還是一包白糖的稱量問題

sirchen 發表于 2017-9-1 15:04
依據JJF1001-2011
不確定度定義中提到：
不確定度是一般由若干分量組成，其中一些分量可以根據一系列測量 ...

正是因為“定義”中沒有明確說一次測量結果的“測量不確定度”該如何具體“評定”，才會有所疑慮。

“測量不確定度”一定是要明確“被測量”的——

對于量值可能變化的被測“量載體”，在各次被測時都可能會有不同的量（的真）值——其實也就是一個可能不同的具體被測量（的真）值，單次測量針對這個具體被測量（的真）值而言，也是可以給出“測量不確定度”的。 只是這個單次測量結果對于量值可能變化的被測“量載體”而言，可能真沒有什么實際意義。


但對于一包白糖這種量值變化可以實用忽略不計的被測“量載體”，單次測量的結果是有實用意義的，它的“測量不確定度”也應當有辦法給出。至于應該怎么給才是“正確”的？.....正是要探討的問題。

個人認為：1、這就是貝葉斯思維。測量一次的時候，你只能在已知的信息下給出不確定度。
                     后來加入新的信息，重新計算。對原來的信息進行修正。這時候結果可能發生沖突....
                2、在權威的信息下，很有可能是你過程或環境等等因素導致新信息可能是錯誤的。很有可能存在
                     系統誤差或者你的環境不能達到儀器的要求，導致波動比較大等等。如果你更加厲害，可能知道
                     人家的已知信息是如何計算的，或者你可能發現他們給的是錯誤的，或者這參數不能匹配真實。
                3、概率問題！你都知道正態分布的誤差可以是無限大的，只不過出現概率少。不過聽慣100年一遇的情況。
                     可能你認為的正態分布并不符合現實的。
                4、至于你說假定的“不相關”違背現實。這肯定有可能。只不過是因為“不相關”簡單而且適應大部分情況所以。。。
                     這考慮到成本問題。不過由于經常講不相關，導致大家頭腦固化，這是另外一個問題。我們只能盡量模擬、接近現實。
               
                    現實與理論有偏差。。。。。這就是貝葉斯思維，根據給出的新信息不斷修正（這思想也經常被上面濫用：摸石頭過河）。。。。。

sirchen 發表于 2017-9-1 15:26
看到這里，估計樓主也是從來沒做過計量檢測和校準工作，對于計量如何溯源不太清楚，只是對著書本琢磨。 ...

問的是稱一包白糖的問題，與“從來沒做過計量檢測和校準工作，對于計量如何溯源不太清楚”有什么關系呢？

你告訴大家應該如何不就明白了？

劉耀煌 發表于 2017-9-1 15:09
這只是電子秤MPE引入的不確定度分量，電子秤重復性引入的不確定度分量沒有，至少也還要有分辨力引入的分 ...

電子秤的重復性、分辨力之類的影響難道它的MPEV指標不包含嗎？

njlyx 發表于 2017-9-1 15:42
電子秤的重復性、分辨力之類的影響難道它的MPEV指標不包含嗎？

這也是我疑惑的地方。如果說標準器和被檢計量器具的MPE都給出了，那評定不確定度為什么還會那么麻煩？

一包約500g的白糖，用一臺檢定“合格”的、 MPEV=10g 的臺秤稱量一次，得到它的“測量不確定度” U1=10g(k=3)(假定臺秤的示值誤差服從正態分布)。重復稱量10次，卻得到一個  U2=12g(k=3)的“測量不確定度”！

這是在一律“假定不相關”時很可能出現的局面，但它確是一個違背常理的結果——這包糖的實際質量在此重復測量期間顯然不會有可觀的變化，這“增加”的“不確定度”份額是什么意思？難道是多稱了9次反而更“拿不準”了？


