關(guān)于不確定度評定的新質(zhì)疑

　　呵呵，樓上說的太對了。“就算不確定度就是誤差范圍”，“就算誤差理論修修補(bǔ)補(bǔ)也能行”，那就的確如史老先生所說，就用大家所熟知的“誤差范圍”和“誤差理論”，搞個不倫不類的新玩意（不確定度和不確定度評定理論）完全就是多余和添亂，必須將其扼殺。
　　為什么不確定度不等于誤差？回答這個問題其實(shí)也非常容易，只需要把兩個概念的定義擺在一起對比一下，人人都會明明白白，自己定義一個不符合國家定義的不確定度，然后說不確定度就是誤差或誤差范圍、誤差限，怎么能夠說服人呢？

"一臺10kg量程的電子案秤的準(zhǔn)確度標(biāo)志是3g，現(xiàn)在測量一塊金屬，示值為3.123kg，重復(fù)測量三次，示值相同。這次測量的測得值是3.123kg，而誤差范圍是3g.
       測量者可以給出測量結(jié)果為：
                  Z= 3.123kg ± 0.003kg                                                           （1）
       （1）式又可以表為
                  3.120kg ≤ Z ≤ 3.126kg                                                          （2）
       Z就是被測量的真值，它就在[3.120kg，3.126kg]的區(qū)間中."
      
就這個測量，以上表述測量結(jié)果中3g是最大誤差或誤差范圍，如果這臺秤這次測量實(shí)際值是3.1239kg，由于秤的分辨力原因顯示3.123kg,按給出測量結(jié)果實(shí)際的最大誤差是3.9g，認(rèn)定3g是誤差范圍且概率大于99%不是很荒唐嗎，這么簡單的例子同不確定度相比嚴(yán)密性、可靠性都根本沒有可比性，復(fù)雜點(diǎn)就不用說。

“ 定義不確定度為“分散性”，是不確定性的思路；但不提“偏離性”（與真值的差）只講分散性就是揀了芝麻丟了西瓜。”

這個問題論壇有討論
http://www.dy313.com/forum.php?mo ... &fromuid=188985

csln 發(fā)表于 2015-3-8 07:47
"一臺10kg量程的電子案秤的準(zhǔn)確度標(biāo)志是3g，現(xiàn)在測量一塊金屬，示值為3.123kg，重復(fù)測量三次，示值相同。 ...

【
"一臺10kg量程的電子案秤的準(zhǔn)確度標(biāo)志是3g，現(xiàn)在測量一塊金屬，示值為3.123kg，重復(fù)測量三次，示值相同。這次測量的測得值是3.123kg，而誤差范圍是3g.
       測量者可以給出測量結(jié)果為：
                  Z= 3.123kg ± 0.003kg                                                           （1）
       （1）式又可以表為
                  3.120kg ≤ Z ≤ 3.126kg                                                          （2）
       Z就是被測量的真值，它就在[3.120kg，3.126kg]的區(qū)間中."
      
就這個測量，以上表述測量結(jié)果中3g是最大誤差或誤差范圍，如果這臺秤這次測量實(shí)際值是3.1239kg，由于秤的分辨力原因顯示3.123kg,按給出測量結(jié)果實(shí)際的最大誤差是3.9g，認(rèn)定3g是誤差范圍且概率大于99%不是很荒唐嗎，這么簡單的例子同不確定度相比嚴(yán)密性、可靠性都根本沒有可比性，復(fù)雜點(diǎn)就不用說。】

什么地方看出荒唐了呢？？？

首先，“3g”的“誤差范圍”是電子案秤的準(zhǔn)確度“給定”的（先不論此種“表達(dá)”是否符合當(dāng)今的“規(guī)范”），它難道沒考慮“秤的分辨力”的影響嗎？

其次，假定本次被測量的“真值”是3.1239kg，難道它不在[3.120kg，3.126kg]的區(qū)間內(nèi)碼？... 3.123kg -3.1239kg=-0.9g,那兒有個3.9g的最大誤差？

如果連“測量不確定度”的物理含義都沒搞清，便昏天黑地的瞎評一氣，難道就為向上交差嗎？

有人肯定3g包含分辨力了還是不包含了嗎，這只是一種可能，不能總是在提出問題后再來補(bǔ)

有人說3.1239是真值了嗎，只是秤這次測量的可能值，-0.9g是什么，測量結(jié)果中3g怎么來的3.9g就怎么來

不清楚不確定度物理含義的人有，不多，是少數(shù)，醉的人總是認(rèn)為別人是醉的只有自己是醒的

csln 發(fā)表于 2015-3-8 09:20
有人肯定3g包含分辨力了還是不包含了嗎，這只是一種可能，不能總是在提出問題后再來補(bǔ)

有人說3.1239是真值 ...

