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[概念] 測量計量的公式推導——兼論不確定度論的錯誤(1)

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史錦順 發(fā)表于 2016-12-11 11:29:31 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
本帖最后由 史錦順 于 2016-12-11 12:14 編輯



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                         測量計量的公式推導
                                       ——兼論不確定度論的錯誤(1)
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                                                                                                          史錦順
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(一)基本定義的公式表達
       誤差表示測得值與被測量真值的差距。依應用場合的不同,有三種含義:誤差元、誤差范圍或泛指二者。
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       誤差元:測得值減真值
                    r = M-Z                                                                            (1)
       誤差范圍:誤差元的絕對值的一定概率(99%以上)意義上的最大可能值
                    R =|r|max = |M-Z|max                                                      (2)
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       誤差范圍是誤差理論的基本概念,它貫通于測量儀器的研制、計量、應用測量三大場合。誤差范圍又稱為:極限誤差、準確度、準確度等級、最大允許誤差等。
       誤差元是構成誤差范圍的元素。誤差元是誤差分析的基礎。誤差元的定義提示:誤差分析就是求測得值函數(shù)的差分或微分。有了誤差元,才能求出誤差范圍,并使誤差范圍有明確的物理意義。誤差范圍的定義,體現(xiàn)了誤差量的兩大特點:絕對性和上限性,也提示了推導公式的基本方法是解絕對值方程和找絕對值的最大值。
       公式(1)與公式(2)是誤差理論的基本公式。是測量計量理論公式化即嚴格化的基礎。
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【對不確定度論質(zhì)疑1】
A 定義問題
       1) GUM說平均值的標準偏差是標準不確定度:
                      u(xi)=s(X平i)                                                                 (1.1)
       這僅適用于基礎測量(常量測量),且只包含分散性而忽略更重要的偏離性。
       對統(tǒng)計測量,分散性的表征量是單值的σ,而不是平均值的σ平,因此標準不確定度不能表征統(tǒng)計變量。
       2)在B類評定中,GUM法將以系統(tǒng)誤差為主的儀器的誤差范圍,視為隨機量,并假設系統(tǒng)誤差是均勻分布,求標準不確定度的公式為:
                      u = MPEV/√3                                                                 (1.2)
       (1.2)式是臺域統(tǒng)計的公式。測量計量中,是時域統(tǒng)計,(1.2)式犯了“統(tǒng)計方法錯位”的錯誤。對計量測量的時域統(tǒng)計,(1.2)式錯誤,故B類評定的標準不確定度不成立。以下合成不確定度、擴展不確定度也就都不成立。
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B 推導問題
       誤差范圍的元素是誤差元。有了這個元素,在各種不同情況下,都能進行從誤差元到誤差范圍的推導。
       不確定度的要害是沒有構成它的元素。于是就不能進行推導。您見過有哪項不確定度公式的推導嗎?沒有自己獨立的公式,特別是不能進行嚴格的數(shù)學推導,算什么理論?
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(二)測量結果表達式
1 公式推導
       從公式(2),可以方便地推導測量結果的公式。
       物理公式是關于真值的關系式。表征儀器物理機制的物理公式為
                    Z = f (X1,X2,……XN)                                                          (2.1)
       Z為被測量的真值。Xi是儀器各構成單元作用量的真值。
       測量儀器的計值公式為
                    M = f(X1m/o,X2m/o,……,XNm/o)                                         (2.2)
       m表測得值,o表標稱值,二取其一。
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       誤差元為
                    r = M– Z
                      = f(X1m/o,X2m/o,……,XNm/o) - f(X1,X2,……XN)                             (2.3)
       誤差元的絕對值的最大值為
                    │M-Z│max= │f(X1m/o,X2m/o,……,XNm/o) - f(X1,X2,……XN)│max    (2.4)
       這個“誤差元絕對值的最大可能值”就是誤差范圍,記(2.4)式右端為誤差范圍R(恒正), 有
                    │M –Z│max= R                                                                 (3)
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       公式(3)是一個基本公式。本節(jié)前面的推導,是測量儀器誤差范圍本身的內(nèi)容表達;下面由誤差范圍的定義,推導測量結果的公式。
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       去掉(3)式最大值符號,有
                    │M – Z│ ≤ R                                                                  (2.5)
       解絕對值關系式(2.5)
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       當 Z<M時
                    ∵ M – Z ≤ R
                    ∴ Z ≥ M - R                                                                    (2.6)
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       當Z>M時
                    ∵ Z - M ≤ R  
                    ∴ Z ≤ M + R                                                                   (2.7)
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       綜合(2.6)式、(2.7)式,有
                   M-R ≤ Z ≤ M + R                                                              (4)
      (4)式簡記為
                   Z = M ± R                                                                        (5)
      (5)式是測量結果的表達式。簡稱測量結果。
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2 測量儀器的誤差范圍指標值,就用為測量中測得值的誤差范圍值
       測量儀器示值誤差的定義:在正常工作環(huán)境下,測量儀器示值與被測量真值之差
                    r = M-Z                                                                      (2.8)
                    R= |r|max = |M-Z|max                                             (2.9)
       同一規(guī)格型號的儀器,標有誤差范圍的同一指標值,記為R儀/指標
       測量誤差的定義式是(1)(2),有
                    R= R = R
                    ∵ R≤ R儀/指標
                    ∴ R ≤ R儀/指標
       故可用R儀/指標表示R測,保守計算,有:
                    R = R儀/指標   
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       用測量儀器測量被測量,在儀器的正常工作條件下,測得值的誤差范圍不會超過測量儀器的誤差范圍指標值。因此,用測量儀器的誤差范圍指標值當測得值的誤差范圍,是冗余代換。不必另行評定,就認定:
                    R = R儀/指標(MPEV)                                                    (6)
       根據(jù)公式(6),測量工作中,用測量儀器的誤差范圍指標值,當做測得值的誤差范圍.這對實際工作是十分方便的。
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【對不確定度論質(zhì)疑2】
不確定度理論的所謂的“評定”,常常是重計某些項目,對正常的儀器應用來說,既麻煩又不當。儀器性能指標定義中已經(jīng)包括了的內(nèi)容,為什么要重復計算?
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(三)計量的誤差,等于計量標準的誤差范圍
       計量的誤差公式推導如下。
       必須認清:求什么,用什么,靠什么,得什么。物理公式必須物理意義確切。物理公式必須是意義明確的“構成公式”。
       測量是用測量儀器測量被測量,以求得被測量的值。而檢定是用被檢儀器來測量已知量值的標準,以求得測量儀器的誤差,看是否合格。檢定是測量的逆操作。測量儀器的誤差,是檢定的認識對象。檢定的目的是求得儀器的誤差,必須是測得值與被測量真值之差,而得到的是測得值與標準標稱值之差;對計量本身的誤差分析,就是求這二者的差別。
       設測得值為M,標準的標稱值為B,標準的真值為Z,儀器的誤差元(以真值為參考)為r儀,檢定得到的儀器測得值與標準的標稱值之差值為r示標)。
       1 要得到的測量儀器的誤差元為:
                    r=M – Z                                                                      (3.1)
       2 檢定得到儀器的視在誤差元為:
                    r儀/計= M– B                                                                  (3.2)
       3 標準的誤差元為
                    r= B–Z                                                                        (3.3)
       4 (3.2)與(3.1)之差是計量誤差元:
                    r = r儀/計– r =(M-B)-(M -Y)
                         =(Z–B)
                         = r                                                                          (3.4)
       誤差范圍是誤差元的絕對值的最大可能值。誤差范圍關系為:
                   │rmax = │rmax
即有
                   R= R                                                                            (7)
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       公式(7)是計量誤差的基本關系式,計量誤差由標準(及其附屬裝置)的誤差范圍決定。計量誤差與被檢儀器的誤差因素無關。
       檢定與校準中的合格性判別,由計量誤差R計形成待定區(qū),待定區(qū)的半寬等于標準的誤差范圍R
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【對不確定度論質(zhì)疑3】
       按不確定度理論,當今的檢定與校準,都規(guī)定計量時的“測量不確定度”是
                  U95 =√[(3σ)2 + (R)2+(分辨力誤差)2] =Uβ=Rβ              (3.5)
       計量誤差是手段的問題,就是計量標準的誤差范圍。(3.5)式是測定系統(tǒng)誤差時的誤差范圍。(3.5)式包含有對象的性能,把它當成判斷合格性時的計量誤差,是錯誤的。葉德培先生早已原則上指出“計量不確定度包含被檢儀器性能”的錯誤。老史這里用公式推導的方式,給出正確公式(7),從而否定不確定度論的計量不確定度公式(3.5)。  
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(四)合格性判別公式
4.1 檢定的操作與計算
       檢定的具體操作是用測量儀器測量計量標準。因已知標準的量值,由此來求得測量儀器的測得值與真值的差,即誤差。測量儀器性能的表征量是誤差范圍,因此必須求誤差元的絕對值的最大可能值。求最大可能值的嚴格方法是統(tǒng)計方法,通常的檢定工作可采用簡化法,但不能忘記找最大差值這個要點。

       A 統(tǒng)計方法找誤差元絕對值的最大值
       設標準的真值為Z,標稱值為B,儀器示值為Mi,測量N次。
       1)求平均值M
       2)按貝塞爾公式求單值的σ。
       3)求平均值的σ
                     σ= σ /√N
       4)求測量點的系統(tǒng)誤差范圍
                     β = M-B                                                                   (4.1)                             
       5)取平均值的隨機誤差范圍是3σ
       6)單值隨機誤差范圍是3σ
       7)被檢測量儀器的誤差范圍由系統(tǒng)誤差范圍β、確定系統(tǒng)誤差時的測量誤差范圍3σ平與示值的單值隨機誤差范圍3σ合成。因系以標準的標稱值為參考得出,稱其為誤差元計量值,記為
                   r儀/計 = β ± 3σ± 3σ                                                     (4.2)
       三項中僅有一項為系統(tǒng)誤差,合成取“方和根”,誤差范圍為
                   R儀/計 =√[ β2+(3σ)2+(3σ)2]                                         (4.3)
       R儀/計習慣上記為|Δ|max
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       B 簡化操作
       在被檢儀器量程上,選有代表性的以及可能誤差較大的測量點數(shù)個,每點測量10次,求各點的誤差元絕對值的最大值,得R儀/計。
                   R儀/計 = │Mi - B│max                              
                              = |Δ|max                                                               (4.4)
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4.2 合格性判別公式
       被檢儀器的誤差范圍指標是R儀/指標,又記為MPEV。若
                    R ≤ MPEV                                                                      (4.5)
則被檢測量儀器合格。
       R是被檢儀器的誤差范圍,參考值是被測量的真值。而實測的儀器的誤差范圍,是以標準的標稱值為參考值的。計量中實測得到的是被檢儀器的誤差的測得值是R儀/計,規(guī)范中記為|Δ|,準確地說應為|Δ|max,誤差量的測量結果是:
                    R = |Δ|max±R
                       = |Δ|max±R                                                            (4.6)
       判別合格性,必須用誤差的測量結果與儀器指標比。
       (A)由于計量誤差的存在,R的最大可能值是|Δ|max+R。若此值合格,因儀器誤差絕對值的其他可能值都比此值小,則所有誤差可能值都合格。因此,合格條件為:
                    |Δ|max+R ≤ R儀/指標

                    |Δ|max ≤ R儀/指標 - R                                                (4.7)

