一項(xiàng)必要的基本知識：測量時誤差已知

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                                 一項(xiàng)必要的基本知識：測量時誤差已知
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                                                                                                                      史錦順
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1 等量代換法則
       量值是時間、空間、物質(zhì)、物體、現(xiàn)象的可定量確定的屬性。真值就是量的實(shí)際值。真值是可知的。
       量值的大小，體現(xiàn)為量值作用的大小。人靠認(rèn)識量值的作用來認(rèn)識量值。
       相等的量值，作用相同。相等的量值，可以互相代換。測量計(jì)量中，廣泛利用等量代換。等量代換的基本原理就是：若二量的作用相同，則此二量相等。這就是等量代換法則。
       測量計(jì)量中，基本方法是等量代換。就是用一般量代替特定的被測量。計(jì)量中的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，是一般量，而被測量就是特定量，各種各樣。
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2 誤差概念的泛指意義
       由于測量儀器不完善，測量存在誤差。
       誤差是測得值與真值的差距。誤差是個泛指的概念，包括誤差元與誤差范圍這兩個概念。
       誤差元定義為測得值減真值。誤差元僅能說明誤差概念的基本物理意義，但因儀器有隨機(jī)誤差，測得值與真值之差，可大可小、可正可負(fù)，細(xì)數(shù)有無限個。由于誤差元的多值性，沒法實(shí)際應(yīng)用。
       誤差范圍定義為誤差元絕對值的一定概率（大于99%）意義上的最大可能值。
       誤差量的特點(diǎn)是其絕對性與上限性。人們關(guān)心與實(shí)際應(yīng)用的是誤差量的絕對值和誤差元絕對值的最大可能值。誤差范圍是誤差量的實(shí)用功能單元。誤差范圍又稱準(zhǔn)確度、準(zhǔn)確度等級、極限誤差、最大允許誤差絕對值（MPEV）。
      誤差元僅僅用于推導(dǎo)誤差公式（確定系統(tǒng)誤差可以用于修正）；而實(shí)際工作中講究的是誤差范圍。因此議論誤差可知與不可知，誤差已知還是未知，測定誤差，判別誤差量的合格性，都是針對誤差范圍。
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3 測量計(jì)量的分工
       計(jì)量場合，有計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的誤差范圍可略，其量值可視為真值。于是計(jì)量中可以確定測量儀器的誤差范圍。計(jì)量中判別儀器的合格性，就是認(rèn)定被檢儀器的誤差范圍是否符合儀器指標(biāo)。
       測量，人們根據(jù)測量任務(wù)的需要，選用夠格的測量儀器來進(jìn)行測量。計(jì)量法規(guī)定，只有經(jīng)計(jì)量合格的儀器，才能用來測量。因此，人們在測量時，是知道測量儀器的誤差范圍值的。測得值為M，則測量結(jié)果為
                      L_真 = M ± R_{儀/指標(biāo)}                                                            （1）
       測量者得到測量結(jié)果（1），既知道了測得值，也知道了測量的誤差（誤差范圍R_{儀/指標(biāo)}）。只要選用的R_{儀/指標(biāo)}滿足實(shí)際工作的需要，就完成了測量任務(wù)。
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4 破解測量佯謬
       “真值不可知”，“誤差不能求”“準(zhǔn)確度是定性的”，這是不確定度體系出世時，射向誤差理論的三只毒箭，其目的是整死誤差理論，以推行不確定度體系。
       其實(shí)，那些否定誤差理論的說辭，都是“測量佯謬”。佯謬是假錯。說人家錯了，事實(shí)上人家沒錯。
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佯謬1  國家計(jì)量規(guī)范JJF1001之注
       JF1001—2011對測量誤差給出了如下注釋：測量誤差的概念在以下兩種情況下均可使用：
①當(dāng)涉及存在單個參考量值，如用測得值的測量不確定度可忽略的測量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)，或約定量值給定時，測量誤差是已知的；
②假設(shè)被測量使用唯一的真值或范圍可忽略的一組真值表征時，測量誤差是未知的。
【史評】
       這里的“已知”“未知”本質(zhì)是“可知”“不可知”。
       注①正確。
       注②錯誤，是測量佯謬。測量誤差范圍是研制時已確定，計(jì)量中已經(jīng)公證合格。被測量的真值與計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的真值可以等量代換，測量者不可能也沒必要在測量中來測定誤差。測量者使用經(jīng)過計(jì)量且合格的儀器進(jìn)行測量，是“已知”該儀器的誤差情況的。“測量誤差未知”是測量佯謬。
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佯謬2 《測量不確定度》一書前言
       在葉德培編《測量不確定度》一書中，陳芳允院士寫的序言稱：“對于測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，過去長期以來系用測量值相對于被測量值的誤差來表示，但是由于被測量的真值是一個未知數(shù)，因此使過去的表示法產(chǎn)生了定量的困難。”
【史評】
       確定測量儀器的測量誤差，是儀器制造、儀器計(jì)量的任務(wù)。儀器的測得值函數(shù)已知，則測量被測量特定真值時的誤差范圍，是已知的。這里的關(guān)鍵是：被測量的真值同標(biāo)準(zhǔn)的真值是等價的，作用相同，則量值相同。測得值相同，則真值相同。人們用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的真值確定儀器的誤差范圍。測量是使用已知誤差范圍的測量儀器進(jìn)行，不存在“定量的困難”。
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佯謬3   所謂“一個方程兩個未知數(shù)”
       童玲教授在《電子測量》講課（國防計(jì)量網(wǎng)）中說：誤差等于測得值減真值。這是一個方程兩個未知數(shù)（誤差、真值），誰也解不開。
【史評】
      要有測量計(jì)量的整體觀念。測量計(jì)量是一個整體。計(jì)量的任務(wù)是測定誤差范圍，判別合格性；測量是用經(jīng)計(jì)量合格的儀器測量被測量，在得到測得值的同時，是知道測量儀器的誤差范圍的。從測量計(jì)量的整體看，是兩個方程，兩個未知數(shù)。可以解方程。計(jì)量時，求得誤差范圍；測量時得知被測量的測得值。測得值加減誤差范圍就是測量結(jié)果。
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       小結(jié)：測量佯謬的產(chǎn)生，出自兩個誤解。第一是不懂得等量代換法則。測量計(jì)量中客觀存在著標(biāo)準(zhǔn)量真值與被測量真值的等量代換。已知標(biāo)準(zhǔn)量的真值，通過計(jì)量測量就得知了被測量的真值與測量誤差。第二，混淆了測量計(jì)量的不同功能。計(jì)量是測定誤差的：而測量是在已知測量誤差范圍的條件下，得到測得值。誤差滿足要求，就是獲得了被測量的真值。
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補(bǔ)充內(nèi)容 (2018-5-28 18:56):
最后一句改為：誤差滿足要求，就是獲得了要求的測量結(jié)果。如果誤差范圍可略，測得值就是真值。“誤差范圍可略”等效于“誤差范圍等于零”。