這是想當然編制測量數據得出的一個貌似合理的悖論

由題目數據可以得出，重復稱量10次的1σ=2.2g，即秤的分散性3σ=6.6g，若標稱MPEV=10g，有這樣分散性的秤是不可能合格的

如果做真實的10次測量，合理的測量結果重復性通常會小于秤的分辨力或者差不多（就題目這臺秤而言），評估出不確定度應該U2=10g(k=3，事實上K=3是不合理的，因為不大不可能是正態分布)多一點點，若只做一次測量，評估出U1=10g(k=3)也是多一點點

兩個不確定度數值上不會有差異，獲得U2時比U1有更多的信息，U2相對于U1可能更合理

對U2數據的質疑有道理！是我"編造"不當。   不過，只要U2比U1大，總是不好交代的？此外，U1比10多一點點的來歷？

單次的測量是無法得到重復性分量的。
1.單次測量的重復性，需要測試n次，求標準差，然后重復性分量就等于這個標準差，不需要除以根號n。測量結果為：單次測試值+/-不確定度
2.多次測量的重復性，需要測試n次，求標準差，然后重復性分量需再除以根號n。測量結果為：多次測量平均值+/-不確定度

其中2是必然小于1的，即經過多次測量的平均值更可靠，真值可能出現的范圍更窄。

njlyx 發表于 2017-9-1 14:27
那要如何得到？

單次的測量是無法得到重復性分量的。
1.單次測量的重復性，需要測試n次，求標準差，然后重復性分量就等于這個標準差，不需要除以根號n。測量結果為：單次測試值+/-不確定度
2.多次測量的重復性，需要測試n次，求標準差，然后重復性分量需再除以根號n。測量結果為：多次測量平均值+/-不確定度

其中2的重復性分量是必然小于1的重復性分量，而測量結果表示：經過多次測量的平均值更可靠，真值可能出現的范圍更窄。
在實際使用中，單次測量結果的不確定度其實更具有實際作用，因為在原則上，n次測量結果平均值的不確定度必須確保今后在同類測量中所給的測量結果必須都是n次測量的平均值，而這就非常的不實際，所以，在評定不確定度時，我們一般都進行n次測試，但重復性分量不除以根號n（或者說n=1），這樣在未來使用中，單次測量結果即可引用此不確定度了。

不過，只要U2比U1大，總是不好交代的？此外，U1比10多一點點的來歷？

若只秤量一次，沒有更多的信息，另一個分量是秤的分辨力，合理猜測1g，簡化問題，其他的不再考慮，評定方法很簡單，U1就是10g多一點點

退一步講，就算U2比U1大，也沒有什么不好交代，秤的重復性差點，說明一次測量的結果本就不太靠譜，又多秤量了9次，U2比U1大了，但U2比U1更可靠了，沒有理由相信小一點不確定度就比大一點的不確定度更好，接近真實情況的才是比絞好

同樣沒有理由相信一臺重復性不是太好的秤第一次秤量的值比后面的9次更靠譜，更接近真實值

您樓上還質疑了，莫非MPEV不包括重復性因素嗎？這也是史先生抨擊不確定度武器之一，一并說了吧，正是因為MPEV標定時也會受到其本身重復性影響，MPEV本身也會存在不確定度，所以不確定度評定時才需要考慮。

csln 發表于 2017-9-1 18:37
不過，只要U2比U1大，總是不好交代的？此外，U1比10多一點點的來歷？

若只秤量一次，沒有更多的信息，另一 ...

第一段，所謂"秤的分辨力"，難道不在秤的mpev指標包含的范圍嗎？會不會重復了？

第二、三段，無力評判，各表吧。我的理解，對一個自身變異可以忽略不計的近似常量而言，應該不存在測量不確定度大的測量結果反而可能更可靠的道理。除非有理由說明那個"小"的結果確實錯了。

我好奇的是 一臺檢定合格的臺秤居然會出現 測量不確定度大于最大允許誤差的情況出現 完全不可能的吧
檢定的計量標準已經考慮到了不確定度的情況 所以一般檢定合格的話 結果默認U≤1/3MPEV
首先樓主的例子就已經站不住腳了。真出現 U≥MPEV 要么是不合格 要么就是計量標準選擇錯誤  

再者  e=10g的電子秤 在500g的最大允許誤差為±5g   （如果按樓主假設為±10g）  
假如出現500g的糖（真值）  用電子秤稱出來的值為512g （＞10g）   那說明這電子秤已經不合格了

綜上 樓主的假設本身就不成立 中間包含了相當多的錯誤假設  沒有辦法討論

新司機上路 發表于 2017-9-1 20:03
我好奇的是 一臺檢定合格的臺秤居然會出現 測量不確定度大于最大允許誤差的情況出現 完全不可能的吧
檢定的 ...