       (B)由于計量誤差的存在,R的最小可能值是|Δ|max - R。若此值因過大而不合格,因儀器誤差絕對值的其他可能值都比此值大,則所有誤差可能值都不合格。因此,不合格條件為:
                    |Δ|max―R ≥ R儀/指標   

                    |Δ|max ≥ R儀/指標+ R                                                 (4.8)
       注:校準中的合格性判別同于檢定中的合格性判別。
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【對不確定度論質(zhì)疑4】
       計量場合,現(xiàn)在的作法,《JJF1094-2002》、《cnas-GL27》都規(guī)定計量的誤差即待定區(qū)的半寬,為
                     U95 = √[(3σ)2 + (R)2+(分辨力誤差)2]
                            = Uβ
                            = Rβ
       這是錯誤的。中國推行不確定度論的第一人,《JJF1001》、《JJF1059》兩項規(guī)范的第一起草人葉德培先生,在優(yōu)酷網(wǎng)的錄像講課中,說:把被檢對象的性能,算在標準的性能中是錯誤的。你,一個普通的不確定度論贊成者,還有什么話說?你說說是可以的;老史可以幫你分析一下,你迷在哪里。
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(五)測定系統(tǒng)誤差時的誤差范圍

5.1 測定系統(tǒng)誤差時的操作
       測定系統(tǒng)誤差的方法是用被校儀器測量計量標準。操作同于檢定的操作A。測定系統(tǒng)誤差,包括從測量儀器誤差中分離系統(tǒng)誤差與隨機誤差的要求,因此,比前述計量誤差多出測量平均值的誤差范圍3σ平及儀器的分辨力誤差。
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5.2 測定系統(tǒng)誤差時的誤差范圍
       系統(tǒng)誤差的測得值為:
                     β= M-B±分辨力誤差                                               (5.1)
       真系統(tǒng)誤差(系統(tǒng)誤差定義值,以標準的真值為參考)
                     β= EM-Z                                                                   (5.2)
       則測定系統(tǒng)誤差時的誤差為
                    rβ = β   
                        = [M-B]-[EM-Z] ±分辨力誤差
                        =[M-EM]-[ B-Z] ±分辨力誤差
                        =±3σ± R ±分辨力誤差                                         (5.3)
       測定系統(tǒng)誤差時的誤差范圍,由被校儀器示值的平均值的標準偏差、被校儀器分辨力誤差和計量標準的誤差合成。可能較大的誤差是隨機誤差,僅有一項R標視為系統(tǒng)誤差,按“方和根法”合成。  
       測定系統(tǒng)誤差時的誤差范圍為
                     Rβ =√[(3σ)2 + (R)2+(分辨力誤差)2]                         (5.4)
       換成不確定度的語言,確定系統(tǒng)誤差的不確定度為
                     Uβ =√[(3σ)2 + (R)2+(分辨力誤差)2]
                 = Rβ
       現(xiàn)行不確定度論的校準不確定度U95,其包含的內(nèi)容與Rβ包含的內(nèi)容相同,就是Rβ,這里記為Uβ,是確定系統(tǒng)誤差時的誤差范圍。
-
對不確定度論質(zhì)疑5】  
       不確定度評定的唯一正確的地方,是測定系統(tǒng)誤差的誤差范圍的表達。但可惜,好像是巧合。因為宣貫者說:Rβ是上級計量部門的能力;其實,Rβ的一小部分是上級計量部門的能力(標準的性能R標);而大部分是被檢儀器的性能(被檢儀器的σ和分辨力)。
-
(六)修正后,儀器的誤差范圍
       修正前測量儀器的誤差范圍是系統(tǒng)誤差、隨機誤差、分辨力誤差的合成結果。
                   M = Z + β ± 3σ ± 分辨力誤差
       修正值
                   C = -β
                      = - β ± Rβ
       修正后的測得值是
                   M = M + C
                          = (Z + β ± 3σ ± 分辨力誤差)+ C
                          = (Z + β ± 3σ ± 分辨力誤差)– β ± Rβ
                           = Z ± Rβ ± 3σ ± 分辨力誤差
       修正值M的誤差元為
                    r = M - Z
                          =±Rβ ±3σ ±分辨力誤差
       修正值的誤差范圍是
                   R = √[Rβ2+(3σ)2+ (分辨力誤差)2]
       修正后的測量結果:
                   Z = M ± R
-
【對不確定度論質(zhì)疑6】      
       Uβ的來源是標準的誤差范圍和被檢儀器隨機誤差對確認系統(tǒng)誤差的干擾(分離系統(tǒng)誤差與隨機誤差時,隨機誤差的殘留部分,只好當誤差處理)。這比修正后的儀器的誤差范圍少隨機誤差范圍3σ。當然,特殊情況,如砝碼、量塊,σ為零,這個錯誤就顯現(xiàn)不出了。但對大量的測量儀器,這種認識與作法都是不當?shù)摹D茨兀?br /> -
(未完。待續(xù))



補充內(nèi)容 (2016-12-11 16:24):
公式(3.4)" r計 = r儀/計– r儀 =(M-B)-(M -Y)=(Z–B) = r標" 中的Y改為Z.? ?? ?? ?? ??
推薦
csln 發(fā)表于 2016-12-14 17:45:18 | 只看該作者
本帖最后由 csln 于 2016-12-14 17:57 編輯
何必 發(fā)表于 2016-12-13 17:07
(五)測定系統(tǒng)誤差時的誤差范圍
5.1 測定系統(tǒng)誤差時的操作
       測定系統(tǒng)誤差的方法是用被校儀器測量計 ...


JJF1059.1-2012中附錄A.3.5例子中說校準值、修正值、示值誤差有相同的測量不確定度,修正值、示值誤差有相同的測量不確定度這個好理解。關于這個“校準值”,如果不考慮修正的話,不就是標準器的示值么?如果是的話,那就相當說標準器示值與示值誤差、修正值有相同的測量不確定度?

校準值是標準器的示值不錯,但這不是孤立的標準器的示值,這個標準器的示值是與被校準設備的示值或測量值相關的示值,所以稱為被校準設備示值或測得值的校準值,校準值的變化會受被校準設備示值的穩(wěn)定性和分辨力影響而變化,即校準值不確定度分量除標準器分量外還要包含被校準儀器的重復性或分辨力分量,與修正值和誤差的不確定度分量是完全相同的,所以三者具有相同的不確定度,校準值不確定度屬于被校準設備示值或測得值、不屬于標準設備
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 樓主| 史錦順 發(fā)表于 2017-1-22 15:46:25 | 只看該作者
本帖最后由 史錦順 于 2017-1-22 16:08 編輯
njlyx 發(fā)表于 2017-1-22 11:54
如此兩岔著,那是沒什么討論的必要了!---- 人家問您用什么具體"辦法"獲得某個"測量儀器(系統(tǒng))"的"計量" ...

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        學術討論是為了弄清問題,而不是摳字眼、打嘴仗。
        你的問題,是對正常人提出的嗎?你以為我弱智啊?當時,我回答不了你的問題,故讓網(wǎng)友發(fā)表意見。后來見到規(guī)矩灣的回答,覺得可以把你的問題分成兩段,我此次文中的回答是針對“在測量現(xiàn)場”的上半段。第5次,才能牽涉到“如何給出指標值”的下半段。如果我對你的整句話回答你,那我就成傻蛋了!
        我長篇大論,是數(shù)日前答應下的一篇文章:論指標問題。大致分五次講完。你愿意討論,請發(fā)表高論,不愿意參與,也沒人邀請。我不是你的研究生,不會故意去順應你的思路。我愿意干什么,就干什么,你管得著?你管得了?
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 樓主| 史錦順 發(fā)表于 2017-1-17 18:55:16 | 只看該作者
本帖最后由 史錦順 于 2017-1-17 18:59 編輯
njlyx 發(fā)表于 2017-1-16 17:35
【….第一種“++”與第二種“--”,交叉項必為正,交叉系數(shù)必為+1;第三種“+-”;第四種“-+”。交叉項 ...
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                                量值與誤差的區(qū)分
                                           —— 同njlyx辯論(6)
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                                                                                            史錦順
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       1 用求和號∑,可使公式簡潔。
       2 討論的是誤差問題,統(tǒng)計的對象是ΔX,ΔY,ΔZ。
       文中混淆了ΔX、ΔY、ΔZ同X、Y、Z的區(qū)別;以致錯解了GUM/JJF 關于相關性的表達。
       3 所謂(B)方案,不是GUM/JJF的方法。常規(guī)的方法(含GUM/JJF法)的統(tǒng)計對象是量值X、Y、Z;而(B)方法的統(tǒng)計對象是ΔX、ΔY、ΔZ,這是與常規(guī)方法根本不同的。所謂方差,是量值的方差,不是“誤差”的方差。隨機誤差可以取方差;系統(tǒng)誤差不能取方差。系統(tǒng)誤差的方差為零,對誤差取方差,等于無視系統(tǒng)誤差的存在。
       (B)方案實際上沒法應用。間接測量中,考慮、計算誤差的合成,其基本條件僅僅是各個直接測量所用儀器的誤差范圍指標值,即MPEV。不知道每種儀器的的系統(tǒng)誤差值是多少,也不知是正還是負。也不能假設沒有隨機誤差。MPEV是個混合體。因此,(B)方案,實際上沒法用。
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       你說我用的是(6)式的方案。是的,我的思路是求“方根”,而不是求方差,因為系統(tǒng)誤差的方差為零。如果求方差,必將根除系統(tǒng)誤差的作用,那就無法研究誤差量的合成。
       你的(B)方案,把系統(tǒng)誤差與隨機誤差分別處理;確實很好,但要求條件極高,就是需要有測量所涉及的各類直接測量的各種量的計量標準。否則沒法分開各種儀器的系統(tǒng)誤差與隨機誤差,沒法得知各直接測量的系統(tǒng)誤差的具體值,因此無法計算(7a)(7b),更沒法計算(8)式、(9)式;而標號為10的各式也就不能確定。
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       把(3)式、(4)式、(5)式,換成該用的誤差量,為:
                   μ= (ΔX) =(ΔX1+ΔX2+…..+ ΔXn)/n                                 ( 3 )
                   σ=√{[(ΔX1-μ)2+(ΔX2-μ)2+…..+( ΔXn-μ)2 ] /n }}               ( 4 )
       然后“概率框定”
                   μ-kσ ≤ ΔX ≤μ+ kσ                                                         ( 5 )
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       在(3)、(4)、(5)各式中,μ是系統(tǒng)誤差,不知道具體值;σ是隨機誤差,現(xiàn)場可測知,但不能單獨用。 請注意,要的區(qū)間是以誤差范圍(包括系統(tǒng)誤差與隨機誤差)為半寬的區(qū)間, 給出的區(qū)間[-kσ,+kσ]是系統(tǒng)誤差值的存在區(qū)間,不是被測量真值存在的區(qū)間,這個區(qū)間在測量中沒有用途(量值修正中有用)。討論的是誤差合成問題,把兩項誤差分別給出,就是回避了“誤差合成”的主題,因此(3)、(4)、(5)都用不上。
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       由上分析,(B)方案,第一因測量現(xiàn)場沒有各種計量標準,無法實現(xiàn)。而如果有計量標準,就可實現(xiàn)高檔次測量,或直接認定間接測量的總誤差,也就不需要“誤差合成法”了。第二,沒有說明如何進行下一步的合成操作方法。如果像GUM/JJF那樣做,統(tǒng)計量的著眼點是X而不是ΔX,說“協(xié)方差”可略,就錯了。
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       先生似乎沒有否定方案(A)。只是說比方案(B)差些。認為好的方案(B),但卻沒法實行,那就是空論。現(xiàn)實需要誤差合成,就只好用方案(A),就是求“方根”。老史的新合成法的思路,就是避開“方差”而著眼于“方根”,經(jīng)過一番推到之后,達到的認識為:
       1)系統(tǒng)誤差與隨機誤差的合成取“方和根”,這對經(jīng)典誤差理論是個突破。經(jīng)典誤差理論沒有證明過這一點。
       2)兩項最大系統(tǒng)誤差,必須取“絕對和”,而與“相關性”無關。這對不確定度論的作法是一種否定。
       3)多項小系統(tǒng)誤差、隨機誤差都取“方和根”,這同現(xiàn)代誤差理論及不確定度論作法一致。
       4)新合成法可以從數(shù)學上推導出。
       5)新合成法,簡單易操作。避開不確定度合成的三大難關:化系統(tǒng)誤差為隨機誤差、認知誤差分布律、確定相關系數(shù)。以不確定度合成為核心內(nèi)容的不確定度評定,過不了三大難關,是個死胡同。新合成法,簡單,方便。一比便知,不必遲疑。
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       關于GUM/JJF對不確定度合成,在相關系數(shù)方面的誤導(把系統(tǒng)誤差間的強相關說成不相關),任何用戶按這幾條的提示,都是直接就取“方和根”,而不列出誤差平均值。因而必然是出錯的。規(guī)范的正文與示例,都是這樣做的。規(guī)范的條文與你的方案(B)不是一回事。你為它的辯解,無效。
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規(guī)矩灣錦苑 發(fā)表于 2017-1-14 10:26:15 | 只看該作者
本帖最后由 規(guī)矩灣錦苑 于 2017-1-14 10:27 編輯
njlyx 發(fā)表于 2017-1-13 22:32
少見的"學術流氓"