你是哪個星球來的呢？ 不知道史先生所說的“準(zhǔn)確度”值應(yīng)該包含了什么？

你如-0.9g那樣列出3.9g的來歷吧？

3.1239kg的“真值”是“假定”的，你沒看到嗎？  還以為你這“實(shí)際值”（也應(yīng)該是“假定”的）是指“真值”。 既然你這3.1239kg的“實(shí)際值”不是“真值”，那是什么？

誰是多數(shù)，誰是少數(shù)，自我標(biāo)榜都不算數(shù)。

壇子里醒的人比“醉”的人多得多，本人看去：在此問題上，只看到連你在內(nèi)3人是醉的。

我是那個星球來的不用告訴你吧，這里不管查戶口吧，就算查你也不是責(zé)任人吧，我為什么要知道史先生的準(zhǔn)確度包含什么，我知道正常的準(zhǔn)確度包含什么就行了

我為什么要假定3.1239kg是真值呢，本來只是個測量值為什么要假定是真值呢，我就假定3.120kg是真值，不在區(qū)間內(nèi)嗎

有人說你是少數(shù)了嗎，有人說你是多數(shù)了嗎，自己要找坐位別賴別人

沒有人肯定你是醉的，你說誰是醉的恐怕也算不得數(shù)，有人說過，如今已經(jīng)沒有一言九鼎的皇帝了。

csln 發(fā)表于 2015-3-8 09:33
我是那個星球來的不用告訴你吧，這里不管查戶口吧，就算查你也不是責(zé)任人吧，我為什么要知道史先生的準(zhǔn)確度 ...

難怪“測量不確定度”推行30余年了還如此舉步維艱，原來是有此等蠻不講理的人士在“應(yīng)用”！ 您要是資深人士，我無話可說。倘若是青年后生，又不在皇帝授權(quán)的“檢定”部門，那還是有必要花點(diǎn)時間將相關(guān)概念理清楚一點(diǎn)——沒有哪個腦袋正常的技術(shù)總監(jiān)會請如此思路的人做“測量”工作、使用如此思路的人做出的“測量結(jié)果”！

走走看看 發(fā)表于 2015-3-7 20:11
用3458A測量 一 1V直流電壓，3458A直流電壓測量準(zhǔn)確度為4ppm，重復(fù)測量10次，測量平均值為1V+3.3μV，10次 ...

       【98#走走看看問】
       用3458A測量 一 1V直流電壓，3458A直流電壓測量準(zhǔn)確度為4ppm，重復(fù)測量10次，測量平均值為1V+3.3μV，10次測量實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.5μV，如何用誤差范圍表示這次測量呢。
       【史答】           
       測量儀器準(zhǔn)不準(zhǔn)，是測量手段的問題，是誤差理論的范疇。誤差，是認(rèn)識之差。當(dāng)測得值的隨機(jī)變化是測量儀器引入時，標(biāo)準(zhǔn)偏差要除以根號N（測量次數(shù)），即用平均值的σ。但隨機(jī)變化是被測量引入時，標(biāo)準(zhǔn)偏差不能除以根號N，要用單值的σ，就是用貝塞爾公式算出的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ。考慮包含概率，要取3σ為偏差范圍。
       此題示值隨機(jī)變化較大，主要不是儀器的因素，而主要是被測量的因素，因此應(yīng)當(dāng)稱為“偏差范圍”，而不是“誤差范圍”。
       偏差范圍是3σ+R(儀)=11μV+4μV=15μV.
       測量結(jié)果為：
                 V = 1.000003V±15μV                                                    （1）
       當(dāng)前的規(guī)范寫法是
                 V = (1.000003±0.000015)V                                            （2）
       我認(rèn)為，（1）式寫法比（2）式寫法好。第一，數(shù)字與單位結(jié)合在一起才是量值；第二兩部分物理意義不同，不同意義的量值，該分開寫。
-
       如果被測量是直流穩(wěn)壓電源，上述表達(dá)沒有矛盾。如果被測電源是電池（隨機(jī)變化很小）則有矛盾。可能是有外界干擾，或數(shù)字電壓表本身超標(biāo)，穩(wěn)定性不夠。
       由于電池電壓隨機(jī)變化極小，用數(shù)字電壓表測量電池電壓，隨機(jī)變化是儀器因素引入，σ就要除以根號N了。
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       我是搞時頻測量計(jì)量的。在時頻界，由于被測量、測量儀器、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)三者都有多種水平、多種等級，因此，測量前必須區(qū)分是基礎(chǔ)測量（常量測量，被測量是常量），還是統(tǒng)計(jì)測量（被測量是快變量），并依此而選用測量儀器。
       測量電壓也類似。首先要明確測量的目的和要求。
       1如果是測量電池的電壓，因?yàn)殡姵仉妷海唐诮茷槌Ａ浚瑴y得值的變化應(yīng)該是測量儀器的。如果用3458A測量一個電池，電壓變化應(yīng)不大于1μV，標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)除以根號N，其值應(yīng)包含在3458A的準(zhǔn)確度指標(biāo)中。如果測得值是1.000005V，則測量結(jié)果應(yīng)為：
                   V=1.000005V±4μV.
       2 如果是測量穩(wěn)壓電源，而穩(wěn)壓電源的指標(biāo)是穩(wěn)定度（隨機(jī)變化范圍），是20μV，而σ如題，則可只寫：穩(wěn)定度：11μV。表達(dá)變化量，不能除以根號N，隨機(jī)量均方合成，電壓表變化因素可略。
       3 測量穩(wěn)壓電源，用于計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，要知道偏差范圍。而測得值及標(biāo)準(zhǔn)偏差如題，則按（1）式給出測量結(jié)果。可作為該電源的標(biāo)準(zhǔn)值（標(biāo)稱值加減誤差范圍）。量值一經(jīng)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)用，偏差范圍就是誤差范圍。
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       一場測量，只有能分清測得值的變化是被測量的變化，還是儀器的隨機(jī)誤差，才能說清問題出自哪一方，才是有效的測量。GUM有個例子是溫度測量，分不清溫度值的很大變化是溫度源的還是溫度計(jì)的。因此，國際規(guī)范GUM的溫度測量，竟是個無效測量。
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史錦順 發(fā)表于 2015-3-8 11:07
【98#走走看看問】
       用3458A測量 一 1V直流電壓，3458A直流電壓測量準(zhǔn)確度為4ppm，重復(fù)測 ...

