微信公眾號(hào)開門篇：葉老師給您解析不一樣的測量

百家爭鳴！

yeses 發(fā)表于 2021-3-31 09:54
56是數(shù)值，是量的數(shù)值表達(dá)。數(shù)值56在數(shù)軸上是一個(gè)唯一的點(diǎn)，其發(fā)散性是0。

您給出了56這個(gè)數(shù)值，那就是 ...

您在混淆"量"與"值"的概念……56kg只是一個(gè)"值"，若脫離所賦予的"量"，是沒有意義的(在數(shù)學(xué)中，也要用適當(dāng)?shù)姆?hào)標(biāo)記抽象的"量"，討論才有意義。)………"56kg"，可以是一頭豬的在剛吃飽的重(質(zhì))量，也可能是一頭豬吃飽后撒了泡尿后的重(質(zhì))量，……，就看到一個(gè)"56kg"的"值"，誰知道是什么含義？說它是"常量"，我只看到混淆了"量"、"值"概念。

如果從"很較真"，世上是不存在"常量"的。但是，從"實(shí)用"的角度看，則會(huì)有若干若干的"常量"---"常量"是一種人們生活帶來極大便利的"量的模型"---在實(shí)用范圍內(nèi)(條件下)，量值近似唯一不變(可能的變化遠(yuǎn)小于人們應(yīng)用所"在乎"的程度)的"量"。…………在"量值基準(zhǔn)"研究者的"世界"，大概是沒有"常量"的？  在日常生活及工程測試計(jì)量"世界"，存在"常量"【 實(shí)際就是其"固有(本質(zhì))不確定度"，從"應(yīng)用"的角度看，小的"不值一提"的"量"】

njlyx 發(fā)表于 2021-3-31 12:40
您在混淆"量"與"值"的概念……56kg只是一個(gè)"值"，若脫離所賦予的"量"，是沒有意義的(在數(shù)學(xué)中，也要用適 ...

測量學(xué)就是用數(shù)值來描述量的大小程度，把物理問題數(shù)學(xué)化，但決不存在脫離所賦予的量的意思。無論什么測量理論，這都是必經(jīng)之路。

數(shù)學(xué)上的常量就是數(shù)值，數(shù)學(xué)是用數(shù)值來描述變量，每個(gè)數(shù)值在數(shù)軸上都是一個(gè)唯一的點(diǎn)，數(shù)值是參照系。如果沒有了參照系，就什么也說不清楚了。

變量之所以是變量，是因?yàn)樗哂卸喾N可能取值，這是純粹的數(shù)學(xué)概念。不是客觀上處于變化狀態(tài)的物理量的意思。

世上是不存在"常量"的-----這種對物理量的理解是正確的。但這種理解本身也是以數(shù)值為參照給出的，所以，只有數(shù)值是常量。

yeses 發(fā)表于 2021-3-31 13:22
測量學(xué)就是用數(shù)值來描述量的大小程度，把物理問題數(shù)學(xué)化，但決不存在脫離所賦予的量的意思。無論什么測量 ...

您從"誤"解人們的一種"不太嚴(yán)謹(jǐn)"的表述【--所謂：示值的不確定度、示值的重復(fù)性、測得值的不確定度、…】出發(fā)，導(dǎo)出了一個(gè)混淆"量"、"值"概念，顛覆人們對"常量"認(rèn)知的理論。

所謂的"示值的重復(fù)性"、"示值的不確定度"，其實(shí)際含義是："示值"對應(yīng)的那個(gè)"顯示量"的"重復(fù)性"、"不確定度"，正是由于該"顯示量"可能會(huì)取0.89、0.83、0.91、0.79、……之類參差不齊的"示值"，才有所謂"重復(fù)性"、"不確定度"的存在；所謂"測得值的不確定度"，同解。并非針對那些具體"值"說話-，因?yàn)闆]有意義！

說"8848.8m"這個(gè)具體值有多少"不確定度"，只是您的"判決"，有誰承認(rèn)他確實(shí)這么理解了么？

表述上的"不嚴(yán)謹(jǐn)"，可以改進(jìn)。顛覆認(rèn)知的"理論"，讓人接收不易。

njlyx 發(fā)表于 2021-3-31 15:15
您從"誤"解人們的一種"不太嚴(yán)謹(jǐn)"的表述【--所謂：示值的不確定度、示值的重復(fù)性、測得值的不確定度、…】 ...

