論不確定度題目的計算

-
                                            論不確定度題目的計算
-
                                                                                          史錦順
-
【原題1】
13.對某信號發(fā)生器檢定裝置進(jìn)行重復(fù)性試驗時,選一常規(guī)的被測對象,對其輸出的10MHz信號的頻率重復(fù)測量10次,測量數(shù)據(jù)分別為:10.0006MHz,10.0004MHz,10.0008MHz,10.0002MHz,10.0003MHz,10.0005MHz,10.0005MHz,10.0007MHz,10.0004MHz,10.0006MHz.在對同類被檢對象進(jìn)行檢定時,一般取3次測量值的算術(shù)平均值作為測量結(jié)果,此時由測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為(C)
A. 0.00018MHz              B. 0.00013MHz
C. 0.00011MHz              D. 0.00006MHz
-
【不確定度體系的計算過程】
1數(shù)據(jù)：
10.0006MHz,10.0004MHz,10.0008MHz,10.0002MHz,10.0003MHz,10.0005MHz,10.0005MHz,10.0007MHz,10.0004MHz,10.0006MHz.
2 簡表 （單位kHz，下同）
                            0.6,    0.4，   0.8，   0.2，   0.3，   0.5，   0,5，   0.7，   0.4，   0.6  


3 平均值 0.5
4 差值                  0.1     -0.1      0.3       -0.3     -0.2         0        0        0.2      -0.1      0.1
5 驗算：差值之和為零，說明差值計算無誤。
6 差值平方
                           0.01   0.01      0.09       0.09      0.04       0       0         0.04    0.01    0.01                                             
7 差值平方和 0.30
8 平方和/(N-1)
        0.30/9=0.03333
9 單值標(biāo)準(zhǔn)偏差
      σ =√0.03333=0.183
10 平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差
      σ_平 = σ/√10 = 0.183/3.162
         = 0.058
11 三次測量平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差
       σ₃ = σ/√3=0.183/1.732
         =0.11kHz
         = 0.00011MHz