  呵呵,這難道就是一個為人師表的高級知識分子的語言?!難道說我國的計量界學術討論竟是這樣的風氣,教育我們的后起之秀和未來國家棟梁竟然灌輸這種道德品質(zhì)?技術討論有理講理有事實擺事實,難道說無理可講無事實可擺就用謾罵代替?謾罵竟是我們大專院校教育學生,研究學問的有力武器?!真是可悲可嘆。178樓聞名全球的罵街專家不值得人們理喻,難道作為一個學者和教師也想像這種人一樣以罵街聞名于世嗎?
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規(guī)矩灣錦苑 發(fā)表于 2016-12-27 21:17:27 | 只看該作者

  難道你不認為:儀器交易“簽約”的必要“技術”條件:U(儀.供)≤ MPEV(儀);儀器順利“交付”的必要“技術”條件: U(儀.驗)≤U(儀.供)。這兩句話是“一片混沌之辭”嗎?你在哪里看到了有如此或類似描述的話語?
  我的觀點與你不同,我在和儀器供應商貿(mào)易往來時的要求很簡單,商家的測量不確定度我從不過問,愛多大是他們自己的選擇,我只關注:
  儀器交易“簽約”的必要技術條件是:提供的儀器最大誤差必須滿足Δmax≤MPEV(儀);儀器順利“交付”的必要技術條件仍然是:每個受檢點誤差Δ的檢定結果 Δ i ≤MPEV(儀)。但驗收時使用的測量方法不確定度U必須滿足U≤MPEV/3,否則檢定結果Δ不能采信,用這種Δ進行的合格性判定無效。
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285166790 發(fā)表于 2017-1-4 14:24:11 | 只看該作者
史錦順 發(fā)表于 2017-1-4 11:37
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【285先生質(zhì)疑】
       一方面說系統(tǒng)誤差是恒定、確定的;一方面又說恒定系統(tǒng)誤差不能修正。您不覺得這 ...


      您說的很多場合不修正的問題,我在上個帖子里也是認同的,這是由檢定規(guī)程和儀器性質(zhì)所決定的,并不是所有儀器都適合修正。
      現(xiàn)在重點說說在不修正的前提下,按現(xiàn)有方法不確定度合成的結論有沒有問題的話題。我們知道,恒定的系統(tǒng)誤差雖然在理論上是一個固定點,但具體點位不知道,或者我們視為不知道(不修正),在此情況下我們應該給什么結論?由于恒定系統(tǒng)誤差未知,我們肯定只能給一個區(qū)間作為測量結果,這個區(qū)間涵蓋了系統(tǒng)誤差這個影響可能存在的一切區(qū)域,那么測量結果及不確定就是這個區(qū)間,沒有少誰、沒有漏誰,這在理論上有什么問題?您在前面的各種理論中,實際也是以某種區(qū)間形式作為結論,這跟不確定度的思路是完全是完全一致的。
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 樓主| 史錦順 發(fā)表于 2017-1-4 11:37:48 | 只看該作者
本帖最后由 史錦順 于 2017-1-4 11:58 編輯
285166790 發(fā)表于 2017-1-3 09:28
一方面說系統(tǒng)誤差是恒定、確定的;一方面又說恒定系統(tǒng)誤差不能修正。您不覺得這說法很矛盾。不修 ...

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【285先生質(zhì)疑】
       一方面說系統(tǒng)誤差是恒定、確定的;一方面又說恒定系統(tǒng)誤差不能修正。您不覺得這說法很矛盾。
       ……
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【史辯】
       我的說法是系統(tǒng)誤差有恒值的性質(zhì)。“恒值”是客觀存在,不因人的認識而改變。甲有計量標準,測量了,系統(tǒng)誤差就得知了;乙沒有計量標準,就沒法測知。
       不確定度理論,以“已知”還是“未知”來論說誤差的性質(zhì),是思想方法的錯誤。
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       我說自己一輩子不搞修正,并說世界上的測量儀器(包括量具)99%以上不修正;但并沒說過“不可能修正”。
       我說過:砝碼、量塊等單值量具,歷史上有修正的傳統(tǒng),操作者又是訓練有素的計量人員,修正是可以的、必要的,修正是行得通的。
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       對通常的測量儀器,量程除以分辨力就是可測量的點數(shù)。每個測量點,就相當于一個單值量具。測量儀器的測量點有多少?通常是幾萬到幾十萬個。一臺測量儀器就相當于幾萬到幾十萬個單值量具。各個測量點,系統(tǒng)誤差能都相同嗎?不可能。經(jīng)過上級校準,用戶僅能修正對應點的值,而其他大量的測量點是不能修正的。這是測量儀器不搞修正的一個原因。
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      第二個原因是必要性的問題。用戶依測量任務的需要而選用測量儀器。選用的測量儀器已經(jīng)滿足需要,干嘛還要修正?儀器是工具,可以選用,這是基本情況。這是第一種路線:選用儀器。第二種路線是只有這臺不夠格的儀器,對測量任務的需求,指標差一些,要修正,這臺儀器才能用。現(xiàn)代化的生產(chǎn)與研究,有第一種路線可走,干嘛要走第2條路線?馬鳳鳴先生說的“不修正”就是第一種路線。老史說一輩子不搞修正,是因為開始工作的十年是在國家計量院,可以走第一條路線;后來調(diào)到電子27說,有比計量院(除基準以外)的更好的儀器條件,何必搞修正?況且,修正是有條件的,是有風險的。不是說修正就一定好。因此對第二條路線不沾邊。
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      我過去講過一個補襪子的例子。上世紀五十、六十年代,棉線襪子易破,補襪子是常事。著名的雷鋒,不僅補襪底;展覽館的一雙雷鋒生前的襪子,踋背部位也有補丁。那時是“節(jié)約光榮”。物資缺,時代需要。
      現(xiàn)在還補襪子嗎?大門口小攤上的人造纖維類襪子,一元一雙。補襪子一雙的價值大概0.5元。而一個小時的勞務費,起碼是10元。花10元,得0.5元,就不補了。
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      去年“520”計量日,所里請我去在會上發(fā)個言。事前讓我參觀幾個實驗室。好家伙,全是新儀器。退休二十年了,面貌一新。計量類儀器基本是世界頂尖的產(chǎn)品。還要修正嗎?
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      我問過在國外大電子公司已做技術工作20多年的兩個后生,國外是不是搞“修正”?回答是沒聽說誰搞修正,反正他們個人沒修正過一次。“儀器不夠規(guī)格就換好的,修正多麻煩,也不可信。”
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      我也覺得修正的可信性是個問題。準確度千分之一的儀器,修正一下,就當萬分之一的用,疑點太多了。況且“校準”只給出少數(shù)測量點的修正值,而大量的測量點,是不知道修正值的,是沒法修正的。
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      在量值的判別、鑒別上,要供需雙方的認可。小到買米時,買賣雙方的共同看秤;大到航天設備的研制方與軍方的共同鑒定,只能看儀器的示值,修正是行不通的,你修正,總有一方懷疑甚至否定。我做為第三方,不修正是正常的;你修正,就找麻煩。
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       知道系統(tǒng)誤差是恒值,這是研究的必要。
       測定系統(tǒng)誤差,嚴格的鑒定與校準,都是必要的,以確定示值誤差,判別合格性;也可以給出系統(tǒng)誤差值,以供用戶參考。但不能說知道系統(tǒng)誤差就一定要修正。生產(chǎn)廠,對自己生產(chǎn)的測量儀器,是可以對若干測量點,測定系統(tǒng)誤差的。但只能給出通用于各點的誤差元的絕對值的最大可能值,即誤差范圍;或給出誤差函數(shù)的表達式(例如ax+b),而由用戶按測量點計算該測量點的誤差范圍值。現(xiàn)代智能化測量儀器,可按測得值函數(shù),及與標準量的比較,給出儀器的自身的校正后的示值;用戶按示值讀數(shù)就是了。這是智能儀器的正常使用,用戶沒有將示值加修正值的操作,這不是修正。
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       一臺量程1 kg的天平,所配的砝碼可能是(按1、2、2、5),1mg級、10mg級、100mg級各4個;1g級、10g級、100g級各4個;即砝碼24個。可組成的量值數(shù)是一百萬個。24個砝碼,每個的系統(tǒng)誤差是不同的,它們組成的對應每個量值點的砝碼組的組數(shù)是一百萬個,每組砝碼的系統(tǒng)誤差是不同的,這樣就最多可能有一百萬個不同的系統(tǒng)誤差值。考察誤差量,只取兩位數(shù),那還可能有一百個不同的系統(tǒng)誤差值。
        由上,校準時只對幾個點或十幾個點給出修正值,在實際測量時無法用。杯水車薪!
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       儀器修正有條件的限制;不修正,沒有條件。不修正,是儀器的正常使用。
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       面對現(xiàn)代的技術水平與生產(chǎn)水平,要提倡對儀器的正常使用;按性能指標選擇與應用。這樣做,可促進技術的進步與生產(chǎn)水平的提高。有那么多好儀器你不用,硬著頭皮搞修正,沒意思;而且是要冒風險的。
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       要明白,幾個炮制不確定度論的美國人,說“已知系統(tǒng)誤差修正了”,是為他們把誤差范圍都當隨機誤差處理找借口,因為他們不會對系統(tǒng)誤差與隨機誤差一起進行統(tǒng)計。又要編造不確定度論的一套瞎話,是不得已而為之,他們才不去搞那“修正”的蠢事呢!清醒點吧,愛說話的285先生,好好讀讀老史的文章,不要再受不確定度論的欺騙了!
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規(guī)矩灣錦苑 發(fā)表于 2016-12-29 11:44:17 | 只看該作者
njlyx 發(fā)表于 2016-12-29 07:30
只有你才有如此無聊的"思維"!

