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頻率計(jì)量的八項(xiàng)規(guī)章
共同抵制不確定度論
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史錦順
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本文所指的頻率計(jì)量的八項(xiàng)規(guī)章,包括一項(xiàng)計(jì)量規(guī)范和七項(xiàng)檢定規(guī)程:
[1]《JJF1180-2007 時(shí)間頻率計(jì)量名詞術(shù)語(yǔ)》
[2]《JJG492-2009 銫原子頻率標(biāo)準(zhǔn)檢定規(guī)程》
[3]《JJG1004-2005 氫原子頻率標(biāo)準(zhǔn)檢定規(guī)程》
[4]《JJG292-2009 銣原子頻率標(biāo)準(zhǔn)檢定規(guī)程》
[5]《JJG181-2005 石英晶體頻率標(biāo)準(zhǔn)檢定規(guī)程》
[6]《JJG545-2006 頻標(biāo)比對(duì)器檢定規(guī)程》
[7]《JJG349-2014 通用計(jì)數(shù)器檢定規(guī)程》
[7附]《JJG349-2001 通用計(jì)數(shù)器檢定規(guī)程》
[8]《JJG841-2012 微波頻率計(jì)數(shù)器檢定規(guī)程》
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(一)講究“測(cè)量誤差”不講“測(cè)量不確定度”;實(shí)測(cè)后計(jì)算誤差,而不搞GUM的不確定度評(píng)定。
不確定度論的出世與立論的理由是“真值不可知,誤差不可求,而要評(píng)定不確定度”。
頻率計(jì)量的八項(xiàng)規(guī)章,講測(cè)量誤差的定義、測(cè)量誤差的測(cè)量方法,測(cè)量誤差的計(jì)算和表達(dá),卻不講不確定度,不搞不確定度評(píng)定。
例如,[8]《JJG841-2012 微波頻率計(jì)數(shù)器檢定規(guī)程》
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【引文】 [8]的條款
5. 2 頻率測(cè)量誤差
頻率測(cè)量最大允許誤差按式(1)計(jì)算。
MPE= 土(A×f +δ) (1)
式中:
MPE——頻率測(cè)量最大允許誤差,Hz;
A——內(nèi)置石英晶體振蕩器頻率準(zhǔn)確度;
f—— 被測(cè)頻率,Hz;
δ——分辨力,Hz。
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【史評(píng)】
標(biāo)題“頻率測(cè)量誤差”中的“誤差”是泛指概念,包括誤差元與誤差范圍。“最大允許誤差”,就是誤差范圍。以上說(shuō)法,符合誤差理論的通常習(xí)慣。
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【引文】 [8]的條款
7. 2. 2. 4 頻率測(cè)量誤差的檢定
檢定過(guò)程中,被檢微波頻率計(jì)數(shù)器分辨力設(shè)置在最高擋,合成信號(hào)發(fā)生器輸出頻率調(diào)至各頻段頻率測(cè)量上限, 信號(hào)電平調(diào)至0dBm ,取3 次頻率測(cè)量的算術(shù)平均值f 作為頻率測(cè)量結(jié)果,按式(2) 計(jì)算頻率測(cè)量誤差。
Δf = f – fo (2)
式中:
Δf 頻率測(cè)量誤差,Hz;
f 頻率測(cè)量結(jié)果,Hz;
fo 合成信號(hào)發(fā)生器輸出頻率值,Hz。
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【史評(píng)】
從5.2的頻率誤差范圍定義,到7.2.2.4的誤差值測(cè)量計(jì)算,講的都是誤差、誤差范圍(最大允許誤差的絕對(duì)值),而不用不確定度表達(dá)指標(biāo),不進(jìn)行不確定度評(píng)定。本文所指的八項(xiàng)規(guī)章都是這樣的。
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(二)抵制不確定度論的“準(zhǔn)確度定性說(shuō)”,用準(zhǔn)確度當(dāng)定量的性能指標(biāo)。
人所共知,GUM與VIM都規(guī)定:準(zhǔn)確度是定性的,不能給出數(shù)值。
頻率計(jì)量的八項(xiàng)規(guī)章,卻一律把準(zhǔn)確度當(dāng)定量的指標(biāo)。這是抵制不確定度論的明顯的標(biāo)志,是重要的舉措。其總代表是[1]《JJF1180-2007 時(shí)間頻率計(jì)量名詞術(shù)語(yǔ)》
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【引文】規(guī)章[1]條款
3.22 頻率準(zhǔn)確度
頻率偏差的最大范圍。表明頻率實(shí)際值靠近標(biāo)稱(chēng)值的程度。用數(shù)值定量表示時(shí),不帶正負(fù)號(hào)。如一個(gè)頻標(biāo)頻率標(biāo)稱(chēng)為5MHz,頻率準(zhǔn)確度為2×10^-10,其含義是頻率實(shí)際值可能高,但不會(huì)高出2×10^-10,也可能低,但不會(huì)低出2×10^-10,即頻率實(shí)際值f滿足下式:5MHz(1-2×10^-10)≤f≤5MHz(1+2×10^-10)。
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【史評(píng)】
《JJF1180-2007 時(shí)間頻率計(jì)量名詞術(shù)語(yǔ)》給出頻率準(zhǔn)確度的定義,用定量的表達(dá),這是其他七項(xiàng)規(guī)程一律用準(zhǔn)確度當(dāng)性能指標(biāo)的基礎(chǔ)。主起草人馬鳳鳴先生,功不可滅。