【點評1】
       測量有兩類：基礎(chǔ)測量（常量測量）和統(tǒng)計測量（被測量是統(tǒng)計變量）。
       基礎(chǔ)測量的被測量的變化遠(yuǎn)小于測量儀器的誤差范圍，測量表征量著眼于所用測量儀器的誤差。測量儀器是手段。手段的缺欠可以改進(jìn)。隨機誤差的表征量是σ_平。
       統(tǒng)計測量的儀器誤差范圍，要遠(yuǎn)小于被測量的變化量。測量表證量著眼于被測量的變化。被測量的變化是客觀存在，必須如實表達(dá)，表征量是σ，不能除以根號N。（N是重復(fù)測量的次數(shù)。）
       辨別測量任務(wù)的性質(zhì)，必須明確是哪類測量，從而決定該用σ，還是σ_平。不確定度體系的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度，定義為σ_平，于是不分哪類測量，σ一律除以根號N，這對統(tǒng)計測量是錯誤的。σ_平的期望值是零，不能當(dāng)隨機變量分散性的表征量。
-
       按重復(fù)測量的次數(shù)，來確定分散性的表征量，回避了兩個西格瑪?shù)倪x取，是一種不當(dāng)?shù)淖鞣ā＞軠y量，次數(shù)越多越好。阿侖方差規(guī)定取100對數(shù)據(jù)，其含義是不能少取數(shù)據(jù)。其本質(zhì)是單值的西格瑪。
       單值的σ，當(dāng)N趨于無窮時趨于一個常數(shù)，因此只要N足夠大，則σ值與N的大小無關(guān)。
       限定測量次數(shù)，只能是幾次，是測量計量學(xué)歷史上沒有的事。本題目的取3次測量計算，是人為的書呆子行為，實踐中是行不通的。你規(guī)定測3次，他測量5次，有什么不好？規(guī)定測量3次，是愚蠢的。本題的“一般”取3次，是很馬虎的說法。你不準(zhǔn)確說，卻讓人準(zhǔn)確的計算，不是科學(xué)的作風(fēng)。如果是統(tǒng)計測量，根本就不應(yīng)該除以根號3，而必須用單值的西格瑪。
       本題目的手段、對象的指標(biāo)未給出，無法判斷測量的類別。現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)的所謂“重復(fù)性試驗”本應(yīng)選用σ很小的測量對象，卻強調(diào)用“常規(guī)的被測對象”，這是錯誤的作法。如此則問題可能在那個“常規(guī)的被測對象”上，不能正確評價標(biāo)準(zhǔn)的性能，達(dá)不到考核的目的。
-
【原題2】
14.某規(guī)格為15m的鋼卷尺的最大允許誤差為:±(0.3+0.2L)mm,用該鋼卷尺測得一工件長度為10.920m,則由該鋼卷尺不準(zhǔn)確引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為(B)
(注:L單位為米,當(dāng)不是整數(shù)時,取接近且較大的”整米”數(shù).)
A. 0.7mm                B. 1.4mm
C. 2.5mm                D. 2.9mm
-
【不確定度體系的計算過程】
1）最大允許誤差
取長度11m
       MPEV = (0.3+0.2×11)mm =2.5mm
2） 認(rèn)為是均勻分布
    uB = 2.5/√3=2.5/1.732=1.44≈1.4mm
-
【點評2】
       不確定度體系的“標(biāo)準(zhǔn)不確定度u_A”、“標(biāo)準(zhǔn)不確定度u_B”、“合成不確定度u_C”、“擴展不確定度U”，三重架構(gòu)，是為“方和根”合成而設(shè)計的。這三步曲，體現(xiàn)了不確定度體系的“方差路線”。但這條路是走不通的，因為系統(tǒng)誤差的方差為零。取方差，抹煞系統(tǒng)誤差的存在和作用，是不行的。
              當(dāng)前的說法，儀器誤差是“均勻分布”，取u_B=MPEV/√3，或如都成先生實驗證實的“正態(tài)分布”，取u_B=MPEV/3。這些，都是“臺域統(tǒng)計”的結(jié)果，僅適用于“多臺儀器同時測量一個量”的情況。而測量計量是一臺儀器重復(fù)測量一個量，是“時域統(tǒng)計”。因此所謂B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度的分析與計算，都是錯誤的，沒有用處。
-
【原題3】
17.將兩個經(jīng)不同計量技術(shù)機構(gòu)校準(zhǔn)的10kΩ標(biāo)準(zhǔn)電阻串聯(lián),第一個電阻校準(zhǔn)證書上給出的結(jié)果為R1=10.004kΩ,U1=8Ω (k=2),第二個電阻校準(zhǔn)證書上給出的結(jié)果為R2=10.000kΩ,U2=6×10-4 (k=2),則串聯(lián)后電阻的估計值及其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為(A)
A. 20.004kΩ,5Ω            B. 20.004kΩ,7Ω
C. 20.004kΩ,10Ω           D. 20.004kΩ,14Ω
-
【不確定度體系的計算過程】
U1=8Ω
       uB1=8Ω/2=4Ω
U2=10.000kΩ×6×10-4 = 6Ω
       uB2=6Ω/2=3Ω
認(rèn)為二者不相關(guān)，取“方和根”
       uC=√(32+42) =√(9+16) =√25
         = 5Ω
-
【點評3】
       電阻的隨機誤差很小，主要是系統(tǒng)誤差。鑒于誤差量的上限性特點，要按最不利的情況處理，要把U當(dāng)系統(tǒng)誤差出處理。計算應(yīng)取絕對和。兩個電阻串聯(lián)，兩項誤差絕對值相加，得14Ω，就是總電阻真值取值區(qū)間的半寬，如此完事，多么簡潔。
       1 取“方和根”是錯誤的。系統(tǒng)誤差二項和的平方的展開式中，交叉系數(shù)的取值是+1或-1，要取大者，就是+1，合成公式是“絕對和”。所謂“不相關(guān)”，是誤導(dǎo)。
       2 合成要直接“范圍合成”，退回去取“方差”，此路不通，因為系統(tǒng)誤差無法取方差。
-
【原題4】
18.某數(shù)字電壓表說明書上給出的最大允許誤差為±(1×10-5×讀數(shù)+2×10-6×量程).用10V量程檔測量5V的電壓,重復(fù)測量10次,取算術(shù)平均值作為測量結(jié)果,若單次測得值的實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差s(x)為50μV,在不考慮其它因素影響,取k為2時,測量結(jié)果的擴展不確定度為(D)
A. 43μV                   B. 56μV
C. 64μV                   D. 87μV
-
【不確定度體系的計算過程】
1） MPEV = 1×10-5×讀數(shù)+2×10-6×量程
            = 1×10-5×5V + 2×10-6×10V
            = 50μV + 20μV
            = 70μV
2）σ = 50μV
3）u_A = σ_平 = 50μV/√10
       = 50μV/3.16
       = 15.8μV
4)  uB = MPEV/√3 = 70μV/1.732
      = 40.4μV
5)  u_C =√(u_A²+ u_C²)
      =√(15.8 ²+ 40.4 ²)
      =√(294.64+1632.16)   
      =√1926.8
      =44μV
6)  U₉₅ = 2u_C
       = 88μV
-
原答案是87μV，這里算出88μV，略有差異，可能是有效數(shù)字處理的差別。
-
【點評4】
       儀器的MPEV是70μV，而3σ是150μV，介于基礎(chǔ)測量與統(tǒng)計測量之間。如果測量的目的是認(rèn)知被測電源的波動性，要選用高一檔的電壓表，如果是認(rèn)知電壓表的隨機誤差，要選高一檔的穩(wěn)壓源。現(xiàn)在的測量，把二者的分散性攪和在一起，算作總分散性，而只能判別二者的合格性，不能判別二者的不合格性。
       1 是想得知儀器的誤差范圍嗎？已知電壓表的誤差范圍指標(biāo)值MPEV，就要相信它；如果有懷疑，就要通過計量（有計量標(biāo)準(zhǔn)的測量）來判別，或者合格，或者不合格，都是按MPEV處理。再疊加一項，算什么東東？
       2 如果想得知被測量的電壓的隨機變化量，那就不該除以根號N.
       3 已知以MPEV為半寬的區(qū)間包含真值的概率是99%；現(xiàn)在的U₉₅比MPEV大，而以U₉₅為半寬的區(qū)間，包含真值的概率卻只能達(dá)到95%，這是個嚴(yán)重的邏輯問題。由于MPEV是經(jīng)過計量公證的、可靠的、經(jīng)過千百萬次實踐所證實的，那就只能說明：不確定度體系的U₉₅，是不符合實際的瞎扯淡，是“賠了夫人又折兵”。
-