  技術討論不是吵架,要有理說理,有事實擺事實,你怎么評價別人我管不著,也不想管,我是不會對你的思維作有聊無聊的評價的。我只告訴你關于“儀器交易簽約的必要技術條件:U(儀.供)≤ MPEV(儀);儀器順利交付的必要技術條件: U(儀.驗)≤U(儀.供)”,這兩句話清清楚楚地說明,你的確混淆了測量不確定度和儀器的最大允差絕對值MPEV的概念。混淆概念的思維方式無論如何不能傳遞給自己的學生。講科學知識第一步也是首要的一點應該向同學們講清楚概念,概念清楚了,理論也就很容易理解,概念模糊不清甚至相互混淆,再好的理論也會被講歪。
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 樓主| 史錦順 發(fā)表于 2016-12-28 08:12:49 | 只看該作者
本帖最后由 史錦順 于 2016-12-28 08:20 編輯
規(guī)矩灣錦苑 發(fā)表于 2016-12-28 01:08
  恕我直言,我承認你的不確定度概念與我的不確定度概念的的確確“沒有什么瓜葛”。
  因為從你104樓 ...

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       1  VIM3與JJF1001都有明確的“儀器的不確定度”條款。福祿克公司把堅持多年的“儀器的準確度”改成“儀器的不確定度”,是符合VIM3的規(guī)定的。你說人家“混淆概念”,其實是你自己理解的“不確定度”太局限。
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       2 JJF1069之儀器性能表中,寫有“不確定度/準確度等級/最大允許誤差”,就是說:三者任選其一,在表達儀器性能的功能上,不確定度同最大允許誤差等效。這點給你指出過,你怎么就是不理解?
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       3 在不確定度的B類評定中,GUM法由儀器說明書中給定的由MPEV求標準不確定度的公式為:
                      u = MPEV/√3                                                                 (1)
(1)式體現(xiàn)了標準不確定度就是來源于MPEV;而當合成后表達成擴展不確定度,要乘一個因子;設與此項合成的誤差量很小,可忽略,則不改變分布,且因子該乘以√3 ,就變成擴展不確定度U。請問擴展不確定度U等于什么?就是MPEV!  如果并沒有另外的項與其合成,則u乘以√3,就得到U,U就等于MPEV,這里可用數(shù)學公式表達為:

                    U=u*√3=(MPEV/√3)*√3=MPEV                                     (2)
       請問(2)式有什么錯?   
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       4 美國的最高時頻標準的性能指標,原稱準確度,1993年推行不確定度后,改稱“不確定度”;2007年后,又改稱為“不準確度”。其實“準確度”、“不確定度”、“不準確度”都是頻率偏差絕對值的最大可能值(誤差范圍,MPEV,極限誤差)。
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       5 中國的銫時頻基準,2007年以前稱“準確度”,2007年后改稱“不確定度”,實質(zhì)都是頻率偏差范圍。即MPEV.
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       中國的NIM,美國的NIST,都是世界頂級的國家計量機構, 那里計量權威云集。就憑你個規(guī)矩灣先生,你竟敢說人家都錯了。你真不知道自己的水平有多高!
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補充內(nèi)容 (2016-12-28 09:11):
3 之“由MPEV”去掉“由”字。(2)式中之“*”號表示乘號“×”。
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 樓主| 史錦順 發(fā)表于 2016-12-22 18:19:41 | 只看該作者
本帖最后由 史錦順 于 2016-12-22 18:26 編輯
285166790 發(fā)表于 2016-12-22 13:06
規(guī)版主的方法不能說全錯,但確實問題不少,要有選擇的參考。
你這問題我研究了一下,鑒于這種儀器 ...
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       1  “修正值”這個概念,是針對系統(tǒng)誤差提出來的。系統(tǒng)誤差是恒值誤差,就是說在時間的進程中,系統(tǒng)誤差是不變的量,數(shù)值不變、符號不變,即量值是恒定的。設此值為β。修正就是在測得值M上加個修正值C,C= -β。于是原來測得值M中的系統(tǒng)誤差β被消掉。   
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       2  “最大值”是系統(tǒng)誤差與隨機誤差疊加的結果。隨機誤差是不能修正的,因此不能對最大值進行修正。
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       3  不確定度宣貫以來,模糊了系統(tǒng)誤差與隨機誤差的界限,胡說什么“系統(tǒng)誤差也有隨機性”,甚至說“系統(tǒng)誤差也是隨機的”。在用多臺同規(guī)格儀器同時測量一個量的情況下,各臺儀器的系統(tǒng)誤差不同,這是臺域統(tǒng)計的情況(被統(tǒng)計的量的編號是儀器的臺號)。系統(tǒng)誤差對臺域統(tǒng)計是隨機的。但測量計量的99.99%以上的情況是用一臺儀器重復測量一個量,這是測量計量的正常情況。正常情況是時域統(tǒng)計(被統(tǒng)計的測得值按時刻先后編號)。在時域統(tǒng)計中,系統(tǒng)誤差是恒值,因而才可以修正。不分系統(tǒng)誤差還是隨機誤差,泛泛地說“對誤差的修正”,是錯誤的。這是推行不確定度以來,排斥誤差概念,特別是排斥系統(tǒng)誤差概念產(chǎn)生的不良后果。
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2#
何必 發(fā)表于 2016-12-12 11:11:39 | 只看該作者
       修正值的誤差范圍是
                   R修 = √[Rβ2+(3σ)2+ (分辨力誤差)2]

       測定系統(tǒng)誤差時的誤差范圍為
                     Rβ =√[(3σ平)2 + (R標)2+(分辨力誤差)2]   

          Rβ 已經(jīng)包含“分辨力誤差 ”   ,    R修中是不是重復計算“分辨力誤差”   ??
3#
 樓主| 史錦順 發(fā)表于 2016-12-12 12:35:47 | 只看該作者
何必 發(fā)表于 2016-12-12 11:11
修正值的誤差范圍是
                   R修 = √[Rβ2+(3σ)2+ (分辨力誤差)2]


       先生考慮問題很細致。贊一個。
       我認為,計量部門測定系統(tǒng)誤差時,要分辨出系統(tǒng)誤差,那時儀器的隨機誤差、儀器的分辨力誤差,都是干擾,都是形成誤差的因素。計量部門一經(jīng)確定了系統(tǒng)誤差,則給出的修正值中,就固化了這項分辨力誤差。當用戶使用修正值進行修正后,消除了原來的系統(tǒng)誤差,但修正值與原來系統(tǒng)誤差之差,就形成了新的系統(tǒng)誤差。這與此后用戶測量時的“分辨力誤差”沒有關系。用戶用修正值修正測得值后,除這項系統(tǒng)誤差之外,還有隨機誤差3σ,以及儀器的分辨力誤差。這是兩次操作的兩次作用,不是對一次作用的重復計算。


4#
njlyx 發(fā)表于 2016-12-12 13:01:19 | 只看該作者
本帖最后由 njlyx 于 2016-12-12 13:05 編輯

       按全文的表述“猜測”: 樓主所指“被校測量儀器”的“系統(tǒng)誤差”,實際具體對應其“(測量)誤差ε的平均值β”? 不妨相應記“(測量)誤差ε的“標準偏差””為σ

      基于此,若用“誤差范圍”為(R標)的“標準系統(tǒng)”對“被校測量儀器”實施“校準”——

     可得到“被校測量儀器”之“(測量)誤差ε”的一系列“校準”測得值:{ε*1,ε*2,...,ε*N};

     由{ε*1,ε*2,...,ε*N}數(shù)據(jù)“求平均”得 β*,并由“貝塞爾公式”求得{ε*1,ε*2,...,ε*N}的“標準偏差”σ*;

     顯然, β*與β并非完全一致, σ*與σ也不完全是一回事!它們之間的“差異”水平取決于“校準”工作本身的“質(zhì)量”——包括(R標)的大小及其他額外影響因素的控制水平。
   
    “校準”工作的適宜目標或應該是: 求β及σ; 但實際“只能”得到:β*及σ*。
   
    .....(后續(xù)“分析”應該有點“復雜”,本人一時難以闡明,只好.....了。)

想向樓主(史先生)討教的是
     【   修正值的誤差范圍是
                   R修 = √[Rβ2+(3σ)2+ (分辨力誤差)2]
          測定系統(tǒng)誤差時的誤差范圍為
                     Rβ =√[(3σ平)2 + (R標)2+(分辨力誤差)2]   
】中“σ”及“σ平”的確切含義是什么?——“σ”就是上面那個σ*嗎?“σ平”就是上面那個σ*除以根號N嗎?
5#
285166790 發(fā)表于 2016-12-12 13:26:58 | 只看該作者
       我先說說【對不確定度論質(zhì)疑3】的看法吧:這個問題可以歸納為:“在一個測量中,被測物體本身的性能是否對測量有影響。”答案是顯而易見的,一個分辨率,穩(wěn)定性較差的儀器,哪怕我們用再高準確度等級的標準器,也難以獲得理想的測量結果,如果被測儀器讀數(shù)不穩(wěn)定,或者分辨率太大,分辨率以內(nèi)的數(shù)值無法進一步判讀,這都會對測量造成直接的影響。這只是內(nèi)因,測量環(huán)境等外因同樣對測量結果造成重要影響,最普遍的例子就是我們在測量中溫濕度都要控制在一定范圍內(nèi),即使如此有些儀器還是會受到環(huán)境的影響而發(fā)生數(shù)值上的改變,這都不是提高計量標準準確度就能解決的。
6#
吳下阿蒙 發(fā)表于 2016-12-12 15:33:55 | 只看該作者
本帖最后由 吳下阿蒙 于 2016-12-12 15:56 編輯
285166790 發(fā)表于 2016-12-12 13:26
我先說說【對不確定度論質(zhì)疑3】的看法吧:這個問題可以歸納為:“在一個測量中,被測物體本身的性能 ...