有人說(shuō),馬氏此舉不當(dāng);我則認(rèn)為馬氏有理、有功。以下是我的網(wǎng)上文章的論述
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準(zhǔn)確度定性說(shuō)的根源與目的
真值、誤差、準(zhǔn)確度,這三大概念,是誤差理論的核心概念。不確定度論一出世,為給自己的存在找理由,便肆意誣陷這三個(gè)概念。“真值不可知”,第一;“誤差不可求”第二;第三點(diǎn):準(zhǔn)確度是定性的,不能用數(shù)字表達(dá)。
不確定度論如此對(duì)待學(xué)術(shù)問(wèn)題,在科學(xué)史上是少見(jiàn)的。不是講理,而是誣陷。其實(shí),人們易于看穿這個(gè)鬼把戲,不確定度論本來(lái)沒(méi)有什么貨色,測(cè)量計(jì)量領(lǐng)域的問(wèn)題,誤差理論本可以順利地解決,不確定度這一套實(shí)際是多余的,于是不確定度論的炮制者們就硬編理由,說(shuō)準(zhǔn)確度是定性的(定性就是不能用數(shù)字表達(dá),由此就說(shuō)該用可定量的不確定度),這是編造的瞎話之一。可悲的是,不符合客觀的東西,編瞎話編不周全,于是,矛盾多多、問(wèn)題多多,筆者的揭露,竟已寫(xiě)短文百余篇。那些不確定度的擁護(hù)者們,你們誰(shuí)又能回答這些質(zhì)疑呢?不確定度論有那么多弊病,掩蓋是掩蓋不了的。紙包不住火。
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準(zhǔn)確度定性說(shuō)違反中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)
準(zhǔn)確度是定量的,這有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與世界標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
有人說(shuō):JJF1180作為專(zhuān)業(yè)的規(guī)范違反計(jì)量界的總規(guī)范JJF1001。應(yīng)該說(shuō)明,正是JJF1001鸚鵡學(xué)舌,說(shuō)準(zhǔn)確度是定性的,這就違反了中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),違反了ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
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A 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 《GB/T 6379.1-2004測(cè)量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度(正確度與精密度)第一部分:總則與定義》對(duì)應(yīng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)《ISO 5725-1:1994》
3.6 準(zhǔn)確度(accuracy)
測(cè)試結(jié)果與接受參照值間的一致程度。
注2 :術(shù)語(yǔ)準(zhǔn)確度,當(dāng)用于一組測(cè)試結(jié)果時(shí),由隨機(jī)誤差分量和系統(tǒng)誤差即偏倚分量組成。
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B 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 《GB/T 6379.6-2004 測(cè)量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度(正確度與精密度)第六部分:準(zhǔn)確度值的實(shí)際應(yīng)用》對(duì)應(yīng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)《ISO 5725-6:1994》
1 范圍
1.1 GB/T6379本部分的目的是說(shuō)明能應(yīng)用準(zhǔn)確度數(shù)據(jù)的各種不同的實(shí)際情形。
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中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/6373,以及對(duì)應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO5725,規(guī)定準(zhǔn)確度由隨機(jī)誤差與系統(tǒng)誤差構(gòu)成。隨機(jī)誤差與系統(tǒng)誤差都是定量的,準(zhǔn)確度必然是定量的。此標(biāo)準(zhǔn)的第6部分(單列一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)),專(zhuān)門(mén)講準(zhǔn)確度值的實(shí)際應(yīng)用,這就說(shuō)明準(zhǔn)確度必是有“值”的,準(zhǔn)確度必是定量的。
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不確定度論之準(zhǔn)確度定性說(shuō),違背中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。如果論權(quán)力等級(jí), JJF該服從GB。至于ISO,今日東明日西,有失體面。當(dāng)然,老史志在追求真理,并不顧慮權(quán)勢(shì)。誰(shuí)都比我權(quán)力大,我只服從正確的。我的天職是揭發(fā)錯(cuò)誤。