3 已知以MPEV為半寬的區(qū)間包含真值的概率是99%；現(xiàn)在的U95比MPEV大，而以U95為半寬的區(qū)間，包含真值的概率卻只能達(dá)到95%，這是個嚴(yán)重的邏輯問題。由于MPEV是經(jīng)過計量公證的、可靠的、經(jīng)過千百萬次實踐所證實的，那就只能說明：不確定度體系的U95，是不符合實際的瞎扯淡，是“賠了夫人又折兵”。

這個問題好象在論壇里說過無數(shù)次了，一遍遍說沒什么意思吧，自己非要除以根號3再乘以2，當(dāng)然會出現(xiàn)邏輯問題，別人是要考慮分布后再取包含因子，不可能會出現(xiàn)U95大于U99的事

csln 發(fā)表于 2017-11-17 12:01
3 已知以MPEV為半寬的區(qū)間包含真值的概率是99%；現(xiàn)在的U95比MPEV大，而以U95為半寬的區(qū)間，包含真值的概率 ...

-
       請不要歪曲原意。在不確定度體系的圈子內(nèi)，U₉₅當(dāng)然不會大于U₉₉.我沒說過U₉₅大于U₉₉這種蠢話。
-      
       什么“一遍遍說沒什么意思”？我是說過多遍了。對待明顯的錯誤，你不承認(rèn)是你的事；只要這種錯誤存在，我就要說下去，你諷刺兩句，無效！
-
       我說的是不確定度體系評出的U₉₅，大于題目給出的MPEV。該題的標(biāo)準(zhǔn)答案是U₉₅為87μV，而測量儀器的MPEV是70μV，我說“U₉₅大于MPEV”，就是87大于70，有什么錯？
-
       評定B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度，只有都成的作法，能夠還原MPEV，就是除以3，再乘以3.而GUM法基本都是除以根號3，而將u_C乘以2。這明顯地是擴大了MPEV的作用。你有什么高招是你的事（沒見過你如何處理）。我評論的是GUM的通常作法，大量樣板評定的作法都是“除以根號3再乘以2”，誰不知道？把這種作法說成是史錦順“自己的”，不是事實。學(xué)術(shù)辯論要擺事實、講道理。歪曲事實，就沒有什么好說的了。

-

請問史老師做什么工作的，感覺好多時間哦，每篇文章都是長篇大論的，我沒有時間全部看完。

評定B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度，只有都成的作法，能夠還原MPEV，就是除以3，再乘以3.而GUM法基本都是除以根號3，而將uC乘以2。這明顯地是擴大了MPEV的作用。你有什么高招是你的事（沒見過你如何處理）。我評論的是GUM的通常作法，大量樣板評定的作法都是“除以根號3再乘以2”，誰不知道？

GUM的方法是一個分量如果是MPEV除以根號3，合成不確定度若這一項是主要項，即占合成不確定度三分之二上以，合成不確定度就依然是均勻分布，U95的包含因子是1.65，如只有這一個分量，不可能出現(xiàn)U95大于MPEV，若其他分量也顯著，U95大于MPEV又怎么樣，被測量不穩(wěn)定與測量設(shè)備何干？大量樣板評定的作法都是“除以根號3再乘以2”這種事實我沒有看到過，早期的東西，未必是樣板，有這樣的情況，但絕不是大量，這是我看到的事實。在這個論壇里，除了規(guī)矩灣是除以根號3乘以2，沒有幾個人這樣說過。說這是GUM法，不是事實

hblgs2004 發(fā)表于 2017-11-17 15:22
請問史老師做什么工作的，感覺好多時間哦，每篇文章都是長篇大論的，我沒有時間全部看完。 ...

   
-
2011年1月，中國計量論壇精品欄目--“專家訪談”正式上線。很高興采訪資深計量專家史錦順老師成為我們“專家訪談”欄目的第一位嘉賓。開設(shè)這個欄目是希望通過和計量資深專家對話，暢談工作經(jīng)歷、分享技術(shù)成果，為計量行業(yè)人士提供一個交流經(jīng)驗共享的平臺！

[專家介紹]
史錦順老師，資深計量專家，也是中國計量論壇資深會員。1956年考入北京大學(xué)物理系，曾任北大第5屆學(xué)生會委員；1963年畢業(yè)于北大無線電電子學(xué)系，畢業(yè)論文因解決兩位著名教授爭論的Q值問題而獲“優(yōu)”的評分。1963年8月進(jìn)中國計量科學(xué)研究院，9個月后第一次在電子室作學(xué)術(shù)報告“波導(dǎo)特性阻抗的新概念”，1972年向錢學(xué)森（當(dāng)時任國防科委副主任）報告，獲得他的親筆批示信。（此文1979年發(fā)表在電子學(xué)報，1984年獲河南省一等科技論文獎。）1969到計量院時頻室，參與我國第一臺銫原子頻率國家標(biāo)準(zhǔn)的研制，三個月后，作關(guān)于頻譜誤差的學(xué)術(shù)報告，指出美國人的錯誤。1973年調(diào)到電子部27所，參與晶振的研制、小型銫原子頻標(biāo)的研制。長期從事時間頻率、電子領(lǐng)域的計量測量工作。職稱高級工程師，最高行政職務(wù)專業(yè)組長。任過的學(xué)術(shù)職務(wù)：中國計量測試學(xué)會時間頻率專業(yè)委員會委員、中國宇航學(xué)會計量專業(yè)委員會委員（均為第二屆）。1997年退休，整理并創(chuàng)作學(xué)術(shù)文章。現(xiàn)有電子版30余篇。有新概念40項，另有命題30，判斷30，總計見解100項。（不包括最近寫的幾個評論。）現(xiàn)在每天看書（電子版）寫文章約4小時。上午下午各散步一次，晚上看電視。當(dāng)前的關(guān)注點：批判不確定度論。奮斗目標(biāo)：建立屬于中國人獨創(chuàng)的一門新學(xué)說“新概念測量計量學(xué)”。

