与不确定度论争辩

          准确度之歌

  不确定度论（UA）贬斥经典测量学（CA）, 起步点是否定真值、误差、准确度等几个基本概念。其实这些经典概念是正确的，经过了三百多年的历史考验，应用是成功的。而UA概念含糊，逻辑混乱，表征混沌。它一出世，就遭到很多人反对。一次，国际计量委员会投票，18个委员，16人投的是反对票。从1993年起，国际计量局接受美国人的建议，推行UA，废弃CA。这是一起以斜压正的世界性的冤案。为了追求真理，为了测量计量科学的正常发展，笔者呼吁：为真值正名，为误差平反，为准确度恢复名誉。

测量讲究准确，准确是测量的精髓；计量以标准的准确监督测量仪器的准确，准确是计量的命脉。准确，我们的追求，准确，我们的旗帜！

1 基本概念    准确度就是所指量与参考量的符合一致的程度。测得值与被测量真值的符合程度，叫测量准确度，标准的标称值与实际值的符合程度叫标准的准确度。变量测量中量值与标称值（或要求值）的符合程度，叫量值准确度。

符合一致的程度用偏差范围（误差范围）来表征。测量准确度就是测量的误差范围，标准的准确度就是标准的偏差范围，测量仪器的准确度就是测量仪器的误差范围。测量仪器的误差范围是这样形成的：诸误差元，包括理论分析的、实验测得的，各系统误差与随机误差合成为极限误差，再加估计可能的误差，即把极限误差扩大并凑整成误差范围，这个误差范围就是准确度。准确度作为测量仪器的基本性能写入产品说明书，产品证书，这是生产厂家对用户的保证书，因此一般都留有余地。笔者工作所及，测量进口的精密测量仪器数百台次，这些仪器的准确度指标都留有余地，越是著名厂家，余地越大。

2  UA说准确度是定性的   GUM引VIM先说“真值按其本性是不可确定的”，于是论断“‘准确度’是个定性的概念”。话虽简单，却一举虚化了应用极广的准确度，从此，只可以含糊地称说准确度，不准许给出准确度的具体量值。

3为准确度辩护    说准确度是定性的，不能定量，这是一个极其武断又完全不符合历史与现状的论点。准确度用误差范围来表征，准确度就是误差范围。一般讲误差，是统称，包括误差元与误差范围。误差分析时讲的是误差元，表达测量结果的是误差范围。大量的测量仪器文献，都在表达一个意思：测量仪器的准确度就是由系统误差与随机误差合成并扩大的、凑整的误差范围。大量的测量仪器都用准确度来表明性能，随便翻翻仪器手册，随处都写着准确度量值，怎能说不能用数值表达。

4 准确度旗帜还在飘扬     UA是美国人提出的，可就在美国，也不免碰壁。 我们考察一下美国的一家著名的生产精密电子测量仪器的公司，现称Agilent公司，原是HP公司的一部分，它的产品5071A   铯束原子频标（小铯钟）就标    Accuracy：±5×10-13  （-13是指数）    1982年到2009年都这样标。Accuracy 就是准确度。你说准确度不能定量，美国最准确的商品仪器（大铯钟更准，但不卖）偏偏给出准确度的定量指标，。

我国也有高举准确度旗帜的。中国计量科学研究院研制的铯原子频标（大铯钟），获国家奖时，标为：准确度5×10-15（-15是指数）。怎说准确度不能定量？

确实有不少厂商使用准确度作为指标。关键是准确度如何定义。如果“准确度用误差范围来表征，准确度就是误差范围”，现在的VIM中使用最大允许误差作为定量的指标，表示准确度。即定性表征准确度时，说准确度高或低。定量表征准确度时，可以使用最大允许误差。
Agilent公产品5071A铯束原子频标（小铯钟）的Accuracy：±5×10-13（-13是指数）是什么意思呢？相对误差？最大允许误差？还是误差？没有单位，可以认为是相对误差。但是由于是不确定的，有正负号的，只能认为这是最大允许的相对误差，而不是可以进行修正的相对误差值。
总之，我理解，新的理论体系希望用唯一的表达方式对计量学进行表达。

