隨機誤 差和不確定度

隨機誤差和不確定度的關系

重復性測量數據，隨機誤差得出重復性，重復性得出A類不確定度，A類不確定度和系統誤差B類不確定度合成標準不確定度，乘以系數得出擴展不確定度

寒冰如雪 發表于 2019-4-21 20:25
重復性測量數據，隨機誤差得出重復性，重復性得出A類不確定度，A類不確定度和系統誤差B類不確定度合成標準 ...

這是accuracy味道的uncertainty。雖然學術界都這么理解，但這種解釋實際是錯誤的。

譬如：用一個最大允許誤差（MPE）為±0.02mm的游標卡尺測量一零件的尺寸，重復讀數結果始終都是10.00mm，于是得到精度±0.00mm。而卡尺的示值誤差在重復測量中表現為系統性影響，是所謂系統誤差，用其存在的范圍±0.02mm和精度±0.00mm進行合成得到不確定度為±0.02mm。人們都普遍接受用不確定度±0.02mm作為測量結果10.00mm的品質評價，這種簡單的直接測量的確不存在實際效果上的麻煩。
但是，如果把上述測量方法變換為間接測量，則麻煩就來了：
仍然采用最大允許誤差（MPE）為±0.02mm的游標卡尺做測量，用5個不同長度的量塊分別和被測零件疊合在一起進行測量，獲得5個不同的觀測值，扣除量塊的已知長度值后可以得到5個不同的測量結果。雖然可以采用它們的平均值作為最終測量結果，但精度已經不可能是±0.00mm了。如果把精度再跟±0.02mm進行合成則存在誤差源重復，因為卡尺的示值誤差已經貢獻了發散；如果不把精度跟±0.02mm合成卻又存在誤差源遺漏，因為卡尺的示值誤差也貢獻了偏離；況且5個觀測量本身太少，也不具有統計上的充分性；而且量塊本身的誤差問題也參與了進來，并且也同樣存在與卡尺誤差一樣的合成與否的困惑。
可見，這種時候把卡尺的示值誤差、量塊的固有誤差按照誤差分類定義進行系統/隨機歸類將非常困難，按照現有理論中的誤差分類哲學解釋的不確定度概念，這種情形將幾乎無解，所謂不確定度的A、B分類解釋也完全失靈。而所有問題的病根就是因為現有測量理論把不確定度按隨機誤差和系統誤差分類進行解釋，一會系統誤差和隨機誤差不能合成，一會A、B類不確定度可以合成；一會講精度和準確度分別評價，一會又講不確定度合成定量評價；一會精度是測量結果的分散性，一會不確定度也是測量結果的分散性等等。正是因為這種不講概念邏輯的來回倒騰，自然使得人們對不確定度概念實際也是一知半解，一些領域對其敬而遠之也就不足為怪。

實際上，系統誤差和隨機誤差只是我們觀察誤差的不同角度（主觀），客觀上并不存在系統誤差和隨機誤差的實質界限，不存在這種分類。不確定度是誤差的概率區間的評價值，或者叫誤差的所有可能取值的發散性。不確定度是誤差值不可確定的程度，而不是測量結果的不確定度。測量結果是確定的常量，不是不確定的隨機變量。

A、B分類解釋只是不確定度合成中的一個特例（直接測量）。有興趣敬請關注

關鍵是對"相關性"的妥善處理，這是一個實際難題！  所謂"傳統誤差理論"借助于"系統"

njlyx 發表于 2019-4-22 14:01
關鍵是對"相關性"的妥善處理，這是一個實際難題！  所謂"傳統誤差理論"借助于"系統" ...

/"隨機"分類給出了一些簡化處理"相關性"的實際方案，用對了會有實效，用不好會出"毛病"；

所謂"不確定度理論"在此問題上實際是耍了點"滑頭"---只告訴你"不相關"時怎么合成，"相關系數"等于幾時如何合成。至于實際應用時的"相關系數"究竟應該取幾？不是"我"的事。

在一些"評定"中，通常"認為"由多個"測得值"樣本統計獲得的"測量不確定度的所謂A類（評估）分量"與"測量器具"的性能不理想所導致的"測量不確定度的所謂B類（評估）分量"不相關？！………這對于被測量值自身散布極小的情形是很不恰當的。

是，AB類解釋實際是直接測量且誤差不相關時的一個特例，對于間接測量完全無能為力。

進入間接測量會發現，誤差遠不是非系統影響即隨機影響那么簡單。

從理論上講，協方差（協不確定性）并不是難題，難題是實踐中缺少這方面的計量資料（過去不太注意保存這種資料）。

寒冰如雪 發表于 2019-4-21 20:25
重復性測量數據，隨機誤差得出重復性，重復性得出A類不確定度，A類不確定度和系統誤差B類不確定度合成標準 ...