中國計量論壇記者：史老師你好，非常感謝您在百忙之中接受計量論壇專訪，在您的工作生涯中對國家科研、計量事業(yè)作出重要貢獻(xiàn)。能否給我們介紹一下，在您從事的科研工作及寫的學(xué)術(shù)報告中給您留下印象最深的是什么，能不能舉幾個例子和大家一起分享。

史錦順專家：首先，我對貴網(wǎng)站表示感謝。你們構(gòu)建了一個很好的學(xué)術(shù)交流、學(xué)術(shù)討論的平臺，對國家、對計量事業(yè)作出了貢獻(xiàn)。我能夠藉貴網(wǎng)站之一角，方便快速地發(fā)表學(xué)術(shù)論文，又能與網(wǎng)友交流，甚感欣慰。拜訪計量論壇，成了我每天的課業(yè)。讓我講點印象深的事，下面講三件。

第一件。1963年我畢業(yè)于北京大學(xué)無線電電子學(xué)系。臨近畢業(yè)分配時，系主任汪永銓教授動員說，計量沒人報志愿，說沒有搞頭。其實是不了解。就拿電感來說（他在黑板上畫了個線圈），什么是單位亨利，怎樣建立標(biāo)準(zhǔn)，這里就大有學(xué)問。汪教授這番話使我選了這一行業(yè)，竟干四十多年了。畢業(yè)后我到中國計量科學(xué)研究院工作。受命籌建微波阻抗國家標(biāo)準(zhǔn)。要建立阻抗標(biāo)準(zhǔn)，首先就得弄清什么是阻抗。看了不少書，越看越莫名其妙，越看問題越多。在經(jīng)過一番哲理與邏輯的分析之后，認(rèn)定是前人錯了。于是，提出一套新理論，1964年9月在中國計量科學(xué)研究院無線電室作學(xué)術(shù)報告。1965年初，計量院李樂山院長（兼任國家計量局長）介紹到中國科學(xué)院電子所討論。1972年致函錢學(xué)森，得到他的親筆批復(fù)信。七十年代初，南京雷達(dá)研究所林守遠(yuǎn)王典成等微波專家將此新概念用于人衛(wèi)地面站饋線設(shè)計，獲得成功，并編入該所工大教材《饋線》講義中（后來，王典成將此概念寫入他的大著《電磁場理論與微波技術(shù)》一書中）。波導(dǎo)特性阻抗新概念于1979年發(fā)表在電子學(xué)報第二期。1984年獲河南省首屆科技優(yōu)秀論文一等獎。

第二件。1975年我對阿侖方差提出異議，在本所（我于1973年調(diào)入電子部27所）舉行過一次學(xué)術(shù)報告會。當(dāng)年11月在國家計量規(guī)劃會議（廣州）上與出席會議的幾位專家交流，應(yīng)約5年內(nèi)暫不發(fā)表這個意見，以免影響當(dāng)時正在進(jìn)行的阿侖方差推廣工作。恰過5年之后，1980年在中國計量測試學(xué)會時頻專業(yè)年會（杭州）上，正式提出對阿侖方差的批評，引起與會者的熱烈爭論。中國計量測試學(xué)會當(dāng)年年度總結(jié)中寫入“置疑阿侖方差”這件事，并發(fā)文給各地計量部門。此后，筆者又在1985年（重慶）、1986年（昆明）、1996年（武漢）各次計量學(xué)術(shù)會議上著文評論。其間，反對與贊成兩種意見都有。我國時頻界名人馬鳳鳴先生（現(xiàn)為時頻學(xué)會顧問），1986年在時頻專業(yè)委員會測試組的一次會議（北京）上，提議“用老史的一套理論統(tǒng)一我國的時頻計量”。馬氏此語一出，不僅使與會者感到突然，就是筆者本人也甚吃驚，慌稱不愿當(dāng)此眾箭之的。一次可能引起廣泛注意的機會，倉促錯過。那時準(zhǔn)備也確實不足。馬教授一席話對筆者鞭策很大，又經(jīng)二十多年之奮斗，方形成現(xiàn)在的測量學(xué)新概念系列論文。

第三件。20多年前的一次討論會上，當(dāng)有人指摘我的時頻正比觀（計時量與鐘頻率成正比）時，北大王義遒教授（曾任北大常務(wù)副校長）在會上肯定了我的說法。會后，他跟我說，你的理論可以推廣。比如一根鋼棍用尺量，長度與尺長的關(guān)系就是這類問題。經(jīng)十多年琢磨，方領(lǐng)悟區(qū)分測得值這個要點，現(xiàn)作為法則提出，可普遍地推廣到測量各個領(lǐng)域。

中國計量論壇記者：您能夠找出美國人的學(xué)術(shù)錯誤，在您的學(xué)術(shù)研究中是不是還發(fā)現(xiàn)從國外引入的理論知識有些還需要重新論證？