    史先生分析全面、清晰，總體贊同！具體處理略有分歧——

1.  作為測量者，宜只對這10次的“測量結(jié)果”負(fù)責(zé)，應(yīng)該報(bào)告的事項(xiàng)為
       （1） “1V直流電壓”的均值為  V = 1.000003V±4 μV         
            （2）  “1V直流電壓”的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.5μV                        
注：用同一只表在短時間內(nèi)重復(fù)測量多次時的“測量誤差”應(yīng)該高度相關(guān)，其均值的“測量誤差范圍”是不能“用單值的‘測量誤差范圍’除以根號N的”（只是說明，史先生并未這樣做），在沒有其他信息時只能取標(biāo)明的指標(biāo)值（4ppm）【測量者應(yīng)該相信所用表是“檢定”合格的】。

2.   這“1V直流電壓”的提供者才有義務(wù)基于測量者給出的測量結(jié)果（如此處1.所列），給出類似史先生（1）式或（2）式所列的“報(bào)告”【其中的“誤差范圍”或應(yīng)更大一點(diǎn)？】，測量者沒有這個義務(wù)，也不可能很好的完成此項(xiàng)“任務(wù)”。

3. 如果被測的“1V直流電壓”是史先生在說明1.中表述的“良好電池”，那么，基于測量者給出的“測量結(jié)果”（如此處1.所列）：要么是這“電池”有問題——沒有那么“優(yōu)良”；要么是這表已經(jīng)不正常了——“誤差”超出了其指標(biāo)（4ppm）約束的范圍。

實(shí)際測量中有太多分不清是測量手段的還是被測量因素引起測量值變化，努力分了還是分不清了怎么辦啊，評定不確定度很方便，分散性就反應(yīng)了測量結(jié)果存在的區(qū)間。

njlyx 發(fā)表于 2015-3-8 08:58
【
"一臺10kg量程的電子案秤的準(zhǔn)確度標(biāo)志是3g，現(xiàn)在測量一塊金屬，示值為3.123kg，重復(fù)測量三次，示值相 ...

　　研究誰醉誰醒，誰多數(shù)誰少數(shù)，誰來自于哪個星球在技術(shù)討論中沒有絲毫意義，把概念搞清楚，不要概念混淆或不要在討論中偷換概念才是最重要的。
　　用量程10kg準(zhǔn)確度標(biāo)志（允差）3g的電子秤測量一塊金屬，指示值為3.123kg，測量結(jié)果就是3.123kg，指示值為3.1239kg，測量結(jié)果就是3.1239kg。若經(jīng)送上游測量過程的測得值為3.120kg，3.120kg就是約定“真值”，則測量結(jié)果3.123kg的誤差就是3g，測量結(jié)果3.1239kg的誤差就是3.9g。
　　用量程10kg允差±3g的電子秤測量，測量方法的不確定度若為3.5g，則無論誤差3g的測量結(jié)果3.123kg，還是誤差3.9g的測量結(jié)果3.1239kg，都是U＝3.5g，它們只是準(zhǔn)確性不同，可信性卻完全相同。在U滿足1/3原則的情況下，兩個測量結(jié)果均可被采信用于被測對象的符合性判定，合格就是合格，不合格就是不合格。
　　由此例可看出，誤差說明了測量結(jié)果的準(zhǔn)確性（接近被測量真值的程度），不確定度說明了測量結(jié)果的可信性。這就是概念“誤差”和“不確定度”的截然不同，也可以看出，測量結(jié)果的不確定度大小與測量結(jié)果的誤差大小相互之間沒有任何關(guān)系。

　　用準(zhǔn)確度為4ppm的3458A測量1V直流電壓，重復(fù)測量10次，測量平均值為1V+3.3μV，10次測量實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.5μV，如何用誤差范圍表示這次測量呢？
　　測量者不僅要對10次測量給出的測量結(jié)果1.0000033V負(fù)責(zé)，還應(yīng)該對測量方法的可信性負(fù)責(zé)。如果1V直流電壓是“真值”（上游測量過程給出的標(biāo)準(zhǔn)值），那么儀器的示值允差（即允許的儀器準(zhǔn)確性）為4ppm，對于量程1V而言允差就是±4μV；測量結(jié)果1.0000033V的實(shí)際測量“誤差”為＋3.3μV；該測量方法的可信性為U＝3.5μV（暫且認(rèn)可例子給出的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差為不確定度）。
　　誤差是測量結(jié)果與真值之差，用以表述測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，帶有正負(fù)號。規(guī)程、規(guī)范和國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的儀器允差是儀器的“誤差范圍”，用以表述儀器的準(zhǔn)確性，有上下兩個極限值，兩個極限值均有正負(fù)號。不確定度是用測量方法的有用信息評估出來的被測量真值存在區(qū)間的半寬，用以表述測量結(jié)果的可信性，沒有正負(fù)號。誤差、誤差范圍和不確定度的定義不同，來路不同，用途也不同。

走走看看 發(fā)表于 2015-3-8 21:05
實(shí)際測量中有太多分不清是測量手段的還是被測量因素引起測量值變化，努力分了還是分不清了怎么辦啊，評定不 ...