您混淆了秤被檢定時測量結果的不確定度與秤用作測量設備時測量結果的不確定度

csln 發表于 2017-9-1 20:20
您混淆了秤被檢定時測量結果的不確定度與秤用作測量設備時測量結果的不確定度 ...

不不不  被檢定時測量結果的不確定度本身就是評價秤的計量特性的一部分  
如果這兩個不確定度沒有聯系的話 那秤的檢定就沒有意義了
都是用同一臺秤去稱一個質量恒定不變的物體  不確定度會發生質的變化？

njlyx 發表于 2017-9-1 18:59
第一段，所謂"秤的分辨力"，難道不在秤的mpev指標包含的范圍嗎？會不會重復了？

第二、三段，無力評判， ...

分辨力同重復性是同一個問題，問題已經說過了

我的理解是不確定度的大小遠沒有合理重要。如果一個人說，您的題目，評出的不確定度是U3=3g，K=3，沒有理由，我就評出來是這樣，您能認為U3比U1比U2更可靠嗎

用一個不太好的測量設備想要小的不確定度，何必難為自己，換一臺好點的秤，不確定度U=0.1g,k=3,小意思

新司機上路 發表于 2017-9-1 20:25
不不不  被檢定時測量結果的不確定度本身就是評價秤的計量特性的一部分  
如果這兩個不確定度沒有聯系的 ...

您確實是新司機，被檢定時測量結果不確定度（如果評的化，弱弱地問一句，您通常做檢定時都會評不確定度嗎？）是為了對檢定結果判斷，如果您不對被檢定的測量設備做修正，檢定時的不確定度對后續測量是沒有什么大用處的

不確定度不同就是發生了質的變化了嗎？因為有您不知道的東西，所以才會有測量不確定度，所有信息若您都知道了，不確定度可能就沒有了，不同的不確定度是因為您不知道的信息量不同

csln 發表于 2017-9-1 20:46
您確實是新司機，被檢定時測量結果不確定度（如果評的化，弱弱地問一句，您通常做檢定時都會評不確定度嗎 ...

我不認同這樣的說法 我保留我的意見

新司機上路 發表于 2017-9-1 20:03
我好奇的是 一臺檢定合格的臺秤居然會出現 測量不確定度大于最大允許誤差的情況出現 完全不可能的吧
檢定的 ...

檢定時"U≤1/3MPEV"的具體含義有些爭議，本論壇有討論的話題，很多層樓，沒有統一結論…

此處單次稱量出現"U≥MPEV"，純屬"均勻分布"假定與包含因子k式擴展不確定表達間的協調問題。…至于多次測量，如果被測量值有散布，那"U≥MPEV"很正常。但此處被測量值自身的散布可以忽略不計，主樓給的是疑問狀。

補充內容 (2017-9-2 17:45):
這是對37#的回復： “U≤1/3MPEV”是說對秤“校準”("檢定"）時的要求； 而“ U≥MPEV ”中的U是用秤稱量物品時的“不確定度”，“ U≥MPEV ”的情況...