系統誤 差呢

yeses 發表于 2019-4-22 09:31
實際上，系統誤差和隨機誤差只是我們觀察誤差的不同角度（主觀），客觀上并不存在系統誤差和隨機誤差的實質 ...

不確定度不是測量結果的不定確定？？？不確定度不是表征測量結果的可信程度嗎>

寒冰如雪 發表于 2019-4-21 20:25
重復性測量數據，隨機誤差得出重復性，重復性得出A類不確定度，A類不確定度和系統誤差B類不確定度合成標準 ...

請認真回答，大神，不要信口開河，朋友

jingbo007 發表于 2019-4-22 20:12
不確定度不是測量結果的不定確定？？？不確定度不是表征測量結果的可信程度嗎> ...

對，測量結果是確定值，不是不確定值。

但是，不確定度是誤差值的不確定程度，所以不確定度是測量結果的可信度。

【不確定度是誤差值的不確定程度，所以不確定度是測量結果的可信度】？......其中的“測量結果”具體是指什么？—— 是指那個“唯一”的“(最佳)估計值(測得值)”？  還是如新“規范”所言： 包括測量所得的(最佳)估計值(測得值)及相應的測量不確定度？？    其中的“可信度”能表達什么實際含義？

njlyx 發表于 2019-4-23 11:53
【不確定度是誤差值的不確定程度，所以不確定度是測量結果的可信度】？......其中的“測量結果”具體是指什 ...

這里的測量結果就是指最終給出的那個唯一最佳估值的數值，按照規范的說法就是測得值。可信度即測量結果接近真值的可能程度。

jingbo007 發表于 2019-4-22 20:26
請認真回答，大神，不要信口開河，朋友

不好意思可能回復的不夠專業，誤導您了，我現在就刪除

yeses 發表于 2019-4-23 14:28
這里的測量結果就是指最終給出的那個唯一最佳估值的數值，按照規范的說法就是測得值?？尚哦燃礈y量結果接 ...

如此“可信度”似乎不大靠譜，至少與“可信”的中文字義不大貼合——

對于同一“被測量”X,設
      張三的“測量結果”報告為   X=5.25，U=0.03（k=2）；
     李四過了“一段時間”再測量，報告“測量結果”為   X=5.26，U=0.02（k=2）。

你能就此決定【這兩個“測量結果”，那個更“可信”】嗎？
     
     “測量結果”是否“可信”？ 取決于其報告者的“技術”信譽！

      如果應用者對上述張三、李四的“技術”同等信任（——“知識”、經驗不相上下，所在“機構”技術條件相當，...）,那么：兩個“測量結果”的“可信度”應該是一樣一樣的，沒什么高低之分！——在沒有“上帝”保證那“被測量”X的值絕對唯一不變的情況下，“U”大一點很可能只是表明此時“被測量”X的值本身散布大了一點，無法做出合適的“可信度”判定。
      即便在“有人”保證那“被測量”X的值絕對唯一不變的情況下，也只能在張三、李四的“技術”值得同等信任的前提下，可以“傾向”選擇“U”小一點的“測量結果”【更合理的“選擇”應該是將兩個“測量結果”加以“綜合”后應用！而不是隨意“拋棄”那個“U”大一點的“測量結果”?！俊?br />      
     如果張三、李四的“技術”信譽不在同一“檔次”，......................................。

    所謂“測量不確定度”表示“測量結果”的“可信度”的說法實在不可信！

　　和其它任何產品質量高低的評判參數有多個一樣，測量結果這個測量人員的“產品”，產品質量高低的量化評判參數也有兩個，一個是評判其可信性高低的“測量不確定度”，另一個就是評判其準確性高低的“測量誤差”。對于同一“被測量”X，張三李四分別給出了測量結果，設 張三的“測量結果”報告為X=5.25，U=0.03（k=2）；李四報告“測量結果”為X=5.26，U=0.02（k=2）。如果各自被告的不確定度無誤，我們只能判定李四的測量結果比張三的測量結果“可信性”強，質量高。
　　測量結果“可信性”質量高低， 如果大家政治和道德的品質相同或暫且不談，一定是取決于報告者的“技術”信譽，此話就不假，而技術上的信譽高低用什么來量化評判？給出的測量方法或測量結果的“測量不確定度”就是量化評判一個人，一個組織實施測量過程所得產品“測量結果”可信性高低的“技術”參數。另一個參數“測量誤差”就是量化評價其測量結果這個產品“準確性”高低的“技術”參數。
　　可以舉一個典型的例子。測量同一個茶杯直徑，李四用千分尺測量，張三用鋼卷尺測量，且不論他們給出的測量結果大小和測量誤差的大小，也許張三的測量結果“瞎貓碰到死耗子”測量誤差為０，李四的測量誤差達到毫米的1％級別，如果僅談“技術”，暫且不談道德品質上故意弄虛作假，張三一定會比李四給出的測量結果不確定度大。此時，憑測量不確定度大小評判兩人給出的測量結果，李四的一定比張三的更令人信任，分別用兩人的測量結果評判被測對象是否合格，用李四的比用張三的會更可靠，誤判的風險更小。