光圖“方便”肯怕是不夠的，終究還是要看它有什么實(shí)用意義？

包攬了測量手段與“被測量”自身“隨機(jī)變化”影響的“不確定度”【現(xiàn)行“規(guī)范”叫它“測量不確定度”，本人以為宜稱“量值不確定度”；其實(shí)質(zhì)是：在一定的時空范圍內(nèi)，“被測量”的“真值”圍繞“測得值”的可能取值范圍（半寬）】對于“被測量”的應(yīng)用者無疑是最有用的！但此“不確定度”是不能僅由“測量者”負(fù)責(zé)的，他不可能負(fù)全責(zé)！—— 例如：對于珠峰的高度，有資質(zhì)的測繪者可以“負(fù)責(zé)任的”報(bào)告，她在猴年馬月午時三刻的高度為x1[m],”測量不確定度"為u1[m],但此u1只可能包含本次“測量手段”的“不確定”因素；若要“報(bào)告”珠峰在2014年元月3日12時30分~2017年12月5日12時30分的“高度”——這顯然更有實(shí)用意義，便需要有資質(zhì)的地質(zhì)研究者，根據(jù)可靠的歷次“測量結(jié)果”（可能由許多不同的、有資質(zhì)的“測量者”完成）、綜合珠峰自身的“隨機(jī)變化”因素（氣候變化、地殼運(yùn)動、...），進(jìn)行認(rèn)真的研究、分析，才能完成任務(wù)：珠峰在2014年元月3日12時30分~2017年12月5日12時30分的“高度”（均值）為xx[m],”不確定度"為uu[m]！--- 此uu的值應(yīng)該比前述“測量不確定度"u1大的不止一點(diǎn)點(diǎn)！


技術(shù)工作者應(yīng)該恪盡職守，管好自己的事。對自己不能負(fù)責(zé)的事項(xiàng)不宜盲目承攬。


在“測量手段”與“被測量隨機(jī)變化”影響因素不能恰當(dāng)分辨的前提下，籠統(tǒng)表達(dá)“測得值”分散性的“指標(biāo)”通常是沒有什么實(shí)用價值的！.... 應(yīng)用者需要的被測量“真值”的可能取值區(qū)間；只有在“測量手段”與“被測量隨機(jī)變化”影響因素能恰當(dāng)分辨（如其一相對可以忽略）的前提下，“測得值”的分散性“指標(biāo)值”才有一定的實(shí)用價值——當(dāng)“測量手段”近似理想時，它（部分）表達(dá)被測量“真值”的可能取值區(qū)間；當(dāng)“被測量隨機(jī)變化”可以忽略不計(jì)時，它（部分）表達(dá)“測量手段”不理想所引起的可能“測量誤差”范圍。

都是理想狀態(tài)當(dāng)然有辦法解決，對一個變化的被測量，可以用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)長期測量，可以像珠峰高度測量一樣不停地測，再評出不確定度，這樣使用者還有多少時間可以用，當(dāng)然使用者也可以整一套計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)自己天天測，這個成本有多大價值。現(xiàn)行不確定度的定義就反應(yīng)了被測量在測量的此時此刻被測量值的分散性，使用者知道自己的量值在什么區(qū)間內(nèi)，實(shí)際使用時也差不太多，這就夠了；

努力分辨了還分辨不出了怎么辦，還是得測量，原級標(biāo)準(zhǔn)的研究發(fā)展很多就是這種情況，量值和測量手段處膠著狀，已經(jīng)窮盡了現(xiàn)有極致水平，還能怎么樣，按大家約定的方法測量和結(jié)果，才有法比較和判斷。

走走看看 發(fā)表于 2015-3-9 09:32
都是理想狀態(tài)當(dāng)然有辦法解決，對一個變化的被測量，可以用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)長期測量，可以像珠峰高度測量一樣不停地 ...

除了最高級的“基準(zhǔn)器”及其比對測量系統(tǒng)，實(shí)用中的“測量不確定度”評估都不是面對“窮盡了現(xiàn)有極致水平”后的問題！--- 只是實(shí)用的“舍棄”（通常是基于合理‘代價’的有效‘近似’）帶來的“不確定”。

沒人說“珠峰高度要不停地測”，上貼強(qiáng)調(diào)的是“珠峰的實(shí)用高度‘發(fā)布’應(yīng)該由有資質(zhì)的地質(zhì)學(xué)家【機(jī)構(gòu)】‘負(fù)責(zé)’，缺乏深入地質(zhì)地理知識的普通‘測量者’沒有適當(dāng)?shù)哪芰ω?fù)這個責(zé)任！”