補充內容 (2017-9-2 17:46):
“ U≥MPEV ”的情況只會發生在被稱量物品的質量“波動”很大時。

單次不確定度不是那樣算的，求單次測量不確定度要進行預評估，也就是還是要算重復性的。

　　樓主的問題是一個無解的問題，問題出在題目的假設不清晰或錯誤。為討論方便不妨擇要如下：
　　約500g的白糖，用一臺檢定“合格”、 MPEV=10g 的臺秤稱量一次，得到它的“測量不確定度” U1=10g(k=3)，重復稱量10次，卻得到一個 U2=12g(k=3)的“測量不確定度”！
　　“它”到底是誰？U1=10g是臺秤檢定結果的不確定度，還是用臺秤稱量白糖的測得值不確定度？白糖500g稱量的計量要求（最大允差絕對值MPEV）是什么？題目不得而知。“MPEV=10g 的臺秤”這個MPEV理應是臺秤的計量要求，不是白糖稱量的計量要求，因此這臺秤的檢定方法不確定度U應不得大于MPEV/3=3.3g。可是題目沒問檢定過程的不確定度，沒問檢定方法行不行，可不可信，也沒問用這臺秤稱量白糖行不行，可不可信。如果問前者，就應給出檢定臺秤時的不確定度，如果是問后者，就應給出白糖稱量的計量要求MPEV。給出的已知條件欠缺，因此這兩個問題都無解。
　　題目說稱量一次，得到的測得值“測量不確定度”U1=10g，重復稱量10次，卻得到U2=12g的測得值“測量不確定度”。這個U2和U1都是用臺秤稱量白糖所得的測得值的不確定度。用同一個測量過程重復測量的測得值不確定度永遠比單次測量測得值的測量不確定度小，是放之四海而皆準的真理，樓主卻假設了嚴重違背科學的U2＞U1，大家說還能有解嗎？樓主說這“可能是盲目‘假定不相關’等應用不當結出的惡果。”，請問這和各不確定度分量相關不相關有一絲一毫的關系嗎？

njlyx 發表于 2017-9-1 21:54
檢定時"U≤1/3MPEV"的具體含義有些爭議，本論壇有討論的話題，很多層樓，沒有統一結論…

此處單次稱量出 ...

　　檢定時"U≤(1/3)MPEV"的具體含義在JJF1094說得明明白白，U是檢定方法或檢定結果的擴展不確定度，MPEV是被檢對象的最大允差絕對值，意思是所用檢定方法的擴展不確定度不得大于被檢對象最大允差絕對值的1/3。
　　如果"U≥MPEV"了，那就太不正常了，U＞(1/3)MPEV都不允許，怎么能說U≥MPEV是“很正常”呢？

285166790 發表于 2017-9-1 23:08
單次不確定度不是那樣算的，求單次測量不確定度要進行預評估，也就是還是要算重復性的。 ...

如此“單次不確定度”應該不是大眾能理解的那個“單次不確定度”——大致是： 不知這包大致500g的物品內容究竟是什么，很有可能是吸水等附著性很強的東西，環境因素對其質量（真）值的影響很大，而環境條件又變換不定，從而導致這包東西的質量（真）值有較大的波動，在此情形下，如果還有人想不通過實時稱量獲得它在某時刻的質量值。———- 那么：多次稱量，結果統計，獲得一個“均值”，一個所為“單次稱量的測量不確定度”，兩者合體，就能“知道”(大致框定)它在任意時刻的質量值，不要再實時稱量了。


如果實時稱量得到當時結果是505g，就問此刻這包物品的實際質量究竟是多少？——為505g加一個“尾巴”，這個“尾巴”應該是多少？

補充內容 (2017-9-3 12:02):
說明：這里的【如此“單次不確定度”】，是指45#所言的那種“單次不確定度”。不是主樓那個10g的U1。

njlyx 發表于 2017-9-1 13:05
誰的重復性呢？  秤的嗎？……它沒被mpev包含嗎？

你沒按照GUM的體系來算吧？另外你先說說U=12是怎么來的

njlyx 發表于 2017-9-2 18:12
如此“單次不確定度”應該不是大眾能理解的那個“單次不確定度”——大致是： 不知這包大致500g的物品內 ...

如果實時稱量得到當時結果是505g，就問此刻這包物品的實際質量究竟是多少？——為505g加一個“尾巴”，這個“尾巴”應該是多少？



期待有解決的方案！！