按照不確定度評定方案中。被測儀器引入的不確定度分量一般考慮的有兩個,一個是重復性測試引入的分量A,一個是儀器的分辨力引入分量B,而且需要比較并保留兩者中較大者。

我之前發(fā)帖詢問過引入分辨力的原因和在什么情況下需要引入分辨力。最后辯論的結果并不統(tǒng)一,也不讓感覺滿意。

我在電源電壓評定中發(fā)現(xiàn)一個非常大的疑問。
假設我這里有一臺電源,輸出非常穩(wěn)定,即重復性引入分量A非常小,但安裝在上面的顯示屏分辨力非常差,比如只有1位小數(shù),那么此時電源的分辨力引入分量B>>A。現(xiàn)在我設定一個電壓值10V,顯示屏顯示為10.0V,我現(xiàn)在用萬用表測試電源電壓,希望知道電源實際輸出的多少V電壓值U。
1.按照引入分辨力的不確定度評定方案,由于此分辨力很低,B>>A,故取分量B. 然后和別的分量C合成出不確定度u1。

2.如果此時我把此顯示屏遮擋住呢?遮擋后應該并不影響我希望知道電源實際輸出的多少V電壓值U吧?那么,此時我評定不確定度時,由于沒有儀器的分辨力(很多電源確實是沒有表顯的),自然只能只考慮A,然后和別的分量C合成不確定度u2.

很明顯C是相同的,B>>A,那么u2>u1。這明顯是一個錯誤的結論。。。但錯在哪了呢????

如您所說分辨率以內(nèi)的數(shù)值無法進一步判讀,這都會對測量造成直接的影響,那么是否是只有在引入的表顯值時才應該考慮此分量呢????不僅像例中根本用不到表顯的物理量的評定。現(xiàn)在,隨著自動化的不斷跟進,很多時候已經(jīng)開始使用儀器自動抓取儀器內(nèi)部的值(很明顯這個是個計算值,小數(shù)位很多),這種情況,其實如同例中那樣,表顯完全是沒有起到作用的。。。。那么這個分辨力該何去何從呢??

PS:實例我確實是在評定一個型號電源時出現(xiàn)了此情況,此電源重復性非常之好,我使用的測試標準器也非常的高,但此電源分辨力很差(只有兩位小數(shù)),此時引入分辨力評定時,不確定度U很大(且分辨力分量遠大于其他分量,造成不確定度U基本就等于分辨力引入的分量)。說實話,這看上去就非常的有問題。。。附件為我之前評的不確定度報告(新手啊-,-有什么建議請指正,謝謝。注意看最后的數(shù)據(jù))

電源電壓不確定度評定.docx

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7#
 樓主| 史錦順 發(fā)表于 2016-12-12 16:49:26 | 只看該作者
本帖最后由 史錦順 于 2016-12-12 17:01 編輯
njlyx 發(fā)表于 2016-12-12 13:01
按全文的表述“猜測”: 樓主所指“被校測量儀器”的“系統(tǒng)誤差”,實際 ...

      

       主帖的最后一段,原文為:

        修正值M的誤差元為
                    r = M - Z
                          =±Rβ ±3σ ±分辨力誤差
       修正值的誤差范圍是
                   R = √[Rβ2+(3σ)2+ (分辨力誤差)2]
       修正后的測量結果:
                   Z = M ± R

       應改為:
       修正后,測得值M的誤差元為
                    r = M - Z
                          =±Rβ ±3σ ±分辨力誤差
       測得值M的誤差范圍是
                   R = √[Rβ2+(3σ)2+ (分辨力誤差)2]
       修正后的測量結果:
                   Z = M ± R

--------------------------------------
       當計量標準的隨機誤差比被校儀器的隨機誤差小3倍或更小時,由于是“方和根”合成,σ與σ*的差別是可以忽略的。因此,——“σ”就是上面那個σ*,“σ”就是上面那個σ*除以根號N。
-
8#
njlyx 發(fā)表于 2016-12-12 18:02:43 來自手機 | 只看該作者
史錦順 發(fā)表于 2016-12-12 16:49
主帖的最后一段,原文為:

        修正值M的誤差元為

若如此,σ*近似作為σ是說的通的,但如此σ(平)可能"有些含糊"?(含義是什么?)  相應的"分辨力誤差"是如何"合理"進入的?它與σ*之間沒有什么"官司"嗎??………有機會上電腦時"掰扯"一下。
9#
 樓主| 史錦順 發(fā)表于 2016-12-12 18:06:22 | 只看該作者
285166790 發(fā)表于 2016-12-12 13:26
我先說說【對不確定度論質(zhì)疑3】的看法吧:這個問題可以歸納為:“在一個測量中,被測物體本身的性能 ...

-
       測量的示值,由被測量與測量儀器共同決定。示值的變化量,既可能是被測量的變化,也可能是測量儀器的變化。這時要求測量儀器的變化遠遠小于被測量的變化。儀器的變化可以忽略,使示值的變化等于被測量的變化,這就是成功的統(tǒng)計測量的情況。
-
       在計量中,測量對象是儀器的變化。如果計量標準足夠好,示值的變化完全由被檢儀器引起,就是理想的情況。如果標準的標稱值等于真值,那就沒有計量誤差。計量的誤差是由標準的性能引起的,與被檢儀器的性能無關。如果被檢儀器的分辨力誤差很小,就是這種情況。
-
       被檢儀器的分辨力,可能影響到誤差量的測準的程度。靠被檢儀器的分辨力,讀出誤差量的測得值,就可能帶來和該分辨力相等的“分辨死區(qū)”。這是計量裝置分辨力不夠時,可能出現(xiàn)的情況,是計量裝置的缺欠,應該改進。辦法是:標準裝置的分辨力要比被檢儀器高10倍(如衡器計量中的小砝碼,頻率計量中的高分辨力頻率綜合器)。計量(檢定或校準)時,細調(diào)標準的輸出值,使被檢儀器的示值誤差的絕對值達到最大值。于是就可以表達出儀器的分辨力誤差。被檢儀器的示值的隨機變化,被檢儀器分辨力差,造成的示值與標準值的差值,都是測量儀器誤差的體現(xiàn),要算在儀器的誤差上,而不是計量的誤差。計量操作者的任務是找到儀器的最大誤差。因為儀器誤差的指標值,規(guī)定就是誤差絕對值的最大可能值。
-
       計量的誤差取決于計量標準,而不能與被檢儀器的性能有關,是個區(qū)分對象與手段的邏輯問題,不能含混。
       測量的誤差,決定于測量儀器,與被測量無關;計量的誤差,決定于計量標準,與被檢儀器無關。這是測量計量的基本原則。
-
10#
njlyx 發(fā)表于 2016-12-12 19:09:27 來自手機 | 只看該作者
你那個"電源"的"輸出電壓"是否可根據(jù)需要"調(diào)節(jié)"?使用者根據(jù)什么獲知"輸出電壓"的"設定值"?……如果你的"電源"的"輸出電壓"就是固定的一檔或有限幾檔,各檔的"輸出電壓設定值"是已知不可調(diào)的,面板上的"電壓表指示"只是大致表達"工作狀態(tài)是否正常"?那此電壓表的"分辨力"便似不應該影響"電源"輸出電壓的"不確定度"?…不然,………

補充內(nèi)容 (2016-12-12 20:30):
對6#說.....
11#
csln 發(fā)表于 2016-12-12 19:38:03 | 只看該作者
本帖最后由 csln 于 2016-12-12 19:39 編輯
吳下阿蒙 發(fā)表于 2016-12-12 15:33
按照不確定度評定方案中。被測儀器引入的不確定度分量一般考慮的有兩個,一個是重復性測試引入的分量A, ...


關于分辨力對測量結果不確定度的影響,爭論了那么多,你還沒弄明白,需要去看點書,了解一下計量器具的工作原理了

說白了,被檢儀器的分辨力是否會對不確定度有影響,要看顯示的值是測量輸出信號而來的一個測量值還是就是一個指示值,若就是一個指示值(比如程控儀器,顯示的值是內(nèi)部處理器直接送指標器指示,又比如分檔式指示,開關直接打到一個位置指示相應的值),無論分辨力是多少、就算你把顯示器蓋住、或者根本就沒有顯示值,都是一樣的,對不確定度無影響

12#
285166790 發(fā)表于 2016-12-12 22:28:16 | 只看該作者
本帖最后由 285166790 于 2016-12-12 22:30 編輯
吳下阿蒙 發(fā)表于 2016-12-12 15:33
按照不確定度評定方案中。被測儀器引入的不確定度分量一般考慮的有兩個,一個是重復性測試引入的分量A, ...


       同意樓上的看法,這個問題我當時也是參與了討論的。是否要考慮分辨力,最簡單的方法就是看這個顯示值是否真的有用,如果說遮上了也不影響儀器的使用,那就無需考慮顯示值的分辨力,重復性的什么的。

補充內(nèi)容 (2016-12-13 08:17):
有些儀器的顯示只是起一個設定值的作用,其實就是是一個固定值,不是儀器的測量值。
13#
吳下阿蒙 發(fā)表于 2016-12-13 09:14:43 | 只看該作者
本帖最后由 吳下阿蒙 于 2016-12-13 09:38 編輯
csln 發(fā)表于 2016-12-12 19:38
關于分辨力對測量結果不確定度的影響,爭論了那么多,你還沒弄明白,需要去看點書,了解一下計量器具的工 ...


我理解你的意思,。此次的電源顯示是內(nèi)部電壓表的讀取值,比如設定10V,其顯示值有時不是10V,即不是程控值,比如可顯示為10.01V,我們稱回讀電壓值。但我的例子中,可以看到, 并沒有關注這個值(這個顯示值就是內(nèi)部安裝的電壓表測試的結果),即無論此顯示值是何種原理,在求例中的實際輸出電壓都用不到此表顯,那么我的例子難道不成立嘛???

你可以看看我例中的未知量是什么。
1.設定值10V時,電源實際輸出電壓值U1,設定值誤差A=U1-10V
2.設定值10V時,表顯電壓值為U2(回讀值,非程控),電源實際輸出電壓值為U1,回讀值誤差B=U1-U2。
這兩者是不同的,1中明顯沒有牽涉到表顯值(無論什么原理),而2中牽涉表顯值,但我后面引申說了,在自動化測試中,這個U2并非讀取表顯上那個分辨力的電壓值,而是直接抓取電源內(nèi)部安裝的電壓表的值,那么這樣,1和2還要考慮分辨力嘛????