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(三)合格性判別中的待定區(qū)是標(biāo)準(zhǔn)的誤差范圍,而不是U95。
八項(xiàng)規(guī)章都有明確規(guī)定,準(zhǔn)確性檢定,標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確度要比被檢儀器高一個(gè)量級(jí)(10倍),穩(wěn)定度檢定,標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定度指標(biāo)要比被檢儀器的穩(wěn)定度高3倍。由是,計(jì)量的誤差,前者小于被檢儀器的1/10,后者小于檢定對(duì)象的1/18(均方合成),都可忽略。如顧及待定區(qū),寬度是標(biāo)準(zhǔn)的誤差范圍,而不是U95。不評(píng)定U95,不存在判別式之標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)混入被檢儀器性能的錯(cuò)誤。
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(四)名稱(chēng)叫“不確定度”,而其內(nèi)容是“阿侖標(biāo)準(zhǔn)頻差”
有人說(shuō),JJF1180有“不確定度”,從而推斷說(shuō)主起草人馬鳳鳴是贊成不確定度的。我好生奇怪,難道馬氏也掉在不確定度的坑里了?這幾天查閱各項(xiàng)檢定規(guī)程,卻得到相反的結(jié)果。原來(lái),上述規(guī)程中也偶用“不確定度”,是什么東西呢?且看:
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【引文】引自[6]《JJG545-2006 頻標(biāo)比對(duì)器檢定規(guī)程》
6.2.8 比對(duì)不確定度的檢定
比對(duì)不確定度檢定方法用自相關(guān)原理,即同一信號(hào)加到參考和被測(cè)輸入端。輸入頻率為1MHz .
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2015-3-20 07:32 上傳
【史評(píng)】
規(guī)程要求按(5)式計(jì)算比對(duì)器的不確定度。(5)式正是阿侖標(biāo)準(zhǔn)偏差的表達(dá)式。原來(lái)比對(duì)器的不確定度是阿侖偏差。
哈哈!原來(lái)馬鳳鳴先生所說(shuō)的比對(duì)器的不確定度,竟是阿侖標(biāo)準(zhǔn)偏差,而不是GUM的不確定度!
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(五)A類(lèi)不確定度評(píng)定,用單值的σ,而不除以根號(hào)N。
本文所指的八項(xiàng)規(guī)章之一的[7]《JJG349-2014 通用計(jì)數(shù)器檢定規(guī)程》有個(gè)已被代換的版本是[7附]《JJG349-2001 通用計(jì)數(shù)器檢定規(guī)程》。舊版的2001版有個(gè)附錄講不確定度評(píng)定。
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【引文】摘自[7附]
《JJG349-2001 通用計(jì)數(shù)器檢定規(guī)程》
附錄B 晶體振蕩器的測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定
B3 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定
B.3.2.2 來(lái)源于被測(cè)量晶體震蕩器的測(cè)量不重復(fù)性,可通過(guò)連續(xù)測(cè)量得到的測(cè)量列,采用A類(lèi)評(píng)定方法進(jìn)行不確定度評(píng)定。
連續(xù)測(cè)量10次得到測(cè)量列:5000000.Hz后的尾數(shù)
.0149// .0146// .0147// .0149// .0146// .0150// .0148// .0146// .0151// .0145
平均值為 5000000.01477Hz
將數(shù)據(jù)代入貝塞爾公式計(jì)算,得s =0.0002 Hz
所以μ(δ2) = s/5MHz =4E-11
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【史評(píng)】
1 這份檢定規(guī)程,不是國(guó)家計(jì)量院的人起草的。2001年,適逢推行不確定度論的高潮期,起草人雖然沒(méi)在正文中用不確定度評(píng)定,卻在附錄中,講述了對(duì)晶振的測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定。這在時(shí)頻界是極少有的,但畢竟是用了,也算不確定度論在時(shí)頻界的一次表演。可是,這位起草人,用標(biāo)準(zhǔn)偏差代替阿侖偏差來(lái)表達(dá)分散性,把它叫做“不確定度”,卻沒(méi)按A類(lèi)不確定度評(píng)定的方式辦理,沒(méi)有除以根號(hào)N(即根號(hào)10)。即比“A類(lèi)不確定度”大3倍多。事情很明白,這里處理的是統(tǒng)計(jì)變量的測(cè)量,必須用單值的西格瑪來(lái)表征分散性(穩(wěn)定性),而不能除以根號(hào)N,這就抵制了A類(lèi)評(píng)定除以根號(hào)N的作法。
2 此規(guī)程的這個(gè)附錄B,在2011版的《JJG349-2014 通用計(jì)數(shù)器檢定規(guī)程》中,已取消。這樣,在本文所列的有效的八項(xiàng)頻率計(jì)量的規(guī)章中,就徹底沒(méi)有GUM的不確定度了。
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