　　測量一個被測量，光圖“方便”肯定不夠，“測量”必須有“實(shí)用意義”，包攬了測量過程所有信息影響的“不確定度”可以是量值測量過程的不確定度，也可以是量值測量結(jié)果的不確定度。但測量不確定度與“被測量”自身“隨機(jī)變化”無關(guān)，被測量是限定在特定時空的量，是限定在規(guī)定的測量環(huán)境條件下的量，這個量（的真）值是唯一的。
　　“量值不確定度”的實(shí)質(zhì)是：在一定的時空范圍內(nèi)，“被測量”的“真值”圍繞“真值最佳估計(jì)值”的可能取值范圍的半寬，唯一真值處在真值“估計(jì)值”為中心，真值可能取值范圍的半寬U為半寬的區(qū)間內(nèi)，這個U就叫做測量不確定度。U不是圍繞著“測得值”的可能取值范圍的半寬。圍繞著“測得值”的可能取值范圍的半寬是測量結(jié)果的“誤差范圍半寬”，該區(qū)間對稱中心是“測得值”不是“真值估計(jì)值”，其半寬不是“測量不確定度”，而是誤差的最大絕對值或最大允許誤差。
　　不確定度對于“被測量測量結(jié)果”的應(yīng)用者是至關(guān)重要的，它決定了測量者給出的測量結(jié)果是否可被采信，可被使用，決定了用這個測量結(jié)果判定被測對象合格與否會不會帶來重大誤判風(fēng)險(xiǎn)！但此測量者應(yīng)對測量結(jié)果的“不確定度”負(fù)責(zé)，測量過程的設(shè)計(jì)者也應(yīng)對“不確定度”負(fù)責(zé)，測量過程的設(shè)計(jì)者和實(shí)施者對“測量不確定度”必須負(fù)全責(zé)！
　　例如珠峰高度的測量：測量方案設(shè)計(jì)者必須考慮構(gòu)成該方案的所有要素將會給測量結(jié)果帶來多大的“不確定度”，用設(shè)計(jì)的方案得到的測量結(jié)果“可信性”會有多大。珠峰高度的“真值”誰也不知道，因此測量過程設(shè)計(jì)者和實(shí)施者誰也不能確切地說出本次測量結(jié)果的誤差有多大。有資質(zhì)的測繪者必須按設(shè)計(jì)的測量方案“負(fù)責(zé)任”地實(shí)施和報(bào)告測量結(jié)果，確保方案設(shè)計(jì)者評估的不確定度（即可信性）不被超出。測量者只能在測量方案規(guī)定的“猴年馬月”測出珠峰高度，偏離這個時空條件的測量結(jié)果就不是要求測量的珠峰高度值了。U是實(shí)施本“測量方案”的“不確定因素”（人機(jī)料法環(huán)）導(dǎo)致的，因此“報(bào)告”珠峰高度測量結(jié)果附加時間或時間段這個時空條件顯然更有實(shí)用意義。這是因?yàn)橹榉甯叨鹊摹罢嬷怠彪S時空條件變化而變化，其真值唯一性應(yīng)限定在確定的時空條件，包括氣候變化、地殼運(yùn)動、...。至于“被測對象”珠峰高度以某個時間點(diǎn)的高度還是以某個時間段平均高度，這是測量方案設(shè)計(jì)時應(yīng)該考慮的。確定被測對象后，測量模型也就確定，給出的測量不確定度必須針對“輸出量”，某個時間段的高度測量不確定度不能當(dāng)成某個時間點(diǎn)的高度不確定度給出。
　　“測量手段”的影響因素是預(yù)先設(shè)定的，其信息是確切的。“被測量隨機(jī)變化”則有可能無法恰當(dāng)分辨，籠統(tǒng)表達(dá)“真值”會是分散的，因此對這種被測對象應(yīng)設(shè)定時空條件。時空一旦設(shè)定，真值也就唯一，這就是所有測量方案都必須規(guī)定測量環(huán)境條件的科學(xué)道理，不限定環(huán)境條件是不合格的測量方案設(shè)計(jì)成果。應(yīng)用者需要被測量“真值”的可能取值區(qū)間，遺憾的是測量者無法給出，因此轉(zhuǎn)而要求測量者在給出測量結(jié)果時同時給出該測量結(jié)果或獲得該測量結(jié)果的測量過程的“可信性”（即不確定度），以便自己來判定所給測量結(jié)果值不值得采信，能不能夠應(yīng)用在自己的被測對象符合性判定中。“不確定度”定義中的“分散性”并不是說真值有很多、很分散，真值是唯一的并不分散。但真值在其存在區(qū)間的哪個位置不知道，可能存在于任何位置，因此可以“看成”真值在區(qū)間內(nèi)分散著。所以，千萬不能把“不確定度”當(dāng)成“測量手段不理想所引起的可能測量誤差范圍”，把“不確定度”當(dāng)成“誤差范圍”無疑是概念的嚴(yán)重混淆。

走走看看 發(fā)表于 2015-3-8 21:05
實(shí)際測量中有太多分不清是測量手段的還是被測量因素引起測量值變化，努力分了還是分不清了怎么辦啊，評定不 ...