附件為一電源的說明書,可以看到設定值setting和回讀值readback有著不同的MPEV要求。

123456789.bmp (771.04 KB, 下載次數(shù): 737)

123456789.bmp

Series2200_0.pdf

295.92 KB, 下載次數(shù): 0, 下載積分: 金幣 -1

14#
吳下阿蒙 發(fā)表于 2016-12-13 09:15:06 | 只看該作者
csln 發(fā)表于 2016-12-12 19:38
關于分辨力對測量結果不確定度的影響,爭論了那么多,你還沒弄明白,需要去看點書,了解一下計量器具的工 ...

我理解你的意思,。此次的電源顯示是內(nèi)部電壓表的讀取值,比如設定10V,其顯示值有時不是10V,即不是程控值,比如可顯示為10.01V,我們稱回讀電壓值。但我的例子中,可以看到, 并沒有關注這個值(這個顯示值就是內(nèi)部安裝的電壓表測試的結果),即無論此顯示值是何種原理,在求例中的實際輸出電壓都用不到此表顯,那么我的例子難道不成立嘛???

你可以看看我例中的未知量是什么。
1.設定值10V時,電源實際輸出電壓值U1,設定值誤差A=U1-10V
2.設定值10V時,表顯電壓值為U2(回讀值,非程控),電源實際輸出電壓值為U1,回讀值誤差B=U1-U2。
這兩者是不同的,1中明顯沒有牽涉到表顯值(無論什么原理),而2中牽涉表顯值,但我后面引申說了,在自動化測試中,這個U2并非讀取表顯上那個分辨力的電壓值,而是直接抓取電源內(nèi)部安裝的電壓表的值,那么這樣,1和2還要考慮分辨力嘛????
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吳下阿蒙 發(fā)表于 2016-12-13 09:34:14 | 只看該作者
njlyx 發(fā)表于 2016-12-12 19:09
你那個"電源"的"輸出電壓"是否可根據(jù)需要"調(diào)節(jié)"?使用者根據(jù)什么獲知"輸出電壓"的"設定值"?……如果你的" ...

現(xiàn)在的電源或者負載等可輸入指示的儀表,一般屏幕都會顯示很多東西的。比如電源,我設定10V,那么可能在屏幕的下方顯示U設=10V(此字符較小),而在屏幕中央會顯示一個值,假設為10.01V,這個是電源內(nèi)部安裝的電壓表測試值(即電源檢定規(guī)程中說的電壓表電流表誤差,稱回讀電壓,為中央大圖顯示)。設定值和回讀值不等是非常正常的現(xiàn)象,電源如果負載效應明顯,同設定10V,滿載和空載條件下,回讀電壓值差的非常的多。

補充內(nèi)容 (2016-12-13 10:38):
有時我們使用電源時都自己外接電壓表(電源就算有表顯,很多時候分辨力也跟不上),此時就要求設定值盡量的接近實際輸出值,即設定電壓MPEV
16#
csln 發(fā)表于 2016-12-13 10:01:23 | 只看該作者
本帖最后由 csln 于 2016-12-13 10:04 編輯
吳下阿蒙 發(fā)表于 2016-12-13 09:15
我理解你的意思,。此次的電源顯示是內(nèi)部電壓表的讀取值,比如設定10V,其顯示值有時不是10V,即不是程控 ...


你的例子穩(wěn)壓電源輸出電壓測量結果是相對于你的設置值的,設置值與回讀值無關,所以穩(wěn)壓電源輸出電壓測量結果不確定度與回讀電壓指示分辨力無關

回讀電壓誤差是另一個測量結果,若你要測量這個參量,此測量結果與回讀電壓指示有關,這個測量不確定度與回讀電壓指示分辨力有關

要分清你的測量結果是那個物理量的,不確定度是這個測量結果的不確定度,與這個量的測量結果有關的量才是不確定度的影響量
17#
 樓主| 史錦順 發(fā)表于 2016-12-13 10:30:09 | 只看該作者
本帖最后由 史錦順 于 2016-12-13 11:05 編輯

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                           測量計量的公式推導
                                         —— 兼論不確定度論的錯誤(2)
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                                                                                                          史錦順
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(七)測量計量中的統(tǒng)計理論
1 單值的σ與平均值的σ
       量值有常量與統(tǒng)計變量之分,測量就有基礎測量與統(tǒng)計測量之分。對常量的測量,是基礎測量,對統(tǒng)計變量的測量,是統(tǒng)計測量。
       在基礎測量中,測量儀器是手段。儀器的隨機因素引入的測得值的隨機誤差,可以通過多次測量的辦法來縮小。
       基礎測量中,測得值是M平,平均值的標準隨機誤差是σ,隨機誤差范圍是3σ

       在統(tǒng)計測量中,儀器的誤差可略,測得值的變化,體現(xiàn)的是被測量的統(tǒng)計特性。被測量的分散性要用單值的σ來表征。
       統(tǒng)計測量中,量值的表征量是M,標準偏差是σ,偏差范圍是3σ。
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2 統(tǒng)計試驗的方式必須與統(tǒng)計實踐的方式一致
       測量儀器的誤差中,有隨機誤差。誤差的分析表達與合成方法,要用統(tǒng)計的方法。
       著眼統(tǒng)計的量值稱統(tǒng)計變量或統(tǒng)計函數(shù)。測量計量中的變量是研究的對象,可能是量值,也可能是誤差量。
       統(tǒng)計的自變量一般是時刻,采樣編號是時刻的順序號,這稱“時域統(tǒng)計”;采樣編號也可能是各臺儀器的編號,這稱“臺域統(tǒng)計”。
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       用一臺儀器進行多次(例如20次)重復測量,對量值的統(tǒng)計就是時域統(tǒng)計。計量測量的統(tǒng)計,生產(chǎn)檢驗、計量公證、應用測量的統(tǒng)計,都是時域統(tǒng)計。
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       用多臺(例如20臺)儀器同時測量一個量,這時的統(tǒng)計以各臺儀器編號為自變量,這是臺域統(tǒng)計。
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       應用測量的統(tǒng)計,是統(tǒng)計實踐;此前的準備工作,如生產(chǎn)、計量、檢驗或試驗的統(tǒng)計,是統(tǒng)計試驗。
       統(tǒng)計試驗的方式必須與統(tǒng)計實踐的方式一致。
-
3 對統(tǒng)計變量的統(tǒng)計,包括對常量的統(tǒng)計
       常量是統(tǒng)計變量的特例。對統(tǒng)計變量的統(tǒng)計,也必須包括對常量的統(tǒng)計。測量計量中的統(tǒng)計,是對隨機誤差的統(tǒng)計,也要包括對常量的統(tǒng)計,即對系統(tǒng)誤差的統(tǒng)計。
-
       微分與積分,都是對變量的操作。對一個函數(shù),可以做微分,也可以做積分。函數(shù)的內(nèi)容不僅有自變量項,還包含有常數(shù)項。微分可以對函數(shù)進行,也可以對常數(shù)進行。對常數(shù),可以微分,也可以積分。
       統(tǒng)計,不過是求和、平均,平方求和、平均,開方等。對變量對常量都可以進行。
-
       常量是變量的特例;同樣,系統(tǒng)誤差可以看成是隨機誤差的特例。能對隨機誤差統(tǒng)計,也能對系統(tǒng)誤差進行統(tǒng)計。要特別注意:系統(tǒng)誤差是“恒值”,方差為零,平均值是其自身,而系統(tǒng)誤差的范圍,就是其絕對值。
-
       對系統(tǒng)誤差能統(tǒng)計,就能對誤差函數(shù)(包括隨機誤差和系統(tǒng)誤差)整體進行統(tǒng)計,于是,在“系統(tǒng)誤差為恒值”的條件下,就可以推導出新的誤差合成公式。
-
【對不確定度論質(zhì)疑7】  
       1 定義σ為標準不確定度,于是不確定度就不能表征統(tǒng)計變量的分散性。
       測量儀器示值的分散性,是3σ,而不是3σ。于是儀器的不確定度,就低估了。
-
       2 在“多臺儀器測量同一量”的情況下,同型號規(guī)格的儀器,各臺儀器系統(tǒng)誤差不同,可以認為系統(tǒng)誤差是隨機的(對各臺來說,系統(tǒng)誤差各不相同)。但這只適用于“臺域統(tǒng)計”。在時域統(tǒng)計中,是一臺儀器多次重復測量一個量,系統(tǒng)誤差是恒值(或近似恒值),把系統(tǒng)誤差按隨機誤差處理,是錯誤的。不確定度論的GUM法,犯了“統(tǒng)計方式錯位”這個根本性的錯誤。
-
       不確定度論硬把系統(tǒng)誤差變成隨機誤差,那是行不通的死胡同。
       隨機誤差與系統(tǒng)誤差一起統(tǒng)計,這就開辟了誤差合成的新路。
-
(八)誤差合成的新理論——交叉系數(shù)決定合成法
1 誤差合成的原則、途徑與方法
       誤差量的特點是其絕對性與上限性。誤差合成的原則是保險性與合理性。保險第一,合理第二;在保險的基礎上追求合理。
       保險的含義是確定的誤差范圍值要包括誤差元的最大可能值。合理的含義是確定的誤差范圍值要盡可能接近實際值,就是要利用誤差量之間存在的抵消性。
       誤差量要絕對化,方式有兩種。
       第一種方式是直接對誤差元取絕對值。經(jīng)典誤差理論對系統(tǒng)誤差直接取絕對值,合成取絕對和,保險,但偏于保守。而隨機誤差可正可負,有相互抵消作用,直接取絕對值不能體現(xiàn)隨機誤差的特點。第一種方式不能貫通。
       第二種方式是取“方根”。初等數(shù)學規(guī)定:開平方的根取正值。本文提出用“方根法”,可以貫通于隨機誤差與系統(tǒng)誤差。注意保險性與合理性,得出各種使用條件下的誤差合成公式。取“方根”,按交叉系數(shù)近于1還是近于零來確定公式,可推導出“絕對和”與“方和根”兩種方法。交叉系數(shù)的取值,體現(xiàn)誤差量間的能否抵消的相互關系。
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       誤差合成的途徑也有兩種。第一種途徑是“方差合成”,其基本條件是隨機性。 不確定度理論合成的途徑是方差合成,其方針是統(tǒng)一采用“方和根法”,對隨機誤差的處理與經(jīng)典誤差理論相同,沒有問題;但對系統(tǒng)誤差的處理,行不通。
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       第二種途徑是“范圍合成”。本文著眼于范圍,貫通了兩類誤差合成的各種情況。要點是統(tǒng)籌隨機誤差與系統(tǒng)誤差的處理,把隨機誤差元變成是誤差范圍的直接構成單元。為此,用或正或負的恒值β代表系統(tǒng)誤差元;用三倍的隨機誤差元3ξi 代表隨機誤差對誤差范圍的貢獻單元。這樣,系統(tǒng)誤差β與隨機誤差元3ξ對誤差范圍的貢獻權重相同。于是,公式推導與合成處理,都簡潔方便。