csln 發(fā)表于 2018-5-30 07:18
“等量代換”法則是一個很重要的觀點(diǎn)，對長期、短期穩(wěn)定性均佳的測量設(shè)備，作為測量手段使用時測得的量值與 ...

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       先生說：“等量代換”法則是一個很重要的觀點(diǎn)”。
       謝謝先生的理解和鼓勵。
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       經(jīng)典測量計(jì)量學(xué)，已經(jīng)體現(xiàn)五項(xiàng)法則，即：
       1）等量代換法則——真值可知、誤差可求；
       2）兩類誤差（隨機(jī)誤差、系統(tǒng)誤差）區(qū)分法則；
       3）微小誤差可略法則；
       4）測量計(jì)量兩步走的溯源法則；
       5）“誤差量的絕對性與上限性”法則。
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      有以上五項(xiàng)法則，經(jīng)典測量計(jì)量學(xué)的根基是牢固的。二百年來，應(yīng)用是成功的。
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      現(xiàn)代大量統(tǒng)計(jì)變量測量的出現(xiàn)，是新的情況；為適應(yīng)新情況，測量計(jì)量學(xué)要改進(jìn)提高。老史的工作，主要是在測量計(jì)量學(xué)中引入變量的概念，把測量區(qū)分為基礎(chǔ)測量和常量測量；并區(qū)分對象和手段，強(qiáng)調(diào)兩個貫通性：誤差范圍的貫通性與統(tǒng)計(jì)方式的貫通性。指出在時域統(tǒng)計(jì)中，由于系統(tǒng)誤差的方差必為零，不確定度體系的“方差之路”走不通。老史提出對誤差量取“方根”的方法，于是順利地推導(dǎo)出誤差合成公式。
       老史的工作，在明確經(jīng)典測量計(jì)量學(xué)5項(xiàng)法則的基礎(chǔ)上，提出測量計(jì)量學(xué)的新法則，為：
       6）兩類測量（基礎(chǔ)測量與統(tǒng)計(jì)測量）區(qū)分法則；
       7）對象與手段分割法則；
       8）誤差范圍的貫通性法則；
       9）統(tǒng)計(jì)方式的一致性法則；
       10）“交叉系數(shù)決定合成法”法則。
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       基于“誤差量的絕對性與上限性的特點(diǎn)”，基于真值可知、誤差可求的觀點(diǎn)，形成一套簡單、易行的理論分析方法和公式推導(dǎo)方法。基本點(diǎn)是從測量計(jì)量的物理機(jī)制出發(fā)，建立測量方程；基于測得值函數(shù)，微分或差分求得誤差元；對誤差元取絕對值、最大值，于是順理成章地得到貫通研制、計(jì)量、測量三大領(lǐng)域的誤差范圍。進(jìn)而推導(dǎo)出測得值區(qū)間公式、測量結(jié)果公式、誤差合成公式、計(jì)量的誤差范圍公式、合格性判別公式、修正值的誤差范圍公式等，實(shí)現(xiàn)測量計(jì)量理論的公式化。
       史法測量計(jì)量學(xué)，實(shí)現(xiàn)了兩化：概念法則化、理論公式化。
       人們贊賞經(jīng)典幾何學(xué)的完美。
       史法測量計(jì)量學(xué)，力圖理論堅(jiān)實(shí)，形式簡單、完美。但實(shí)際效果如何？還有待于名人的鑒別，更要看后來人的認(rèn)可、推廣和發(fā)展。八十一歲的老史，對未來的態(tài)度，是樂觀的期望！
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       先生關(guān)于對不確定度研究與貢獻(xiàn)的提議，我知道是善意的。但我認(rèn)為，不確定度體系根基不牢，誰想“改進(jìn)”“完善”，都是徒勞。老史不干這種傻事。搞研究，努力是必要的，但必須方向正確。否則就可能是做負(fù)功。
       近幾天看帖子，還有人在說：誤差表征準(zhǔn)確性；不確定度表征可信性。不確定度明明就是準(zhǔn)確性，卻要說些“可信性”的假話，不確定度體系真害人呀！取兩倍西格瑪，可信性就是95%嗎，卻又說銫原子鐘不確定度1乘10的負(fù)12次方是可信性，世界上哪有十一個“9”的可信性？這種假話還值得研究嗎？
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"測量時誤差已知"的確切含義可能還是要請史先生明示:  知道"測量誤差"的具體值？還是知道"測量誤差"的值"很可能"不會超出"[xx，xxx]的范圍"？