我只是從嚴(yán)格的數(shù)學(xué)表達(dá)和概念說事，我反對通過偷換概念的手法去形成測量理論。我當(dāng)然也知道人們對不確定度概念的理解方式---但他們都沒有按數(shù)學(xué)表達(dá)式的原義理解，是他們在誤解數(shù)學(xué)表達(dá)式的含義。

測得值是一個(gè)數(shù)值，數(shù)值不是隨機(jī)變量，這從數(shù)學(xué)上講沒有問題。

請閱讀《計(jì)量科學(xué)與技術(shù)》（2021-3）之《測量誤差理論的真值中心論和測得值中心論》，建議您還是耐心看看我的解釋方法，然后再做對比。

正是因?yàn)樵噲D改進(jìn)表述上的不嚴(yán)謹(jǐn)，所以才發(fā)現(xiàn)了理論邏輯的面目全非。

其實(shí)問題很簡單，不必需要什么數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)所謂嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母拍詈驮怼?br />
請不要改變術(shù)語，也不要改變現(xiàn)有術(shù)語的定義，一切遵循JJF1001-2011，請認(rèn)真理解下列術(shù)語：真值（3.21）、測量誤差（5.3）、測量結(jié)果（5.1）、測得值（5.2）、測量不確定度（5.18）。
現(xiàn)在有一個(gè)被測量需要測量，可能簡單也可能復(fù)雜，可有下列幾種情況：
1、沒有實(shí)施測量，真值知道嗎？當(dāng)然不知道，知道了還要你去測量。測量誤差、測量結(jié)果、測得值、測量不確定度也都不知道。這簡直就是廢話！
2、實(shí)施了一次測量，真值知道嗎？還是不知道。真值不知道測量誤差也就不知道。但是測量結(jié)果有了（包括測得值和測量不確定度），測量不確定度是根據(jù)采用的測量方法和選用的測量儀器評估的。
3、換用準(zhǔn)確度相同的不同儀器再實(shí)施一次測量，真值和測量誤差還是不知道。測量結(jié)果較2的結(jié)果會(huì)發(fā)生變化（測得值改變，但測量不確定度不變），因?yàn)樵u估測量不確定度的測量方法和選用的測量儀器的準(zhǔn)確性未變。
4、換用準(zhǔn)確度不同的儀器再實(shí)施測量，真值和測量誤差還是不知道。測量結(jié)果較2、3的結(jié)果會(huì)發(fā)生變化（測得值改變，測量不確定度也改變），因?yàn)樵u估測量不確定度的測量方法雖未變，但選用的測量儀器的準(zhǔn)確性發(fā)生了改變，換用準(zhǔn)確度高的儀器則測量不確定度變小，反之變大。
結(jié)論：我們實(shí)施測量一定是根據(jù)測量的要求或目的，采用合適的測量方法和測量儀器，來獲得測量結(jié)果（包括測得值和測量不確定度），測量不確定度是根據(jù)采用的測量方法和選用的測量儀器評估的，一般來說，采用不同準(zhǔn)確度的測量儀器，就會(huì)得到不同準(zhǔn)確度的測量結(jié)果，即不確定度的大小不同。在這之前沒有真值和測量誤差什么事，也不可能知道真值和測量誤差的什么分散性。只有知道了測得值和測量不確定度，才知道了真值所處的區(qū)間：測得值±測量不確定度，這才有了真值的分散性，以及其分散性的大小，這種分散性與真值無關(guān)，而是與測量手段有關(guān)。

都成 發(fā)表于 2021-3-31 16:38
其實(shí)問題很簡單，不必需要什么數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)所謂嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母拍詈驮怼?br />
請不要改變術(shù)語，也不要改變現(xiàn)有術(shù)語的 ...