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       【走走看看觀點(diǎn)】      
       實(shí)際測量中有太多分不清是測量手段的還是被測量因素引起測量值變化，努力分了還是分不清了怎么辦啊，評定不確定度很方便，分散性就反應(yīng)了測量結(jié)果存在的區(qū)間。
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       【史錦順意見】   
       語云：干啥學(xué)啥。干測量計(jì)量工作，就要學(xué)習(xí)有關(guān)測量計(jì)量的知識和理論。學(xué)習(xí)可以從書本學(xué)，也可以向他人學(xué)，包括他人的經(jīng)驗(yàn)與學(xué)術(shù)思想。
       通常，學(xué)書本、學(xué)他人，看一看、聽一聽，有個謙虛好學(xué)的態(tài)度就行了。努力學(xué)習(xí)，就必定有進(jìn)步。這是正常情況。而現(xiàn)在的測量計(jì)量界，處在一個特殊的歷史時期。
       1993年前是誤差理論的時代。我是1963年參加到計(jì)量行業(yè)中來的。書上講的、實(shí)際用的，都是誤差理論，學(xué)就是了。1993年，國際計(jì)量委員會通過決議，推行不確定度論，于是，此后就有兩套理論。這就給初學(xué)者造成了麻煩。當(dāng)前的情況是，誤差理論與不確定度論兩大學(xué)派在爭論，各有各的作法，幾乎沒有一致的地方。這樣，人們不僅要學(xué)習(xí)，還得要鑒別。正確的理論，越學(xué)越長知識；而錯誤的理論，能學(xué)明白嗎？能用嗎？畫個大大的問號，是正常的。一味的相信不確定度論，自己就掉在坑里了。
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       你的題目，按不確定度評定是個什么結(jié)果，能說明什么問題？只能是一團(tuán)糟。你說好辦，反正是分散性。你按不確定度的評定，表達(dá)一下，看看行不行。你挑不出我與njlyx按誤差理論表達(dá)的錯；我卻能說明你評定的不確定度有什么錯，說明為什么用不確定度的方法，表達(dá)不清楚你的問題。
       3458A是八位半數(shù)字電壓表，生產(chǎn)者安捷倫公司已給出準(zhǔn)確度指標(biāo)是4ppm。準(zhǔn)確度就是誤差范圍。經(jīng)過計(jì)量，就是個可信的性能指標(biāo)。安捷倫公司已宣布：該公司給出的準(zhǔn)確度，就是不確定度。這是和不確定度評定的“不確定度”不同的。怎么理解？不確定度就是一團(tuán)混亂。
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       測量中區(qū)分對象與手段是十分重要的。其主要體現(xiàn)是測得值的分散性來自哪一方。這樣，才能有效地達(dá)到測量的目的。例如，有人制作一臺發(fā)射機(jī)的穩(wěn)壓電源，穩(wěn)定度要求很高，你必須選用一臺隨機(jī)誤差比對被測量要求小三倍或更小的電壓表來測量。才能說明測得的σ是測量儀器的還是被測穩(wěn)壓電源的。才能對穩(wěn)壓電源的性能表態(tài)。如果說不清σ是被測量的還是測量儀器的，那這個測量就是無效測量。因?yàn)檫_(dá)不到判定穩(wěn)壓電源性能的目的。
       不知你那里如何，行業(yè)不同，單位水平不同，可能有不同看法。但是，在我工作過的單位（國家計(jì)量院電子處、時頻處；電子27所測頻室、工程檢測中心）不能區(qū)分對象與手段的，就沒有承擔(dān)某項(xiàng)測量計(jì)量工作的資格。有些個別人也不懂，但他們只能給別人當(dāng)助手，當(dāng)個操作工就是了，不影響工作的全局。因?yàn)檫x用儀器、處理測量結(jié)果，由懂行的人來干。
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      講點(diǎn)實(shí)用知識。
      測量，必須知道所用測量儀器的指標(biāo)R（計(jì)量合格）。
      測量10到20 個點(diǎn)（頻率穩(wěn)定度要求測量100點(diǎn)），計(jì)算σ.
      1 若3σ比R大三倍以上，則測得值變化由被測量引起，是對象的問題，這是統(tǒng)計(jì)測量，σ不能除以根號N。用3σ表達(dá)被測量的穩(wěn)定性（分散性）或偏差范圍。可以忽略R。
      2 若3σ在R/3以下，則測量是基礎(chǔ)測量（常量測量），測得值的分散性由測量儀器引入，而且必定已包含在測量儀器指標(biāo)R中。直接表達(dá)測量結(jié)果為測得值（平均值）加減誤差范圍（準(zhǔn)確度之指標(biāo)值）。可以忽略3σ.
      3 若3σ在2R到R/2之間，且R與被測量的指標(biāo)要求接近，則測量是混沌測量。此時，區(qū)分不開測得值的變化來自哪一方，無法說明被測量的性能，是無效測量，必須避免。避免的方法很簡單，就是選用高檔的測量儀器，使測量儀器的指標(biāo)遠(yuǎn)高于被測量的性能指標(biāo)要求，可以忽略。此時，測量儀器的影響可略，測得值的變化都算在被測量上，就好說明被測量的性能了。
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偏差范圍是3σ+R(儀)=11μV+4μV=15μV.
測量結(jié)果為：
V = 1.000003V±15μV                                                    （1）

首先叫偏差范圍不妥當(dāng)，偏差是以標(biāo)稱值為參考，相對偏差分母是標(biāo)稱值，相對誤差分母是相對真值，σ又是以誰為參考，R在史先生的理論中應(yīng)該是誤差范圍，誤差怎么能同偏差相混呢；其次，σ是這次測量中的隨機(jī)性分量，σ中有多少是被測量本身的，有多少是3458A的，R(儀)中有多少是系統(tǒng)性的，有多少是隨機(jī)性的。3σ+R(儀)把物理意義不同，性質(zhì)諸多分不清的量直接代數(shù)相加算什么，這同不確定度評定相比有什么優(yōu)越性，除了保守了，把可能還不錯的東西測量成了一般般，測量并不都象宇航測量一樣要求萬無一失，測量結(jié)果有較大的概率就行了，未必一定要追求6σ

安捷倫公司已宣布：該公司給出的準(zhǔn)確度，就是不確定度。這是和不確定度評定的“不確定度”不同的。怎么理解？不確定度就是一團(tuán)混亂。

這個不確定度就是以尋找真值為目的的測量時3458A貢獻(xiàn)的不確定度分量，或者叫3458A測量儀器的不確定度，怎么能說和不確定度評定時的不確定度是不同的。這個不確定度不同于3458A是DUT時的測量不確定度，因?yàn)檫@個測量的目的不是為了獲得真值，是為了獲得3458A測量值與真值的關(guān)系，此時測量不確定度反應(yīng)了與真值關(guān)系的測量結(jié)果的分散性或者與真值關(guān)系的不確定度，這個不確定度包含區(qū)間當(dāng)然不是一定包含真值，以為這個問題只有規(guī)矩灣先生是糊涂的。