史錦順專家：我發(fā)現(xiàn)的問題主要有：微波理論教科書中的阻抗理論；通訊領(lǐng)域的群時延理論；時間頻率領(lǐng)域的計時方程；宇航測速的誤差公式；阿侖方差理論；進(jìn)二十年來計量領(lǐng)域的當(dāng)家理論——不確定度理論。

中國計量論壇記者：我國的計量也積極開展國際計量交流與合作，計量檢定工作要求不斷向國際貫例靠攏，你從事計量工作幾十年了，請您談?wù)勎覈嬃繖z定工作的現(xiàn)狀有什么看法？

史錦順專家：我國的計量事業(yè)，解放后特別是改革開放以來，取得重大成就，總體來說技術(shù)水平已達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平。而計量組織方面，我認(rèn)為比美國好。

近二十年，國際計量界刮起一股歪風(fēng)，也影響到中國計量界，那就是不恰當(dāng)?shù)赜残酝茝V不確定度論。不確定度論否定四百年來人類積累起來的誤差知識與理論，否定真值、誤差、準(zhǔn)確度這些行之有效的基本概念，造成很大的思想混亂。 我經(jīng)過十多年的晝思夜想、反復(fù)比較，終于醒悟，認(rèn)定：不確定度論概念含糊、邏輯混亂、公式錯誤、表達(dá)混沌，是科技界少見的謊花，不可用，用了就出錯。我的“三評樣板”（載計量論壇）就是從實踐的層面上說明不確定度不能用，誰用誰出錯，即使你是計量院的總工程師。本來美國人提出些見解，是對是錯，都很正常，允許出錯，歡迎改錯，是科技界的好傳統(tǒng)。奇怪的是八大國際權(quán)威組織不辨良莠，不顧一些有識之士的反對（國際計量委員會1993年表決，18個委員，16票反對），盲目在世界上推廣。我國計量部門隨后硬性貫徹，不妥。看清問題的，也大有人在，中國計量科學(xué)院的馬鳳鳴教授就是一個，在他主起草的計量標(biāo)準(zhǔn)《時間頻率計量術(shù)語》中，就排除了不確定度論的干擾，捍衛(wèi)了“準(zhǔn)確度”這面旗幟。我在此謝謝批準(zhǔn)這項標(biāo)準(zhǔn)的計量司領(lǐng)導(dǎo)。我建議：計量領(lǐng)導(dǎo)部門停止推行“不確定度論”，讓科學(xué)的是非在計量的研究與計量的實踐中解決。當(dāng)然，更積極的辦法是組織討論、辯論。我相信，人們會認(rèn)清不確定度論的真面目。看清不確定度論的出發(fā)點“真值不可知”，不過是德國唯心主義哲學(xué)家“自在之物不可知”的翻版。辯證唯物論認(rèn)為：世上只有尚未認(rèn)識的事物，沒有不可認(rèn)識的事物。真值是可以認(rèn)識的，搞計量，就是一步比一步更準(zhǔn)確地認(rèn)識真值。如果真值不可知，還要計量干甚么！

中國計量論壇記者：在您的奮斗目標(biāo)中提到要建立屬于中國人獨創(chuàng)的一門新學(xué)說“新概念測量計量學(xué)”。您能給我們講講新概念測量計量學(xué)的大致內(nèi)容嗎？

史錦順專家：我很愿意講，這順便也為我的文章和書（都將是電子版）作宣傳，以便于網(wǎng)友們免費閱讀。
我的新學(xué)說“新概念測量計量學(xué)”大體已完成。包括四個部分。第一部分，基礎(chǔ)篇。包括：統(tǒng)計測量的新概念；測量分類的新概念；區(qū)分測得值法則；測量方程的新新概念；方差的新概念；誤差方程的新概念；數(shù)據(jù)分析技巧；有效數(shù)字的新概念；第二部分，專業(yè)篇。包括：時頻三定理；計時方程的新概念；相位測距的新概念；測距公式的統(tǒng)一解；測速三定理；測速誤差的新公式；群時延的新概念；波導(dǎo)特性阻抗的新概念。第三部分，技巧篇。包括：矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀鮮明解；頻標(biāo)比對器完整解；異值頻率比對器；激光測厚儀精度設(shè)計；激光眼測距；測量線檢定公式的實驗鑒別；晶振頻率漂移率速算法；諧振腔溫度效應(yīng)速算法；分貝速算法。第四部分，附錄，批評不確定度理論。包括：真值的表達(dá)方法、誤差概念的含義區(qū)分、不確定度理論弊病的分析以及對國際國內(nèi)主要文獻(xiàn)的評論等。



補充內(nèi)容 (2017-11-17 21:03):
因問“做什么工作”，便復(fù)印了七年前網(wǎng)站記者的一篇訪談錄，以供參考。表明：老史的尖銳觀點與長篇大論，乃一生心血的結(jié)晶，是有根基的。

請不要歪曲原意。在不確定度體系的圈子內(nèi)，U95當(dāng)然不會大于U99.我沒說過U95大于U99這種蠢話。

已知以MPEV為半寬的區(qū)間包含真值的概率是99%；現(xiàn)在的U95比MPEV大，而以U95為半寬的區(qū)間，包含真值的概率卻只能達(dá)到95%，這是個嚴(yán)重的邏輯問題。

或許先生這段話本沒有U99與MPEV等同的意思，若曲解了先生的意思，向先生致歉

csln 發(fā)表于 2017-11-17 17:30
請不要歪曲原意。在不確定度體系的圈子內(nèi)，U95當(dāng)然不會大于U99.我沒說過U95大于U99這種蠢話。

已知以MPEV ...