njlyx 發(fā)表于 2018-5-28 22:41
"測量時誤差已知"的確切含義可能還是要請史先生明示:  知道"測量誤差"的具體值？還是知道"測量誤差"的值"很 ...

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       我的態(tài)度很明確：測量佯謬的產(chǎn)生，第一是不懂得“等量代換”法則；第二是缺乏整體觀念，孤立地看待測量，忘記了“計(jì)量”。
       至于誤差元與誤差范圍的劃分，對于掌握誤差分析與誤差合成方法，方便、順利地推導(dǎo)有關(guān)測量計(jì)量的公式，是十分重要的。但由此只能淡化些“測量佯謬”，卻不能破解“測量佯謬”。因?yàn)榇_定了誤差元，才敢說此誤差元不超過某誤差范圍。
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       我之所以把“已知儀器誤差”，當(dāng)作測量者的基本知識，因?yàn)檫@是測量者必須明白的。測量者的第一要務(wù)是選用夠格的測量儀器。說到底，測量者必須知道所用測量儀器的誤差范圍指標(biāo)值。
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“等量代換”法則是一個很重要的觀點(diǎn)，對長期、短期穩(wěn)定性均佳的測量設(shè)備，作為測量手段使用時測得的量值與其被計(jì)量時真值可知是等價的，此時的真值可知、誤差可得與計(jì)量時計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)真值是相對可知是一樣的，還需要一個參量（不確定度或者誤差范圍）來說明測得量值的真值存在的區(qū)間

對穩(wěn)定性不佳的測量設(shè)備“等量代換"法則似適用性不佳

”等量代換“法則若能應(yīng)用于不確定度個人認(rèn)為將是對不確定度發(fā)展的一重大貢獻(xiàn)，建議先生在這方面研究一下

不知史老師的著作，哪里有賣，想買一本仔細(xì)讀讀

f8c8 發(fā)表于 2018-5-31 12:09
不知史老師的著作，哪里有賣，想買一本仔細(xì)讀讀

與不確定度理論對著干的書估計(jì)也不讓出，買的人也少

f8c8 發(fā)表于 2018-5-31 12:09
不知史老師的著作，哪里有賣，想買一本仔細(xì)讀讀

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       我的著作（印刷本），沒處買。還沒出版。
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       你想看我的著作，就算是我的知音。謝謝。
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       不過，一切要你自己思考后做結(jié)論。不管贊成還是反對，只要認(rèn)為我的書值得一讀，我就歡迎，我就服務(wù)。
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       我的服務(wù)方式是：只要寫出有效的電子信箱，我就寄送電子郵件，包括書稿《史法測量計(jì)量學(xué)》及學(xué)術(shù)批判摘要本《論不確定度體系的公式錯誤》。我給自己確定的任務(wù)是：今后主要精力用于宣傳、推廣自己的學(xué)說。出版的事，也將努力辦，但沒把握。兩千五百年二十年前，當(dāng)孔夫子奔走列國，推行自己學(xué)說的時候，有其弟子子貢（商人）的資助。沒人資助我，出書也難。好在有互聯(lián)網(wǎng)，可以發(fā)電子郵件。是金子，總會發(fā)光的！
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