njlyx 發表于 2019-4-26 12:00
如此“可信度”似乎不大靠譜，至少與“可信”的中文字義不大貼合——

對于同一“被測量”X,設

“過了“一段時間”再測量”，我體會您的意思是在強調量本身變化了，是說二個不同的量的測量結果。二個不同的量的測量結果就沒有比較的必要了。

如果是同一量的二個不同結果，當然只能認為不確定度小的結果離真值近的可能性大（實際究竟誰接近當然不知道）。實際工作中糾纏0.2和0.3的差異當然沒有什么意義，本來就都是估計出來的東西。但對于0.2和0.02的差異來說，機會的差異就大不一樣。譬如：如果測量不確定度0.2米，橋梁對接就極可能要出問題，施工人員當然就不信任這個結果（不可信）；如果不確定度0.02米，出問題的可能性就要小很多。

至于“可信”字眼是否貼切，我并不堅持。

　　另外，我不贊成把“可信性”理解成“測量結果接近真值的可能程度”，“測量結果接近真值的可能程度”應該理解成“準確性”，測量結果越接近真值，準確性就越高，偏離真值越遠，準確性就越差。“可信性”與“準確性”是完全不同的兩個概念，具體而言：
　　“可信性”的量化參數是“不確定度”，是用來評判測量者給出的測量結果能不能“用”來判定被測對象的符合性，標準是眾所周知的“三分之一原則”，即測量結果的不確定度不能大于被測對象控制限的1/3。
　　“準確性”的量化參數是“誤差”，是用來判定被測對象是否合格，判定標準是實際誤差絕對值不大于被測對象最大允差絕對值判定被測對象合格，否則判定被測對象不合格。
　　“誤差”是被測量的測得值與其參考值之差，“參考值”應該是“真值”，但因為真值無人知曉，只能用相對于測得值而言更為準確的值代替真值，這個值就是“參考值”，例如計量標準的值相對于測量設備的值，計量基準的值相對于計量標準的值，算數平均值相對于單次測量的測得值等等。
　　“不確定度”的定義是“根據（測量過程）所用到的信息（評估得到的），（用來）表征賦予被測量（真）值分散性的非負參數”，GUM認為“真值”的“真”字是多余的，為了便于理解，定義中的“真”字不妨重新加上，以區別于被測量的測得值。這個定義明確告訴我們，不確定度是“真值”的特性，是真值的分散性，不是測得值的分散性，測得值的分散性叫“隨機誤差”，真值的分散性叫“不確定度”，只不過人們將真值的分散性作為一個“非負參數”“賦予”了測得值，用來評判測得值的可信性，起名為“測量不確定度”。
　　因此測量不確定度與測量誤差之間有一條不可逾越的“鴻溝”，各有各的用途，不能混淆不清，更不能像有的人那樣劃等號。

yeses 發表于 2019-4-26 14:06
“過了“一段時間”再測量”，我體會您的意思是在強調量本身變化了，是說二個不同的量的測量結果。二個不 ...

若不較真“可信”字眼是否貼切，那便隨意了。

對于那些“無人擔?！本哂薪莆ㄒ徊蛔兞恐档囊话惚粶y量，如果“測量”得到的“測量不確定度”U比較大——只是表明：該被測量值的可能散布范圍比較寬?！赡苁恰皽y量”工作的“質量”不如意，導致“測量誤差”的可能范圍比較大；也有可能是“被測量”本身就是“多值”的，且這些“值”的散布范圍比較寬。——一般情況下，就表明： 該被測量所附“量載體”的“品質”可能“不夠好”，可能不堪“應用”——針對應用中的“允許誤差”要求，按所謂“1/3”之類的“規則”作“取舍”，正是“相信”測量結果的體現。


只有對于那些“公認”具有近似唯一不變量值的被測量(所謂常量)，才有：“測量不確定度”U大=(“評估者”/"測量者"認為)“測量”工作的“質量”不如意=(“評估者”/"測量者"認為)“測量誤差”的可能范圍比較大——如果“相信”它，那么，針對應用的“允許誤差”要求，按所謂“1/3”之類的“規則”作“取舍”；....。

總之，“測量不確定度”是“測量結果”的一部分，是“測量者”（或“評估者”）對“被測量”值可能散布范圍(寬度)的一個“估計”值，一般情況下與“可信度”不貼！......對于“公認”為具有近似唯一量值的“被測量”，“測量不確定度”的大小大概可以反應“測量者”（或“評估者”）對“測量”工作“品質”的“自信”程度？