       誤差合成新理論的要點與特點如下:
       1)體現(xiàn)誤差量的兩大特點:絕對性和上限性。
       2)通過取方根,實現(xiàn)誤差量的絕對值化;可以貫通于隨機誤差和各種系統(tǒng)誤差。
       3)著眼于“范圍”。進行各誤差元到誤差范圍的合成;進行分項誤差到總誤差范圍的合成。
       4)由交叉系數(shù)決定合成法的選取。避開有歧義的相關系數(shù)概念。
       5)合成中,只需辨別誤差的性質(zhì)(隨機誤差還是系統(tǒng)誤差),大系統(tǒng)誤差還是小系統(tǒng)誤差。不需辨別相關性。與分布無關。
       6)依誤差性質(zhì)、項數(shù)的不同,把交叉系數(shù)典型化為0或1,由此得到誤差合成的具體方法。
       誤差合成方法口訣:兩三項大系統(tǒng)誤差,絕對值相加;再與其他項合成,一律方和根。  
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2 單項隨機誤差元構成的誤差范圍
       按統(tǒng)計理論,隨機誤差是正態(tài)分布(N不大時有t分布)。以3σ為半寬的分布區(qū)間,包含概率大于99%。
       對隨機誤差,有如下定義與關系:
       1)隨機誤差元等于測得值減“測得值的期望值”。隨機誤差元的期望值是零。隨機誤差元為:
                 ξi = Xi - EX                                                                      (1)
       2)標準誤差定義為
                 σ=√[(1/N)∑ξi2]                                                               (2)  
       3)用測得值的平均值代換(2)式中的期望值,得到著名的貝塞爾公式:
                 σ=√{[1/(N-1)]∑(Xi-X)2}                                                (3)
        易于證明,存在如下關系:
                 ∑(Xi -X) = 0
       4)隨機誤差范圍
                 R = 3σ(ξ)=3√(1/N)∑ξi 2
                       =√(1/N)∑(3ξi)2                                                       (4)
       5)由公式(4),有:  
                 R=3σ = FG(3ξ)                                                             (5)
       σ是方差的根,是“均方根”。屬于“方差量”。
       如(5),3σ、FG(3ξ )是隨機誤差范圍。簡稱“范圍”。
       著眼誤差范圍,取方根時,以3ξ為隨機誤差元,則隨機誤差對誤差范圍的權重為1,與系統(tǒng)誤差權重相同。
       隨機誤差范圍等于FG(3ξ) 是新公式,僅限于在推導合成公式時使用。通常應用仍是隨機誤差范圍等于3σ。
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3 單項系統(tǒng)誤差元構成的誤差范圍
       系統(tǒng)誤差元用β表示。β是或正或負的恒值。
       單個系統(tǒng)誤差構成的誤差范圍:
                 R = √[(1/N)∑βi 2 ]
                       = √β2
                       = |β|                                                                        (6)

    單個系統(tǒng)誤差構成的誤差范圍,是該系統(tǒng)誤差的絕對值。
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4 誤差合成的理論基礎
       直接測量,由物理機制確定測量方程,給出測得值函數(shù)。間接測量的測得值是各直接測量測得值的函數(shù)。函數(shù)的改變量,等于函數(shù)對各個自變量偏微分的和。就是泰勒展開的一級近似。
               f(x,y) = f(xo,yo)+(?f/?x)(x-xo)+(?f/?y)(y-yo)                           (7)
               f(x,y) - f(xo,yo) = (?f/?x)Δx + (?f/?y)Δy                                  (8)
               Δf = (?f/?x)Δx + (?f/?y)Δy                                                     (9)
   
       公式(9)是偏差關系的普遍形式。對所研究的特定函數(shù)來說,?f/?x、?f/?y是常數(shù)。
       偏差關系用于測量計量領域,x是測得值,xo是真值,Δx是測得值x的誤差元;y是測得值,yo是真值,Δy是測得值y的誤差元;f(x,y)是間接測量被測量的函數(shù)值,f(xo,yo) 是函數(shù)的真值,Δf= f(x,y)-f(xo,yo) 是函數(shù)值的誤差元。

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5 交叉系數(shù)的一般表達
       設函數(shù)的誤差由兩項誤差Δx、Δy引起。把分項誤差作用的靈敏系數(shù)與該項誤差歸并,記為:
               (?f/?x)Δx = ΔX  
               (?f/?y)Δy = ΔY
       函數(shù)的誤差元式(9)變?yōu)椋?br />                Δf =ΔX +ΔY                                                                     (10)
       誤差范圍要求絕對化與最大化。絕對化的辦法是取方根,最大化要求推導過程中取最大值。
       對(10)式兩邊平方并求統(tǒng)計平均值:
                (1/N)∑Δfi2 =(1/N)∑(ΔXi +ΔYi)2
                                =(1/N)∑ΔXi2 + 2(1/N)∑ΔXiΔYi+(1/N)∑ΔYi2     
                RΔf2 = RΔX2 + 2(1/N)∑ΔXiΔYi + RΔY2                                 (11)
    (11)式右側的第一項為ΔX范圍的平方RΔX2 ;第三項為ΔY范圍的平方RΔY2 ;第二項是交叉項,是我們研究的重點對象。

       交叉項為
                 2(1/N)∑ΔXiΔYi

                             = 2 [(1/N)(∑ΔXiΔYi)/(RΔXRΔY)] ×(RΔXRΔY)
                             = 2 J RΔXRΔY                                                      (12)
       (12)式中的J為:
                  J =(1/N)(∑ΔXiΔYi) / (RΔXRΔY)                                          (13)
       稱 J 為交叉系數(shù)。
       當交叉系數(shù)為0時誤差范圍的合成公式變?yōu)椤胺胶透保?
                  RΔf=√(RΔX2+RΔY2)                                                          (14)      
       當交叉系數(shù)為+1時誤差范圍的合成公式變?yōu)椤敖^對和”:
                   RΔf=|ΔX| +|ΔY| =RΔX + RΔY                                          (15)
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6 隨機誤差間合成的交叉系數(shù)
       對隨機誤差的合成,若著眼于“方差量”,ΔX是ξx , 代換為[X-X];ΔY是ξy ,代換為[Y-Y],有:
                  J=[1/(N-1)][∑[Xi-X][(Yi-Y)] / [σXσY]                            (16)
       由于ξx 、ξy 是隨機誤差,可正可負,可大可小,有對稱性與有界性,多次測量,是大量的,因此,隨機誤差間的合成的交叉系數(shù)為零(或可以忽略)。(15)式是當前不確定度論引用的統(tǒng)計理論的相關系數(shù)公式(皮爾遜公式)。這個公式對隨機誤差是對的;對系統(tǒng)誤差,不成立(不能代換)。(16)式對系統(tǒng)誤差必為零。
       隨機誤差合成,是“方和根”:
                  R[sub]Δf
=√[RΔX2 +RΔY2] =√[(3σX)2+(3σY)2]                        (14)
                   σf =√[σX2Y2]       (原方差合成)                            (14.1)
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7 隨機誤差與系統(tǒng)誤差合成的交叉系數(shù)
       兩個分項誤差,一個是隨機的,記為ξ,考慮到對誤差范圍的權重,取單元量為3ξ(對應ΔX);一個是系統(tǒng)的(重復測量中不變),記為β(對應ΔY)。
       代入公式(13),有
                 J =(1/N)(∑3ξiβ) / [R Rβ]           
       系統(tǒng)誤差元β是恒值,可以提出來,有
                 J =(1/N) (3β∑ξi) / [RRβ]                                         (17)
       大量重復測量(例如N=20,N不得小于10)中,(17)式中的∑ξi  等于零或可以忽略,因此 J 近似為0,可以忽略。“方和根法”成立:
                 RΔf=√[β2+(3σ)2]                                                            (18)
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8 系統(tǒng)誤差與系統(tǒng)誤差合成的交叉系數(shù)
       設(13)式中ΔX為系統(tǒng)誤差βx ,ΔY為系統(tǒng)誤差βy,有
                 RΔX =√[(1/N)∑ΔXi2]= |βx|                                                (19)
                 RΔY =√[(1/N)∑ΔYi2]= |βy|                                                (20)
       則系統(tǒng)誤差的交叉系數(shù)為
                J = (1/N)(∑βxiβyi) / [|βx| |βy|]   
                   = βxβy / [|βx||βy|]
                   = ±1                                                                              (21)
       即有
                |J|=1                                                                                 (22)
       當βx與βy同號時,系統(tǒng)誤差的交叉系數(shù)J為+1;當βx與βy異號時,系統(tǒng)誤差的交叉系數(shù)J為-1。
       當系統(tǒng)誤差的交叉系數(shù)為+1時,(11)式變?yōu)椋?br />                   RΔf2 = |βx2| + 2|βx||βy| + |βy|2 = (|βx|+|βy|)2
       即有
                  RΔf = |βx| + |βy|                                                               (23)
      (23)式就是絕對值合成公式。簡稱“絕對和” 。
       當系統(tǒng)誤差的交叉因子為-1時,(23)式變?yōu)槎坎畹墓健R驗橥ǔV皇侵老到y(tǒng)誤差之誤差范圍,又鑒于誤差量“上限性”的特點,誤差范圍要求取最大可能值,二量差的公式不能用。
       測量儀器的誤差范圍指標值因以系統(tǒng)誤差為主,要視其為系統(tǒng)誤差值,按系統(tǒng)誤差處理。
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9 關于合成方法的主張
       通常,測量儀器以系統(tǒng)誤差為主。考慮到系統(tǒng)誤差、隨機誤差都是客觀存在,提出如下主張:
       1)隨機誤差范圍之間,用“方和根法”。
       2)隨機誤差范圍與系統(tǒng)誤差范圍之間,用“方和根法”。
       3)有多項中小系統(tǒng)誤差項,僅有一項大系統(tǒng)誤差(或沒有大系統(tǒng)誤差),它們之間的交叉系數(shù),可能是+1,也可能是-1,有相互抵消、或部分抵消的作用,這樣,可以用“方和根法”。
       4)直接測量僅有兩三項系統(tǒng)誤差,要用“絕對和法”(適用于研制中確定儀器指標)。
       5)間接測量,有兩三項儀器的誤差范圍,要用“絕對和法”。
       6)有多項誤差,在兩項或三項大系統(tǒng)誤差之間用“絕對和法”,其余的各種處理,用“方和根法”。總稱謂是“混合法”。
       誤差合成概要:在兩項(或三項)大系統(tǒng)誤差間取“絕對和”,此和值再與其他各項一起取“方和根”。
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【對不確定度論質(zhì)疑8】
       由不確定度的構成體系:標準不確定度-合成不確定度-擴展不確定度,可以看出,“誤差合成”(不確定度合成)問題,是不確定度論的主線。不確定度理論的基本思路是實現(xiàn)“方和根法”。
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       “方和根”處理隨機誤差,沒問題。但對系統(tǒng)誤差,碰壁了。
       對系統(tǒng)誤差實行“方和根法”,產(chǎn)生三大難關:1)化系統(tǒng)誤差為隨機誤差;2)認知誤差量的分布規(guī)律;3)假設不相關。
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       不確定度論過第一關,犯了“統(tǒng)計方式錯位”的錯誤。所用統(tǒng)計方式,是生產(chǎn)場合的對多臺儀器的“臺域統(tǒng)計”。這只適用于用多臺(例如20臺)儀器同時測量一個量的情況。這種情況,在應用測量中是極特殊的情況,如國際物理常數(shù)的測量、國際標準時刻定標等,是用多臺儀器同時測量一個量,此時是“臺域統(tǒng)計”。但是,對通常的測量計量來說,“用多臺儀器同時測量一個量”是一種不符合實際的空想。大量現(xiàn)實是生產(chǎn)、檢測、計量、應用測量的時序進程。在檢測、計量、應用測量各個場合,都是用一臺儀器重復測量一個物理量。統(tǒng)計是對重復測量的統(tǒng)計,這種統(tǒng)計是“時域統(tǒng)計”。在時域統(tǒng)計中,隨機誤差是統(tǒng)計變量,而系統(tǒng)誤差是恒值。
       不確定度論的統(tǒng)計方式錯位,把“時域統(tǒng)計”當成“臺域統(tǒng)計”。把系統(tǒng)誤差的恒定值當成隨機量,被統(tǒng)計量的性質(zhì)弄錯了;于是所認定的“分布”錯了;而假設“不相關”,對系統(tǒng)誤差,是根本性的錯誤。這樣,不確定度論過三關的所作所為,都掉坑里了。
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       把恒值的系統(tǒng)誤差說成是隨機誤差,把時域統(tǒng)計的“單脈沖分布”說成是“均勻分布”,把交叉系數(shù)絕對值為1的兩項強相關系統(tǒng)誤差,說成是“不相關”——難道這些不是胡說八道嗎?胡說八道的理論,還不該廢棄嗎?