3458A校準(zhǔn)不僅僅是為了獲得R，有時為了使用其內(nèi)部參考源的短期（10min)穩(wěn)定性，使用其轉(zhuǎn)移特性，轉(zhuǎn)移不確定度同以上的不確定又不同。

不確定度意義很明晰，不同測量場合有不同的不確定度，但任何時候都表征那個測量的此時此刻被測量之值的分散性，怎么能說是一團(tuán)混亂。

　　拜讀史老師樓上所講測量工作的一點(diǎn)實(shí)用知識后，我的學(xué)習(xí)心得如下：
　　“測量，必須知道所用測量儀器的指標(biāo)R（計(jì)量合格）”，這是測量者實(shí)施測量的必要條件，因?yàn)闇y量儀器的指標(biāo)（允差）R不僅決定著測量結(jié)果的準(zhǔn)確性也決定著測量結(jié)果的可信性。R的大小直接影響測量結(jié)果的最大誤差，因此影響著測量結(jié)果偏離被測量真值的程度，決定了測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時R的不同大小也給測量結(jié)果引入了不同大小的不確定度，從而也決定著測量結(jié)果的可信性。
　　經(jīng)過重復(fù)測量用貝塞爾公式計(jì)算得到σ，σ只是統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)中的一個計(jì)算結(jié)果，可以應(yīng)用于許多場合，在測量領(lǐng)域中主要常應(yīng)用于以下兩個場合：
　　當(dāng)σ應(yīng)用于誤差理論時，σ就是隨機(jī)誤差，反映了測量結(jié)果在修正了系統(tǒng)誤差后偏離被測量真值的程度。絕大多數(shù)測量結(jié)果的隨機(jī)誤差不會超過3σ，即誤差在±3σ范圍內(nèi)的測量結(jié)果99%以上都是準(zhǔn)確的。3σ≤R/3的測量結(jié)果反映被測量變動量很小，也反映隨機(jī)誤差足夠小，測量環(huán)境控制和測量人員的操作水平等滿足測量要求。σ＞R時，說明測量結(jié)果變動量很大，隨機(jī)誤差也很大，此時應(yīng)分析隨機(jī)誤差的主要來源，可能是測量環(huán)境控制太差，可能是測量人員操作水平待培訓(xùn)，也可能是被測量隨時間的變化量較大，而選擇了分辨力過高的測量儀器（就是史老師所說的被測量為統(tǒng)計(jì)量不是常量）。我們應(yīng)針對不同原因采取不同的措施改進(jìn)測量方法，例如壓縮環(huán)境條件控制范圍，培訓(xùn)測量人員，限制檢測過程的實(shí)施時間等。其實(shí)任何被測量都在不斷變化，“統(tǒng)計(jì)量”還是“常量”只是個相對概念。時空限制越狹窄的被測量越趨近于常量，時空限制越寬大的被測量越趨近于統(tǒng)計(jì)量。日常所說的測量都是對特定一個被測對象測量，都是常量的測量。需做大量統(tǒng)計(jì)工作的測量并非針對一“個”，而是針對一“群”被測對象的測量。
　　當(dāng)σ應(yīng)用于不確定度評定理論時，σ只是實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差s，σ將被用于評估測量結(jié)果的不確定度，從而量化反映測量結(jié)果的可信性程度。如果獲得測量結(jié)果的重復(fù)“測量”次數(shù)為N，s/√N(yùn)就是測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。要注意N不是重復(fù)“試驗(yàn)”次數(shù)n。當(dāng)N＝1時，標(biāo)準(zhǔn)不確定度就是s，并非有人理解的不問青紅皂白一律s/√n。包含因子k＝1時的不確定度是標(biāo)準(zhǔn)不確定度，為計(jì)算方便，不確定度分量評估時應(yīng)一律使k＝1。就像建筑工程設(shè)計(jì)中的安全系數(shù)一樣，工程上的不確定度包含因子k必須大于1，沒有特別要求時，按慣例取k＝2不會有人表示反對。
　　因此，不確定度評定回避常量測量還是統(tǒng)計(jì)測量、混沌測量，或者說應(yīng)一律指對特定量的測量，指常量的測量。如果一定要把統(tǒng)計(jì)量的測量也包括在內(nèi)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果就是做了大量測量后的平均值為其測量結(jié)果，以平均值作為測量結(jié)果的不確定度就是s/√N(yùn)，測量次數(shù)N越多（即選取的樣本越多），不確定度就越小，統(tǒng)計(jì)結(jié)果就越可信。當(dāng)N趨近于∞，不確定度就趨近于0，此時被測量“集”的全部都被作為樣本進(jìn)行了測量，測量結(jié)果也就是被測量的真值，統(tǒng)計(jì)結(jié)果也就是絕對“可信”的了。

不知你那里如何，行業(yè)不同，單位水平不同，可能有不同看法。但是，在我工作過的單位（國家計(jì)量院電子處、時頻處；電子27所測頻室、工程檢測中心）不能區(qū)分對象與手段的，就沒有承擔(dān)某項(xiàng)測量計(jì)量工作的資格。有些個別人也不懂，但他們只能給別人當(dāng)助手，當(dāng)個操作工就是了，不影響工作的全局。因?yàn)檫x用儀器、處理測量結(jié)果，由懂行的人來干。

不能區(qū)分對象和手段的太多了，比如功率計(jì)測量信號源輸出的微波功率，已經(jīng)選用了最好的功率探頭，還是分不出測量結(jié)果分散性是信號源引起的還是功率計(jì)引起的，或者各占多少分量，就是用功率探頭直接測量功率計(jì)1mW參考源也有分散性，有多少是探頭的，有多少參考源的，也分不清，最好的功率探頭也會有1%～2%的測量不確定度，不要說分散性分不清，就是偏離也分不清，任何人都分不清，都當(dāng)助手活怎么干；