U95必然小于U99，但正態(tài)模型的U95的k=2，均勻分布的U99卻比它小的，實際上常見模型均勻分布，三角分布，T分布同等概率時，K都比正態(tài)分布小，甚至小很多。而現(xiàn)今不確定度評定最終一般都是已正態(tài)分布進(jìn)行擴展，簡化了計算的同時放大了范圍。

吳下阿蒙 發(fā)表于 2017-11-17 17:44
U95必然小于U99，但正態(tài)模型的U95的k=2，均勻分布的U99卻比它小的，實際上常見模型均勻分布，三角分布，T ...

您想說什么？而現(xiàn)今不確定度評定最終一般都是已正態(tài)分布進(jìn)行擴展，簡化了計算的同時放大了范圍。，如果是您這樣做請不要說一般都是

史錦順 發(fā)表于 2017-11-17 17:02
-
2011年1月，中國計量論壇精品欄目--“專家訪談”正式上線。很高興采訪資深計量專家史錦順老師成為 ...

謝謝史老師回復(fù)了這么長一個帖子，我一口氣讀完這個帖子，讓我了解了真正的史老師，感謝史老師。

這是我看過的全面易懂的不確定度計算步驟，感謝~

-

      在不確定度評定中，“擴展因子k通常取2” 的一些材料

（一）國家規(guī)范之條款

       不說明時k=2，表明k是通用值、默認(rèn)值。只有多數(shù)情況這樣用，規(guī)范上才能這樣說。

（二）歐洲合格性評定的范例












       以上S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7共六個樣板評定的例子，擴展因子k都是2.
-
（三）我國推行不確定度體系的最強力機構(gòu)CNAS之《CNAS-GL09：2008 校準(zhǔn)領(lǐng)域測量不確定度評定指南》中，引用了如上六個評定，當(dāng)作范例。
-
（四）主帖所解的四個題目，有兩個涉及擴展不確定度，都是k=2
-
結(jié)論：如上種種情況，說明k=2是通常請況。
-

這能說明什么問題呢，例子前提很清楚，是近似正態(tài)分布或t分布、正態(tài)分布，k取2不是理所當(dāng)然的嗎？這同MPEV除以根號3再乘以2有什么關(guān)聯(lián)啊

      主貼對【原題1】、【原題4】的質(zhì)疑或許有點“由頭”——其中可能主要涉及(1)【對“被測量”的“定義”】和(2)【“測得值的分散性——當(dāng)前所謂‘測量結(jié)果的重復(fù)性’所表征的分散性”與相應(yīng)“測量誤差的分散性——經(jīng)典誤差理論中，所用‘測量系統(tǒng)’的所謂‘隨機測量誤差’表征的分散性”之間的“相關(guān)性”】兩方面的問題。
       關(guān)于問題（1）——
      “測量”的“目的”眾所周知——獲得“被測量”的“量值”，討論所謂“測量結(jié)果”（“最佳估計值”+“測量不確定度”）的“前提”顯然必須明確“被測量”究竟是什么！   這個看似“廢話”的問題，在某些“題目”中可能是“曖昧不清”的：任何“量載體”的“量值”都可能隨時、空位置點的不同而有所“散布”，同一“量載體”在某時、空范圍內(nèi)【任意一點的“量值”】與在相同時、空范圍內(nèi)【任意N點的平均“量值”】應(yīng)該是兩個不同的“被測量”，但它們的“測量結(jié)果”可能由同一組M點“測得值”（M≥N）提供——常有相同的“最佳估計值”和可能不同的“測量不確定度”。...但在這些“題目”中，并不明說“被測量”究竟是【任意一點的“量值”】？還是【任意N點的平均“量值”】？ 讓解題者自己“悟”，難免“誤會”。     
       關(guān)于問題(2)——
       此“相關(guān)性”細(xì)究確實艱難。但若一律假定“不相關(guān)”，在“被測量值自身的分散性”并非主流的場合，便難免出現(xiàn)不大“合理”的局面。


       主貼對【原題2】、【原題3】的質(zhì)疑，似乎只是“緣”于史先生對所謂“系統(tǒng)(測量)誤差”的誤解？

csln 發(fā)表于 2017-11-17 18:12
您想說什么？而現(xiàn)今不確定度評定最終一般都是已正態(tài)分布進(jìn)行擴展，簡化了計算的同時放大了范圍。，如果是 ...

之前我看論壇中已有前輩討論過此問題了。最終認(rèn)為“通過對部分專著[1~3]和一些論文的不確定度評定分析，結(jié)合文獻(xiàn)[5]和[6]中有關(guān)對自由度弱化處理的
規(guī)定，參考文獻(xiàn)[9]提出的被測量可能值的分布及其判定方法，根據(jù)輸入量標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的分布來確定
輸出量的分布大致可分為四種：均勻分布、梯形分布、三角分布和接近正態(tài)分布。根據(jù)這四種分布情況，
總結(jié)得出擴展不確定度評定中包含因子的確定：輸出量的分布為均分布，則k95=1.65，k99=1.71；其它情況
可直接取包含因子k=2。這對于一般的應(yīng)用是可以接受的，對于輸出量的分布為梯形分布的，可省去了角
參數(shù)β值的計算；對于輸出量的分布為接近正態(tài)分布的，可省去了自由度的計算。這種處理簡化了評定過
程，將有利于測量不確定度的評定與應(yīng)用。”