【這種分散性與真值無關(guān)，而是與測量手段有關(guān)。】<<<  這說法有個(gè)前提"假設(shè)"-- 被測量是量值唯一、不變的"常量"，也就是"真值"唯一的"量"。   不然，這種"分散性"也與"真值(本身的分散性)"有關(guān)。在許多實(shí)際"處理"中，正是"默認(rèn)"了"真值"本身有"分散性"--- 在考慮所謂"測量重復(fù)性引起的不確定分量"時(shí)，認(rèn)為它與"測量儀器引起的分量(B類方法評估)"無關(guān)。

njlyx 發(fā)表于 2021-3-31 17:23
【這種分散性與真值無關(guān)，而是與測量手段有關(guān)。】

"測量不確定度"是基于"測量"評估(猜)出的被測量(真)值的"分散性"，不一定是被測量(真)值的真正"分散性"。對于一般的被測量，前者包含后者；對于"常量"型的被測量，后者為"0"，"測量不確定度"完全取決于"測量手段"

都成 發(fā)表于 2021-3-31 16:38
其實(shí)問題很簡單，不必需要什么數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)所謂嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母拍詈驮怼?br />
請不要改變術(shù)語，也不要改變現(xiàn)有術(shù)語的 ...

您注意到了測量條件的變化，這個(gè)方向是我支持的，我多年前也是您這樣想。

但需要補(bǔ)充的是，僅有儀器這一個(gè)條件的變化是不夠充分的。要想讓測得值序列的分散區(qū)間肯定包含有真值，就得讓所有的測量條件都變，讓所有的誤差源都貢獻(xiàn)發(fā)散，這樣獲得的測得值序列的發(fā)散性才能包含真值。

但一個(gè)測量中讓所有測量條件都變化是不可能的，這只能依賴儀器計(jì)量行業(yè)的各種誤差的檢測資料，因?yàn)檫@些檢測資料恰恰是在所有可能條件下獲得的。這樣，不確定度評定就成了一個(gè)誤差的發(fā)散性的傳播問題---一個(gè)只有測量方案而根本沒有實(shí)施的測量也能評定不確定度了。

然后，在某些場合下把真值本身的不確定性（如李老師所說的真值本身的變化，定義不完整等）也看作是誤差問題，合成出廣義的不確定度。

又但是，這些思維要貫徹到所有測量方法之中時(shí)（譬如李老師提出的“白糖”問題），就會(huì)發(fā)現(xiàn)那種AB類不確定度評定根本不適用，AB合成充其量只是不確定度評定中的一個(gè)最簡單的特例（而且還有概念誤區(qū)），所以還是要完成一個(gè)全新的理論論述。

我這里再提一個(gè)另外的白糖問題，您看現(xiàn)有理論的AB類是否適用。

有三包白糖，用秤單獨(dú)稱量獲得重量值分別為a、b和c，兩兩組合稱量獲得重量值分別是d、e和f，三包一起稱量獲得重量值為g。求三包白糖重量的最優(yōu)測得值及不確定度評價(jià)。

yeses 發(fā)表于 2021-4-1 09:50
您注意到了測量條件的變化，這個(gè)方向是我支持的，我多年前也是您這樣想。

但需要補(bǔ)充的是，僅有儀器這一 ...

我的舉例是最簡單和普遍情況，即通常認(rèn)為被測量的真值是相對恒定的，測量不確定度來源主要是儀器的不準(zhǔn)（其讀數(shù)是相對恒定的）。簡單的搞清楚了，再加上被測量和儀器的不穩(wěn)定又有何難，再說，這些分量往往相對儀器的不準(zhǔn)又可以忽略不計(jì)。
我們實(shí)施測量就是為了獲得測量結(jié)果（通常包括測得值和測量不確定度），測得值獲得要用到數(shù)據(jù)處理的理論，測量不確定度用到GUM或1059.1等的方法，如此而已。不就是為了一個(gè)不確定度表示符號(hào)問題，都這么多年了，目前從GUM到1059.1再到實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可相關(guān)文件規(guī)定，應(yīng)該是沒有問題的，就是有問題，因?yàn)槎加昧?xí)慣了就繼續(xù)用吧。
您說測得值沒有方差，測量誤差和真值有方差。事實(shí)是我們實(shí)施測量根本就得不到測量誤差和真值，一個(gè)也得不到。正確循序是通過實(shí)施測量獲得測得值和測量不確定度，這個(gè)測量不確定度是與測得值相關(guān)聯(lián)的（測量方法及選用的儀器），有了這個(gè)不確定度我們才知道了真值所處的范圍， 這才認(rèn)為獲得了測量誤差和真值的方差，再重復(fù)一遍，這個(gè)方差的大小主要與測量的手段有關(guān)。請注意先有誰后有誰，你說測得值有沒有方差？
不要老盯在什么數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)所謂嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母拍詈驮砩稀：芎唵危涂匆粋€(gè)測量要獲得什么，怎么獲得就行了，那些得不到的東西，沒用的東西，就是描述成花又有什么用！

都成 發(fā)表于 2021-4-2 11:56
我的舉例是最簡單和普遍情況，即通常認(rèn)為被測量的真值是相對恒定的，測量不確定度來源主要是儀器的不準(zhǔn)（ ...