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18#
吳下阿蒙 發(fā)表于 2016-12-13 10:36:04 | 只看該作者
本帖最后由 吳下阿蒙 于 2016-12-13 10:45 編輯
csln 發(fā)表于 2016-12-13 10:01
你的例子穩(wěn)壓電源輸出電壓測量結果是相對于你的設置值的,設置值與回讀值無關,所以穩(wěn)壓電源輸出電壓測量 ...


好的,現(xiàn)在在設置電壓上我們意見是一致的,即和分辨力無關。那么最終結果,和上次討論的規(guī)矩灣先生結果,即和測量模型先關,比如設定值誤差A=U1-10V,就沒表顯值什么事,而B=U1-U2,就牽涉表顯。

那么,引申后面的呢?即自動化后,回讀值誤差B=U1-U2(U1為標準表測試值,U2為電源回讀,即表顯),但問題是,此處的U2并非讀取至表顯,而是來自電源內(nèi)部抓取。 您應該知道,一般數(shù)顯表假設表顯為10.01,實際內(nèi)部的值位數(shù)是比這多的,比如為10.01234,這時候需要用到分辨力嘛??是否要將此處的內(nèi)部值修約至電源表顯值的位數(shù),然后引入分辨力呢???

19#
何必 發(fā)表于 2016-12-13 10:41:31 | 只看該作者
本帖最后由 何必 于 2016-12-13 10:46 編輯
吳下阿蒙 發(fā)表于 2016-12-13 09:15
我理解你的意思,。此次的電源顯示是內(nèi)部電壓表的讀取值,比如設定10V,其顯示值有時不是10V,即不是程控 ...



1、回讀值誤差應該是B=U2-U1?

2、設定值誤差應該是跟電源內(nèi)部的電壓表分辨力無關;

3、在你舉的例子里,如果人工讀取電壓表的數(shù)值“U2”,那么電壓表示值誤差(即通常所說的回讀誤差)應該要考慮電壓表的分辨力誤差;

4、在自動化校準中,通過通訊控制讀取的電壓值“U2”,這個“U2”通常位數(shù)很多(可能取決內(nèi)部存儲器的位數(shù)?),比電壓表回讀的位數(shù)多很多位,即分辨力比電壓表直接顯示的高,但是受電壓表本身準確度等級的控制(影響?),比電壓表顯示多出來的位數(shù)有時是“虛假”的,如果電壓表分辨力能夠滿足其準確度等級的要求的話,那么通常多出來的位數(shù)意義是不大的;如果電壓表分辨力不能夠滿足其準確度等級的要求的話,這種方法似乎可以提高分辨力(個人理解,不一定是對的)。
20#
吳下阿蒙 發(fā)表于 2016-12-13 11:31:37 | 只看該作者
本帖最后由 吳下阿蒙 于 2016-12-13 11:43 編輯
何必 發(fā)表于 2016-12-13 10:41
1、回讀值誤差應該是B=U2-U1?

2、設定值誤差應該是跟電源內(nèi)部的電壓表分辨力無關;


贊同您的觀點。儀器內(nèi)部的值的位數(shù)應該是虛的,所以,在自動化測試是U2是否應該修約至表顯的實際有效位數(shù),然后引入表顯的分辨力呢?這里是否牽涉到分辨力的定義問題?內(nèi)部值算不算可察覺的變化?





JJF1001中定義:分辨力——引起相應示值產(chǎn)生可察覺到變化的被測量的最小變化。(注:分辨力可能與諸如噪聲或摩擦有關,也可能與被測量的值有關。)    顯示裝置的分辨力——能有效辨別的顯示示值間的最小差值。

PS:抱歉,把樓帶歪了。。
21#
njlyx 發(fā)表于 2016-12-13 11:32:37 | 只看該作者
本帖最后由 njlyx 于 2016-12-13 11:34 編輯
史錦順 發(fā)表于 2016-12-13 10:30
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                           測量計量的公式推導
                                         —— 兼論不 ...


在基礎測量中,測量儀器是手段。儀器的隨機因素引入的測得值的隨機誤差,可以通過多次測量的辦法來縮小。
       基礎測量中,測得值是M平,平均值的標準隨機誤差是σ平,隨機誤差范圍是3σ平。


在您的“基礎測量”中,是否還存在所謂的“系統(tǒng)誤差”呢?
22#
何必 發(fā)表于 2016-12-13 11:50:42 | 只看該作者
[quote]吳下阿蒙 發(fā)表于 2016-12-13 11:31



1、你用“自動化測試的U2”,這時在測量模型中已經(jīng)不關“電壓表”的事了!為什么要糾結電壓表的分辨力?

2、“在自動化測試是U2是否應該修約至表顯的實際有效位數(shù),然后引入表顯的分辨力呢?”,這個我無法給你建議,我工作中遇到這種情況,通常的做法是:重復性測量若干次后,看這個“U2”在那一位上變化,通常就取到那一位(有時也會取到變化位后的一位),然后算出試驗標準偏差,通常這個偏差比變化位所代表的分辨力要大,所以忽略這個所謂的“分辨力”(個人的處理方法,不一定對,僅供參考)。
23#
吳下阿蒙 發(fā)表于 2016-12-13 12:04:18 | 只看該作者
何必 發(fā)表于 2016-12-13 11:50
[quote]吳下阿蒙 發(fā)表于 2016-12-13 11:31

=。=新手不懂就問嘛,之前我一直以為分辨力是必須要引入的呢。這不是越辯越清晰了嘛:)我之前一直糾結分辨力引入的原因啦
24#
njlyx 發(fā)表于 2016-12-13 12:05:48 | 只看該作者
本帖最后由 njlyx 于 2016-12-13 12:27 編輯



針對頂樓的問題——

在您的“基礎關系”【誤差元:測得值減真值
                    r = M-Z                                                                            (1)
       誤差范圍:誤差元的絕對值的一定概率(99%以上)意義上的最大可能值
                    R =|r|max = |M-Z|max                                                      (2)
】中,“誤差范圍”  R將如何實際“獲取”呢??

理論上,某個“測量儀器(系統(tǒng)、方案)”的“測量誤差”的“誤差元”r會有無窮多個可能的具體“取值”——

         r:= {r(1),r(2),.....,r(t-1),r(t), r(t+1),.....,r(t+N), r(t+N+1),.....,r(∞)}

人們通過“校準(標定)”之類的“手段”,總歸只能獲得其“有限個”所謂“誤差元”值{ r(t+1),.....,r(t+N)}的“測得值”{r*(t+1),.....,r*(t+N)},在假定“手段”很好的前提下,大致可以認為{r*(t+1),.....,r*(t+N)}與{ r(t+1),.....,r(t+N)}近似相等。

一般人的“思維”是:
        (1)  計算{r*(t+1),.....,r*(t+N)}的“樣本均值”μ*,作為 【 r:= {r(1),r(2),.....,r(t-1),r(t), r(t+1),.....,r(t+N), r(t+N+1),.....,r(∞)}】的“均值”μ的“估計值”;
         (2) 計算{r*(t+1),.....,r*(t+N)}的“樣本標準偏差”σ*,作為 【 r:= {r(1),r(2),.....,r(t-1),r(t), r(t+1),.....,r(t+N), r(t+N+1),.....,r(∞)}】的“標準偏差”σ的“估計值”。
         由此“獲得”【 r:= {r(1),r(2),.....,r(t-1),r(t), r(t+1),.....,r(t+N), r(t+N+1),.....,r(∞)}】的“分布范圍”估計為
               [ μ*-3σ*, μ*+3σ* ](99.7%)         (假定μ*與μ的差異可以忽略不計時。如果此差異不可忽略,則其中的σ*須以值略大的σ**替代,在一系列“附加假定”下可以適當“估計”出σ**,此處從略。)

您由{r*(t+1),.....,r*(t+N)}獲得R {定義為 |r|max }的“方法”具體如何呢?.....R =|r|max似乎只能算一個“定性說明”式?....業(yè)內(nèi)人士應該不會有“膽量”真的從可獲得的有限個“元”中,挑一個“絕對值最大”的“元”值作為您這個R吧?

25#
njlyx 發(fā)表于 2016-12-13 12:42:28 | 只看該作者
吳下阿蒙 發(fā)表于 2016-12-13 09:34
現(xiàn)在的電源或者負載等可輸入指示的儀表,一般屏幕都會顯示很多東西的。比如電源,我設定10V,那么可能在 ...


是否應該“引入”顯示表“分辨力”的“影響”,要看您所關心的“量”是否與該顯示表的“讀數(shù)”有關!...如果無關,好像沒有理由“引入”。

您的那個“電源”,應該不止一個“特征參量”,每個“特征參量”的“測量結果”都會有一個“測量不確定度”。但它(您的那個“電源”)應該不會像一般的“測量儀器”那樣,有個“儀器的測量不確定度”!
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