我這邊保持很多計量所校準(zhǔn)我公司的校準(zhǔn)報告，最終合成不確定度都是正態(tài)分布k=2或者k=3.而很多規(guī)程后面的不確定度評定實例也都是已正態(tài)分布結(jié)尾的，求取自由度的t分布很少見到。而均勻分布等這都是有特殊情況的，所以，就我看來這個不確定度合成確實“一般都是”，當(dāng)然，計量種類繁多，這只是我的個人觀點和眼界=。=。。。

吳下阿蒙 發(fā)表于 2017-11-20 09:51
之前我看論壇中已有前輩討論過此問題了。最終認(rèn)為“通過對部分專著[1~3]和一些論文的不確定度評定分析， ...

所以說您的思維很特別，別人不明白您想說明什么

這里的問題是只有mpev引入的不確定度一個分量，求標(biāo)準(zhǔn)不確定度時除以根號3，求U95時乘以2，所以出現(xiàn)了U95大于mpev，別人質(zhì)疑的是這種現(xiàn)象，我認(rèn)為這只是早期個別現(xiàn)象或極少數(shù)糊涂人的處理方法，比如這個論壇只有規(guī)矩灣是這樣做，你來個t分布不求自由度一般取k=2簡化處理，您這是那跟那啊

csln 發(fā)表于 2017-11-24 18:17
所以說您的思維很特別，別人不明白您想說明什么

這里的問題是只有mpev引入的不確定度一個分量，求標(biāo)準(zhǔn)不 ...

如果理解除以根號3和乘以2的原因——對分布的估計，那么就不會有這種疑問的，我只是在討論現(xiàn)在這種現(xiàn)象。實際中真的出現(xiàn)“這里的問題是只有mpev引入的不確定度一個分量，求標(biāo)準(zhǔn)不確定度時除以根號3，求U95時乘以2，所以出現(xiàn)了U95大于mpev”的現(xiàn)象，比如重復(fù)性分量很小，標(biāo)準(zhǔn)不確定度時除以根號3，求U95時乘以2我認(rèn)為也不是不可以，只要最終的不確定度大小在可接受的范圍內(nèi)即可。

吳下阿蒙 發(fā)表于 2017-11-27 17:44
如果理解除以根號3和乘以2的原因——對分布的估計，那么就不會有這種疑問的，我只是在討論現(xiàn)在這種現(xiàn)象。 ...

你認(rèn)為也不是不可以無仿，如果你就是這樣做的，同意主帖的觀點，你就是不符合實際的瞎扯淡

學(xué)習(xí)了。。。

       這里是學(xué)術(shù)討論。要擺事實，講道理，要以理服人。達(dá)不到“共識”，要“求同存異”，要允許“保留個人觀點”。
       強求別人同意自己意見，一則沒必要，二則不可能。
       盡量不要“出語傷人”。這不利于學(xué)術(shù)活動。
            

史錦順 發(fā)表于 2017-11-28 10:06
這里是學(xué)術(shù)討論。要擺事實，講道理，要以理服人。達(dá)不到“共識”，要“求同存異”，要允許“保留個 ...

非常感謝史老師的學(xué)術(shù)分享，不知道史老師是否有精力將自己的理論見解錄制成視頻上傳到網(wǎng)絡(luò)，以今天發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)，相信會更快更容易傳達(dá)您的學(xué)術(shù)意見。

whoseyoung 發(fā)表于 2017-11-28 11:59
非常感謝史老師的學(xué)術(shù)分享，不知道史老師是否有精力將自己的理論見解錄制成視頻上傳到網(wǎng)絡(luò)，以今天發(fā)達(dá)的 ...

       謝謝您的理解、支持和建議。我年愈八旬，反應(yīng)較慢。寫文章可以慢慢琢磨，多修改幾遍；而口頭講課，已不適應(yīng)。況且，我的那些學(xué)術(shù)觀點，最需要的是“鑒別”，而不是“推廣”，因此，還是討論、辯論為宜。

       我最期望的是：判別能力強、而又有一定權(quán)威的專家，參與并進(jìn)行認(rèn)真的辯論！
       我在此呼吁參與制定《JJF1001》/《JJF1059》/《JJF1094》的各位專家們，請你們注意，當(dāng)初你們盲從于不確定度體系，是由于缺乏識別力，尚可原諒；如今，已經(jīng)揭示不確定度體系的七項主要公式全錯，你們再不理睬，那就是對國家對事業(yè)不負(fù)責(zé)任了。來，同老史辯論一番！

