擴展不確定度U
　　取包含因子k=2，則U=2.0mm×2＝4.0mm。
　　7結論
　　45名同學的平均身高測量結果為：(170.05±0.40)cm，k＝2。即平均身高h0＝170.05cm，平均身高測得值的擴展不確定度當包含因子取k＝2時為0.40cm。
　　說明：U95=20.3cm＝203mm是完全不可能的事，這個U95已經嚴重違背測量學的基本常識，203mm的差如果是45名同學之間最高身高與最矮身高的差，倒還是馬馬虎虎說得過去，但絕對不可能是測量方案或測量結果的可信性（即不確定度），如果測量不確定度達到這個程度，用這個測量方法得到的身高測量值就絕對不能被我們所采信。另外，這也就算對80樓的回復吧，恕我不再重復回復80樓了。

thearchyhigh 發表于 2015-12-9 14:46
規版的置疑是正確的，您這個例子條件不充分,主要是測量重復性未知，當然您那三句有顏色的話的定性是對的（ ...

你見過給一個人測身高要測10次才能給結果嗎？  每人測一次能不能報告結果？

“多邊形周長”、“矩形面積”與“x班同學的平均身高”一樣，都是實用上“量值單一”的“個體量值對象”， 而“x班同學的身高”則是一個“有若干量值”的“群體量值對象”，兩者是不好混為一團的。

thearchyhigh 發表于 2015-12-9 08:29
先說清楚，確實沒細看您在本貼中全部的討論。就您的回復來看，標準器的重復性確實包含在允許誤差中，但注 ...

　　“標準器的重復性確實包含在允許誤差中”，這一點我們達到意見統一。“一次測量的重復性包括被測對象、測量方法、人員操作、環境和標準器的，其它四方面的重復性一般遠大于標準器的”這一點我也贊成，但關鍵還是要清楚不確定度評定中必須緊緊圍繞著輸入量，有一個輸入量就有一個不確定度分量，不能隨意增加，也不能隨意減少。該測量模型中只有唯一一個與計量標準有關的輸入量，找不到與被測對象讀數有關的任何蛛絲馬跡。被測對象的示值（也就是讀數），無論它多大多小都是輸出量，都是被測量，自己不能給自己引入不確定度分量，這是不確定度評定的基本原則。

規矩灣錦苑 發表于 2015-12-9 14:58
　　好，測量設備的允差由我設定，那么45名學生的平均身高測量不確定度的評定可按如下步驟報告：
　　1概 ...

【選擇一個同學多次重復測量身高，用貝塞爾公式求得標準偏差為sh=10.15cm＝101.5mm。說明：這個標準偏差明顯違背常理，這么大的標準偏差是完全不可能的，因此本人建議廢棄這個假設。】

這個你“理解”錯了，  “sh=10.15cm”是全班45人的身高測得值的“標準偏差估計值”！！！

規矩灣錦苑 發表于 2015-12-9 14:58
　　好，測量設備的允差由我設定，那么45名學生的平均身高測量不確定度的評定可按如下步驟報告：
　　1概 ...

【說明：U95=20.3cm＝203mm是完全不可能的事，這個U95已經嚴重違背測量學的基本常識，203mm的差如果是45名同學之間最高身高與最矮身高的差，倒還是馬馬虎虎說得過去，但絕對不可能是測量方案或測量結果的可信性（即不確定度），如果測量不確定度達到這個程度，用這個測量方法得到的身高測量值就絕對不能被我們所采信。另外，這也就算對80樓的回復吧，恕我不再重復回復80樓了】

你覺得“x班同學的平均身高”與“x班同學的身高”是一回事嗎？   82#中的“U95=20.3cm”是針對后者，原帖已說明。

【45名同學的平均身高測量結果為：(170.05±0.40)cm，k＝2】
這是一個可以接受的“報告”。（“評定”細節不予糾纏，“數值”上應可接受。）

規矩灣錦苑 發表于 2015-12-9 15:08
　　“標準器的重復性確實包含在允許誤差中”，這一點我們達到意見統一。“一次測量的重復性包括被測對象 ...

       Y＝X0模型舉例：用卡尺測量橡膠棒（較軟）的直徑，橡膠棒較軟產生的不確定度是表現在卡尺的顯示值上的，同意吧?按您的理解，用卡尺測橡膠棒和用卡尺測量塊的測量不確定度一樣了，都只考慮卡尺的計量特性，因為X0是在卡尺上讀出來的。
       我再重申正確的測量過程或模型：Y＝X0模型 ，實際是Y＝數值‘’X0‘’+修正值“0”，這個0已經修正值，意思是您忽略了修正值，那這個“0”的不確定度就是最大允許誤差；如果您使用了外校證書上的修正值，Y＝X0+b，那這個“b”的不確定度就是外校證書給的校準結果不確定度。數值“X0”，本身在一 次測量中僅一個數值，沒有不確定度，但多次測量會不同，所以有重復性。

njlyx 發表于 2015-12-9 15:07
你見過給一個人測身高要測10次才能給結果嗎？  每人測一次能不能報告結果？

“多邊形周長”、“矩形面積 ...