時間頻率短穩(wěn)測量時最好的參考源oscilloquartz 8607的阿侖標(biāo)準(zhǔn)偏差（1～3）×10^-13/1s,不可能買三個同樣的頻標(biāo)每次使用時測量出短穩(wěn)確定值，就是測出來了測量值有多大不確定度也不能準(zhǔn)確確定，就是確定了同實(shí)際測量時又完全一樣嗎，測量時比對器又貢獻(xiàn)了多少分量，如果DUT也是這個量級的或者差點(diǎn)但還是不滿足先生那個要求，測量結(jié)果中有多少是參考源的，有多少是比對器，又有多少是DUT的，能分得清嗎。

說是混沌測量、是無效測量很簡單，問題是要怎么辦才能有效，史先生說了“避免的方法很簡單，就是選用高檔的測量儀器”，問題是高檔的儀器有錢也買不到。

　　史老師說：安捷倫公司已宣布，該公司給出的準(zhǔn)確度，就是不確定度。這是和不確定度評定的“不確定度”不同的。怎么理解？不確定度就是一團(tuán)混亂。
　　我認(rèn)為，這不是不確定度的概念一團(tuán)混亂，而是安捷倫公司對概念的理解混亂，是安捷倫公司混淆了不確定度與儀器最大允許誤差的概念，亂用測量不確定度術(shù)語。不確定度屬于測量結(jié)果的特性，不屬于儀器的特性，安捷倫公司不應(yīng)該把儀器特性給測量結(jié)果引入的不確定度說成是儀器的，它只能給出自己的儀器產(chǎn)品最大允許誤差和其它一系列計(jì)量特性的要求。
　　每個理論都有自己的應(yīng)用場合，不能試圖用殺雞的理論解決宰牛的實(shí)際問題。122樓走走看看老師舉了一個用最好的功率探頭檢測功率計(jì)測量信號源輸出的微波功率，還是分不出測量結(jié)果分散性是信號源引起的還是功率計(jì)引起的，或者各占多少分量的例子，我認(rèn)為這是誤差分析理論中應(yīng)研究的“誤差分離”技術(shù)，不是測量不確定度評定理論該解決的問題。時間測量的例子也是一樣的道理，每次測量不可能買數(shù)個同樣的頻標(biāo)測量，測量時比對器貢獻(xiàn)了多少分量也很難分離出來，這都是誤差理論該解決的問題。不確定度評定依據(jù)的只是測量方案的相關(guān)信息，測量方案一旦確定，其測量模型和相關(guān)信息也就給定，不確定度的評定方法是JJF1059.1，依據(jù)的方法和信息確定了，評估的測量模型（輸出量、輸入量及其函數(shù)關(guān)系）也確定了，不確定度的估計(jì)結(jié)果也就確定了，并不需要去分離什么誤差。
　　

正確的理論，越學(xué)越長知識；而錯誤的理論，能學(xué)明白嗎？能用嗎？畫個大大的問號，是正常的。一味的相信不確定度論，自己就掉在坑里了。

史先生多次聲稱是中國計(jì)量科學(xué)研究院馬鳳鳴先生旗下一員戰(zhàn)將，據(jù)熟悉馬先生的朋友講，馬先生無疑是一位最令人尊敬的學(xué)者，馬先生很久、很久、很久以前就為不確定度做工作了，馬先生編寫了“時間頻率計(jì)量時不確定度”，國家計(jì)量院大銫鐘、守時鐘組、銫噴泉鐘、標(biāo)準(zhǔn)時間國際比對不確定度評定馬先生應(yīng)該都有參與吧，很長、很長、很長一段時間內(nèi)，時間頻率委員會編制的規(guī)程、規(guī)范很多會經(jīng)馬先生審閱后才報(bào)批，每個規(guī)程、規(guī)范都會有不確定度評定，不能說馬先生也早掉坑里了吧。

走走看看 發(fā)表于 2015-3-9 18:54
正確的理論，越學(xué)越長知識；而錯誤的理論，能學(xué)明白嗎？能用嗎？畫個大大的問號，是正常的。一味的相信不確 ...

       謝謝你對我的老朋友馬鳳鳴的評價和稱贊。很久沒見過他了。如果他來參加討論，該多好啊！
       馬先生強(qiáng)烈抨擊不確定度論，是在一次他主講的全國時頻專業(yè)學(xué)習(xí)班上。是我的一個學(xué)生（現(xiàn)在是室主任）參加學(xué)習(xí)班回來告訴我的。
       馬氏反對、抵制不確定度論的證據(jù)是：
        1 馬鳳鳴主編的《JJF1180-2007時間頻率計(jì)量名詞術(shù)語》。馬氏在2007年，能主編出該規(guī)范，抵制不確定度論，是明顯的。
        2 2007年，國家授予銫噴泉原子鐘研制項(xiàng)目國家科技進(jìn)步一等獎，名目是：準(zhǔn)確度5E-15，這是負(fù)責(zé)測量指標(biāo)提法的馬鳳鳴，拒絕用“不確定度”當(dāng)指標(biāo)的證據(jù)。那年馬鳳鳴已七十二歲（馬氏生于1935年）；此后計(jì)量院又稱噴泉鐘指標(biāo)不確定度達(dá)到2E-15，馬鳳鳴已退休，他管不著了。馬鳳鳴不會掉在不確定度論的坑里。