-

　　很贊成史老師20樓關(guān)于“這里是學(xué)術(shù)討論。……達(dá)不到‘共識’，要‘求同存異’，……盡量不要‘出語傷人’。”的觀點，也很崇拜史老師在技術(shù)討論中的高風(fēng)亮節(jié)。但論壇中的確有極少數(shù)人做不到，誰要與他的觀點不一致，不惜諷刺挖苦之手段，動贏扣上“技術(shù)流氓”的大帽子，甚至連續(xù)罵個幾年還不解恨。
　　史老師在頂樓列舉了4個不確定度評定例子分別進(jìn)行了點評，目的也是正能量的，用心也是良苦的，體現(xiàn)了老一代計量工作者對計量科學(xué)的熱愛和孜孜不倦的追求。不過，我還是與史老師的技術(shù)觀點有不同看法。我對4個例子的點評如下：
　　【原題1】：這是為了說明在使用重復(fù)性試驗方法找到了實驗標(biāo)準(zhǔn)差后，如何評估測量精度的不確定度的例子。為了獲得實驗標(biāo)準(zhǔn)差 σ，做了10次重復(fù)性試驗，按白塞爾公式求得 σ=0.183，一點問題都沒有。
　　接下來評估測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，那就要明確測量結(jié)果是如何獲得的。如果做一次測量直徑獲得測量結(jié)果，這個測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度也就是u=σ=0.183了（應(yīng)該是0.18，不確定度不能超過兩位有效數(shù)字）。如果做10次測量取平均值作為測量結(jié)果，那么測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度就應(yīng)該是u=σ平= σ/√10 = 0.058，這是實際測量次數(shù)與為了獲得σ進(jìn)行實驗的次數(shù)剛好相同的情況。但往往實際測量次數(shù)是規(guī)程、規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的，規(guī)定的測量次數(shù)一般都不是實驗的次數(shù)。例子假設(shè)規(guī)定測量3次取平均值作為測量結(jié)果，當(dāng)然假設(shè)5次、8次也無妨，不必在意假設(shè)的次數(shù)符不符合專業(yè)領(lǐng)域的常識。那么此時的測量結(jié)果不確定度就應(yīng)該是u=σ平= σ/√3 =0.11（注：本人全部省略了不確定度的計量單位）。不確定度評定與基礎(chǔ)測量（常量測量）還是統(tǒng)計測量（被測量是統(tǒng)計變量）沒有關(guān)系，所以，例子【原題1】沒有原則性錯誤。
　　【原題2】：這是個選擇題。規(guī)格為15m的鋼卷尺的最大允差為:±(0.3+0.2L)mm，問用其測得一工件長度為10.920m，則由該鋼卷尺不準(zhǔn)確引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度是什么。
　　該鋼卷尺不準(zhǔn)確的量化指標(biāo)是±(0.3+0.2L)mm，根據(jù)計算公式得到MPEV = 2.5mm，大家應(yīng)該沒有歧義。那么MPEV = 2.5mm給測量結(jié)果10.920m引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，根據(jù)Ｂ類評定方法除以包含因子即可。本題目沒有告知包含因子的大小，按國際慣例以均勻分布處置取k=√3，則u= 2.5/√3≈1.4mm，從而選擇B作為答案也沒有問題。史老師認(rèn)為這是“‘臺域統(tǒng)計’的結(jié)果”，其實題目就是說用規(guī)格為15m的鋼卷尺測量工件長度，沒有特指必須哪一件鋼卷尺，也沒有說哪年檢定的，反正測量時使用的鋼卷尺一定是檢定合格的鋼卷尺，這里就暗含了史老師所說的“臺域”問題，不涉及“時域”。即便測量時間不同，鋼卷尺也仍然必須在最大允差的合格范圍內(nèi)。
　　【原題3】：這是用在兩個不同的實驗室校準(zhǔn)的兩個電阻串聯(lián)為一個電阻值，計算串聯(lián)電阻值的不確定度問題。
　　串聯(lián)電阻值等于兩個電阻值之和20.004kΩ是大家的共識，不需要選擇。兩個實驗室給出的電阻測得值各自的不確定度分別是U1=8Ω (k=2)和U2=6×10-4 (k=2)，考點是擴展不確定度化為標(biāo)準(zhǔn)不確定度，絕對不確定度與相對不確定度，標(biāo)準(zhǔn)不確定度合成。除以各自的包含因子化為標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為u1=4Ω，u2=3×10-4。相對不確定度u2化為絕對不確定度是3×10-4×10.000kΩ=3Ω，因為分別是兩個不相干的實驗室校準(zhǔn)，所以u1、u2視為不相關(guān)，很容易得到串聯(lián)的電阻值標(biāo)準(zhǔn)不確定度為5Ω，正確答案應(yīng)該選A。史老師用“系統(tǒng)誤差”的概念抨擊例題，但不確定度評定不是誤差分析，不能用系統(tǒng)誤差的理念解決不確定度評定的問題。
　　【原題4】：數(shù)字電壓表的最大允差是個公式，用10V量程重復(fù)測10次5V電壓，取算術(shù)平均值作為測量結(jié)果，若單次測得值的實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差s(x)＝50μV，取k為2且不考慮其它因素影響時，測量結(jié)果的擴展不確定度是什么。
　　這道題的考點是最大允差公式的應(yīng)用，平均值作為測量結(jié)果時不確定的的評估，標(biāo)準(zhǔn)不確定度與擴展不確定度的關(guān)系。最大允差公式應(yīng)用應(yīng)該比較簡單MPEV=1×10-5×5V+2×10-6×10V=70μV。單次測得值的實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差s(x)＝50μV，10次測量平均值為測量結(jié)果時，測量結(jié)果的重復(fù)性給電壓測量結(jié)果引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1=50μV/√10=15.8μV，數(shù)字電壓表給測量結(jié)果引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2=70μV/√3=40.4μV，兩項合成uc=44μV，擴展不確定度U =2uC=88μV。史老師的點評仍然是站在誤差理論的角度點評測量不確定度的評估。所以我認(rèn)為不確定度評定用誤差分析理論點評，就如同力學(xué)理論點評電學(xué)現(xiàn)象，點評工具用錯了。