　　你的這個觀點我完全贊成。因此，我在86樓的不確定度評定報告就是按照45個人每人測量一次身高，然后將全部測得值相加除以人數的測量方法，把最終計算值賦予輸出量（平均身高）h(均)，給出的測量模型，再根據這個測量模型評估輸出量的測量不確定度。

njlyx 發表于 2015-12-9 15:07
你見過給一個人測身高要測10次才能給結果嗎？  每人測一次能不能報告結果？

“多邊形周長”、“矩形面積 ...

又回到老問題，再強調測一次不能報告包括不確定度的結果。評定不確定度時基本必須要考慮的來源“在相同的測量條件下，被測量重復觀測值的隨機變化”，需要重復性測量 才能得到。至于測不測10次的問題或者說平時工作怎么辦，總不能每次都測量10次吧，方法見JJF1059.1中4.3.2.6  預評估重復性。 另外您的“文字描述”我都理解，不用再說。但您的數學計算能力或者說嚴密的計算過程基本沒體現。

thearchyhigh 發表于 2015-12-9 15:29
又回到老問題，再強調測一次不能報告包括不確定度的結果。評定不確定度時基本必須要考慮的來源“在相同的 ...

許多費錢、費力的實驗都只能進行一次，相應的“測量結果”都不能報告“測量不確定度”嗎？！... 在此問題上，你附再多的資料，也只能說明您并沒有完全消化這些資料。

許多所謂的“重復性”問題都是由“測量系統”的“特性”決定的，相應的“評定”通常都在實際測量之前（偶爾也會事后補充）通過“校準”之類的“實驗”及一系列理論分析而完成，在被測量未知的“實際測量”中求解“測量系統”“重復性”的情況反而較少見（它要以“被測量”近似“常量”為前提；“實際測量”重復多次的代價會較大）。

njlyx 發表于 2015-12-9 15:37
許多費錢、費力的實驗都只能進行一次，相應的“測量結果”都不能報告“測量不確定度”嗎？！... 在此問題 ...

你又見過哪個有數據結果的實驗只測量一次能發表的？

單次測量理論上是無法得到測量不確定度的，所謂的預評估的應用也是有條件限制的，被測對象的型號要與預評估時基本一致，比如分辨力什么的與預評估一致，被測本身重復性所占比重是比較小的且基本與預評估時的值基本一致的，各種因素要完全處于受控條件下。總之，一般不推薦單次測量，不然萬一碰到異常值豈不壞事。

njlyx 發表于 2015-12-9 15:16
【說明：U95=20.3cm＝203mm是完全不可能的事，這個U95已經嚴重違背測量學的基本常識，203mm的差如果是45 ...

　　“x班同學的平均身高”與“x班同學的身高”的確不同，但您的題目是：共計45人，測得平均身高為：h0=170.05cm；身高測得值的標準偏差（貝塞爾公式估計值）為sh=10.15cm，要求報告一下“X班同學身高”的“測量結果”，和“測量不確定度”取什么值。
　　請問，你的被測參數到底是什么？全班平均身高？全班個人的身高？還是全班身高的分布寬度（身高差）？
　　如果“sh=10.15cm”是全班45人的身高測得值的“標準偏差估計值”，而不是測量方法的標準偏差，我不能表示懷疑。那么這個sh在身高測量結果的不確定度評定中那也就的確用不著了。
　　我的結論【45名同學的平均身高測量結果為：(170.05±0.40)cm，k＝2】，意思是全班平均身高的測量結果是170.05cm，170.05cm這個測量結果的擴展不確定度是0.40cm，擴展不確定度0.40cm的包含因子是k＝2。但這個完整的測量結果表述絕不是說平均身高介于169.65cm至170.45cm之間，平均身高只有一個唯一測得值，這就是170.05cm。
　　至于不確定度評定細節，我知道您不感興趣，那是我是對80樓的回復。

thearchyhigh 發表于 2015-12-9 15:39
你又見過哪個有數據結果的實驗只測量一次能發表的？

我見得不少。

要多少次重復測量的“結果”才有意義，完全取決于“量值對象”本身的特性。如果有充分的“把握”認定“量值對象”就是一個不變的“常量”【個體對象】，那一次測量的“結果”就有實用意義，稱鹽、買菜大都是一次稱量成交； 如果“量值對象”是一個公認的“隨機量”【群體對象】，那測量一次肯定是不夠的，但這每一次的“測量結果”也都可以報告相應的“測量不確定度”，用以表達相應被測樣本的“測得值”與“真值”的可能“差異”。

規矩灣錦苑 發表于 2015-12-9 15:58
　　“x班同學的平均身高”與“x班同學的身高”的確不同，但您的題目是：共計45人，測得平均身高為：h0=1 ...

【至于不確定度評定細節，我知道您不感興趣，那是我是對80樓的回復。】

如果“評定”細節合理，自然會有人感興趣。

你我在“（測量）不確定度”問題上的根本分歧就在于：你認為【...這個完整的測量結果表述絕不是說平均身高介于169.65cm至170.45cm之間，...】; 而本人則認為【這個完整的測量結果表示：平均身高有95.4%的可能介于169.65cm至170.45cm之間】。大事項上歧見，細節便次要了。

285166790 發表于 2015-12-9 15:57
單次測量理論上是無法得到測量不確定度的，所謂的預評估的應用也是有條件限制的，被測對象的型號要與預評估 ...

對于“被測對象”本身有“分散性”的情況【“校準”的“被測對象”——“被校儀表”的特性參量，往往就在此列】，單次測量肯定是不夠的（通常是沒有實際用處的）。