說通俗點(diǎn)吧，我就是要解決“白糖問題"中的不確定度評定。您若能按GUM或1059解決那當(dāng)然更好啊，“測量手段”如34樓所描述，要獲得不確定度評定值。

yeses 發(fā)表于 2021-4-2 13:55
說通俗點(diǎn)吧，我就是要解決“白糖問題"中的不確定度評定。您若能按GUM或1059解決那當(dāng)然更好啊，“測量手段 ...

不知您要解決哪個(gè)"白糖問題"？ 是您提出的"三包白糖"的問題嗎？………如果是我以前提出那個(gè)所謂"白糖問題"("問題"表述的具體數(shù)值后來有些修正)，主要是涉及所謂"測量模型"與"相關(guān)性的適當(dāng)處理"問題，好像看不出您的理論是如何解決了？

njlyx 發(fā)表于 2021-4-2 16:59
不知您要解決哪個(gè)"白糖問題"？ 是您提出的"三包白糖"的問題嗎？………如果是我以前提出那個(gè)所謂"白糖問題 ...

因?yàn)槟揪蜎]有看，我論文中有個(gè)基線解析算法的不確定度評定比您的白糖復(fù)雜得多。

njlyx 發(fā)表于 2021-4-2 16:59
不知您要解決哪個(gè)"白糖問題"？ 是您提出的"三包白糖"的問題嗎？………如果是我以前提出那個(gè)所謂"白糖問題 ...

      設(shè)一包白糖的實(shí)際重(質(zhì))量為 X--真值，按"實(shí)用"觀點(diǎn)，此X只有唯一真值，是"常量"，只是我們不知道X值究竟是多少？--- 是個(gè)"不確定量"。
       用秤稱它，記秤的"示值誤差"為Δ，對X稱量的"示值"為Y，可得"稱糖"的"測量方程"為
        X=Y-Δ
       重復(fù)"稱"這包糖n次，可得n個(gè)"示值"  Y : ｛y1，y2，…，yn｝，由此可統(tǒng)計(jì)出"示值"Y的所謂"標(biāo)準(zhǔn)偏差/標(biāo)準(zhǔn)不確定度"u(Y)【說明：假設(shè)這"秤"并非按"標(biāo)準(zhǔn)"分度的商用秤，不然，示值｛y1，y2，…，yn｝不會(huì)有變化--- u(Y)=0 】； 示值誤差Δ的"標(biāo)準(zhǔn)不確定度"u(Δ)用所謂"B類方法"評估---根據(jù)秤的"最大允許誤差"之類指標(biāo)。
       在假定X是"常量"的前提下，"示值"Y與"示值誤差"Δ必定是"相關(guān)的"(相關(guān)系數(shù)r一定"大于0"，但也一定"小于1"，具體值取決于秤的"示值誤差"中所謂"隨機(jī)"成份的比例)，于是，X的"標(biāo)準(zhǔn)不確定度"u(X)為
    u(X)=√(u(Y)^2+u(Δ)^2- 2×r×u(Y)×u(Δ))
---> 多次重復(fù)稱量取"平均"時(shí)，所得到的u(X)會(huì)小于u(Δ)。

njlyx 發(fā)表于 2021-4-2 17:40
設(shè)一包白糖的實(shí)際重(質(zhì))量為 X--真值，按"實(shí)用"觀點(diǎn)，此X只有唯一真值，是"常量"，只是我們不知道X ...

所面臨的主要問題是：三包白糖，需要同時(shí)獲得三個(gè)測得值，但共有7個(gè)觀測值---只有7個(gè)，n-t=7-3=4，統(tǒng)計(jì)無效；秤的示值誤差既導(dǎo)致7個(gè)觀測值彼此發(fā)散，也同時(shí)導(dǎo)致了它們的整體偏離，AB類根本區(qū)分不清。