本帖最后由 史錦順 于 2016-6-4 12:27 編輯
- “未定系統(tǒng)誤差”概念置疑 - 史錦順 - 費業(yè)泰先生的書《誤差理論與數(shù)據(jù)處理》已出6版,被多所大學用作教科書,學過這本書的人很多。而看過這本書的人會更多。 njlyx先生斷言:是老史“歪曲了所謂‘已定系統(tǒng)誤差’與‘未定系統(tǒng)誤差’的含義”。那么正解是什么呢?njlyx說: “這兩者都應是測量系統(tǒng)(方案)的提供者通過必要的努力(其中少不了若干次的實驗標定)而“給出”,不可能由當前測量者現(xiàn)場認定”。 筆者怕“歪曲”,反復推敲這句話的意思。誰是測量系統(tǒng)的提供者?誰是方案的提供者?當前測量者為什么是白丁?必要的努力是什么?“若干次實驗標定”,怎么標定?有計量標準嗎? 化分得太細了。倒容易模糊與誤解。其實,就是兩類人:1儀器的制造者:2測量者。測量者,先制定方案,再進行測量。理論與實踐,應該結合。 - 儀器制造者,對測量儀器必須給出測量儀器的誤差范圍指標值R(儀/標)。制造廠有給出“已定系統(tǒng)誤差”和“未定系統(tǒng)誤差”的嗎?沒有!全世界的測量儀器,找不到一臺有這種標度的。這種要求本身就是不合理的要求。 - 那么誰來分辨出是“已定系統(tǒng)誤差”還是“未定系統(tǒng)誤差”呢?那就只能是需求方,包括測量的需求人,測量方案的制定者、執(zhí)行測量的人。需求方簡稱測量者。 - 教科書的對象,通常是測量者。因為測量者是大量的。而儀器的研制者更需要精深的理論,也要學習。現(xiàn)行教科書卻顧及不多。 - 測量儀器的研制方,有計量標準,認知測量儀器的總的系統(tǒng)誤差,是可能的,也是必須的,否則就不能保證儀器的合格性。用被考核的儀器測量計量標準,示值的波動是隨機誤差,多次測量,測20次,100次(頻率測量慣例),取平均值,平均值與標準的標稱值之差,就是系統(tǒng)誤差元的值(包括正負號)。而廠家只給出準確度,即誤差范圍的指標值。而指標值是留有余地的。 - 直接測量,測得值的誤差范圍,要用儀器的誤差范圍指標值。 間接測量,要有測量方案,知道被測量與各直接測量的函數(shù)關系。被測量是函數(shù),各直接測量量是分項,是自變量。對函數(shù)微分,知道函數(shù)的誤差元是各分項誤差元的代數(shù)和。由此出發(fā),求知函數(shù)誤差的誤差范圍,就是求函數(shù)誤差元的絕對值的最大可能值。于是,出現(xiàn)兩種不同的方法:“方和根”法與“絕對和”法。 - 現(xiàn)在通行的誤差理論,取“方和根”,要求分項誤差是隨機性的。 為了取“方和根”,于是理論家提出“未定系統(tǒng)誤差”的概念。說:未定系統(tǒng)誤差,可能大,也可能小,可能正也可能負,有隨機性——是隨機的,因而可以取“方和根”。 這是一種不符合邏輯的說法,也沒有實驗基礎,是對誤差合成法選取的誤導。 第一,違背定義。 系統(tǒng)誤差定義為恒值的誤差。在應用中,一臺儀器的系統(tǒng)誤差是恒值,怎能可大可小?說未定系統(tǒng)誤差“可大可小”直接違背系統(tǒng)誤差是恒值的定義。 第二,混淆統(tǒng)計域。 原來,說可大可小,可能是說對100臺測量儀器來說,每臺儀器的系統(tǒng)誤差是不同的。這種說法,可適用于用100臺儀器同時測量一個量的情況。這是神仙式的空想,人間大地上的測量是用一臺儀器,多次測量同一個量,統(tǒng)計域的是“時域”而不是“臺域”。 第三,不符合事實。 測量儀器的系統(tǒng)誤差,都是可以認知的,可以測量的,可以給出確定值的。只要有誤差范圍可略的計量標準,就可以測定儀器系統(tǒng)誤差的值。 第四,用法不對。 在誤差合成中,說未定系統(tǒng)誤差有隨機性,是隨機的。于是取“方和根”。其實,凡是系統(tǒng)誤差,在N次測量中就是恒值的。只有兩項系統(tǒng)誤差時,只有一個交叉項,不存在抵消性,誤差范圍要取最大值值,因而必須取“絕對和”。取“方和根”是錯誤的。 - 通常的情況是:測量者沒有計量標準。只知道測量儀器的誤差范圍指標值R(儀/標)。這就要考慮產(chǎn)生最大可能誤差的情況,那就假定儀器的系統(tǒng)誤差的絕對值等于R(儀/標),這是保險的算法。否則去預備各種計量標準,太費錢費事了;確實需要提高準確度,找指標高些的測量儀器更現(xiàn)實。 - 總之,“未定系統(tǒng)誤差”概念的提出,本來就是違背邏輯、違反事實、尋找推行“方和根法”借口的不當舉措,怎么正確理解它?誰說哪個儀器的誤差是“未定系統(tǒng)誤差”?不過是把恒值自欺欺人地當隨機誤差處理而已。 - 拙文“交叉系數(shù)決定誤差合成法”已說明,恒值的系統(tǒng)誤差項合成,交叉系數(shù)的取值是+1或-1。兩項誤差合成,交叉項只有一項,沒有抵消性,必須取“絕對和”。而當系統(tǒng)誤差有多項,交叉項有N(N-1)/2個。N=8,交叉項就有28項。有正有負,有抵消性,可視交叉系數(shù)為零,因而可以采用“方和根”法。 - 不合理的“未定系統(tǒng)誤差”概念,沒用的“未定系統(tǒng)誤差概念”,見鬼去吧!
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