术语定义本来就是人给的。当初古人如果把鸭子定义为桌子，把桌子定义为鸭子，桌子就是有生命的了。但是一旦把有生命的那个定义为鸭子，就不能再称没有生命的桌子为鸭子了。误差、误差限、准确度、不确定度的定义也是一个道理。
       以某测量范围至1MPa的压力表为例。如果标准表在0.6MPa时压力表显示0.608MPa，我们称该表示值误差为0.008MPa，或者引用误差为0.8%。这就是误差的概念，误差是一个定值，在数轴上为一个点。
       但是我们绝对不能说所有的测量范围至1MPa的压力表示值误差都是0.8%，这就引出了误差限即最大允许误差的概念。因此检定规程规定在误差限±1%之内的属于同一个等级的压力表。这个等级总是要给个名字吧，于是才又引出了准确度的概念。检定规程就把这个误差限±1%之内的压力表定义为准确度等级1级。
       但是同样准确度等级为1级的压力表、量块、热电偶却并不是全部定义为误差限±1%之内，所以准确度不是定量的概念，它只能是定性的概念。1级量块比2级量块准确度高，1级压力表比1.6级压力表准确度高。
       当然有的人，有的测量设备生产厂，甚至是有的技术标准错用名词术语的情况也时有发生，但是我们决不能因此就说他们对。5071A铯束原子频标（小铯钟）的Accuracy（准确度）：±5×10-13（-13是指数），当然是错误的标注。±5×10-13（-13是指数），实际上是误差限的概念，表示了误差所处的区间。中国计量科学研究院研制的铯原子频标（大铯钟）标注的准确度也是个误差限的概念，表示误差在那个区间内。因为只有这个宝贝，应该说无法再分个高低，也就不存在准确度等级的问题，只存在误差限的问题。
       还是那句话，测量设备的特性不存在不确定度，只存在定量的误差和误差变化区间以及定性的准确度等级。只有测量结果的特性才存在不确定度，由此可以引申到测量过程的特性存在着不确定度。

准确度和准确度等级也是2个不同术语。
准确度是定性的概念，对同样的计量器具，可以比较准确度的高低。
对不同准确度的计量器具，可以使用一些计量特性的最大允许误差划分等级，这就是准确度等级。

楼上规矩湾锦苑所说的“ 检定规程就把这个误差限±1%之内的压力表定义为准确度等级1级。”那么为什么校准证书上误差限为±1%的证书不能定级为1级。

楼上规矩湾锦苑所说的“ 检定规程就把这个误差限±1%之内的压力表定义为准确度等级1级。”那么为什么校准证 ...
yyy112082 发表于 2010-11-16 08:40

那是因为执行了校准，而不是执行检定。
       按JJF1001术语规定，执行检定，一定要进行合格与否的判定，即一定要“查明和确认计量器具是否符合法定要求”。校准的关键是赋值，要“确定测量仪器或测量系统所指示的量值，或实物量具或参考物质所代表的量值”，执行校准，就可以不必判定合格与否。测量设备是否可用，留给使用单位自己进行计量确认。
       例如一只1.6级测量上限1MPa的压力表，假如最大示值误差为在0.6MPa时示值误差0.008MPa，当执行检定时，我们应该判定该表为合格1.6级，虽然也满足1级压力表要求，但不能判定为合格1级。而当校准时，给出的校准结果是“最大示值误差：在0.6MPa时示值误差为0.008MPa”。使用单位可根据测量过程的计量要求来确认这只表是否可用。测量过程要求使用1.6级压力表时，该压力表可用，签发计量确认合格标识。测量过程要求使用1级压力表时，该压力表虽然并不是1级，但是仍然可用，还应该签发计量确认合格标识。
        一只0.4级测量上限1MPa的压力表，假如最大示值误差为在0.6MPa时示值误差0.008MPa，当执行检定时，我们应该判定该表不合格，虽然该表符合1级要求，我们却不能判定为合格1级，因为它明明标注为0.4级。而当校准时，给出的校准结果同样是“最大示值误差：在0.6MPa时示值误差为0.008MPa”。使用单位可根据测量过程的计量要求来确认这只表是否可用。测量过程要求使用0.4级压力表时，该压力表不可用，签发计量确认禁用标识。测量过程要求使用1级压力表时，虽然该表不符合0.4级要求，由于校准结果说明该压力表仍然可用，仍可签发计量确认合格标识。

回复 4# davidow

       正如你所说，准确度和准确度等级的确是两个不同的概念，简单地说，准确度等级是准确度高低区分的一种表示。对测量设备而言，有的分为1、2、3级，有的分为1、2、3等，有的分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级，有的分为……。甚至有的就把等和级合并，直接叫某某等级，而不叫某级或者某等，无非是个准确度高低区分的符号而已。
       1级压力表引用误差的允许值在1%之内，1级量块却并不是1%，Ⅰ级衡器又是另一种误差限规定。因此，至于准确度高低的定量区分，还是要用“误差限”（误差允许范围），误差和误差限才是定量的计量特性。把误差处在某个误差限之内的划分为一个准确度等级，处在另一个误差限内的划分到另一个准确度等级。

回复 5# yyy112082


    校准证书不能一结论，所以不能定级，

人为因素居多

记得某位名人说过“在自然科学领域，只有能用数学公式表达的科学才是真正的科学”，估计是不确定度因为数学复杂度提高的缘故才被认可。

回复 6# 规矩湾锦苑


    这位老兄实在是高人。

回复 10# lgl_2005


    印象中看到过这样的疑问：是不是所有的自然规律都能用数学工具来表达？

回复 12# jinsinfo


    呵呵，当然不是了。不过一直在逐步完善中。

回复 13# lgl_2005

那本书的作者叙述了科学工作者一直以来对自然规律探索做着不懈的努力，不断发展着数学、物理等学科，并且在发现新的问题时总是试图用数学工具来描述和推断其规律，数学模型越来越复杂，因此就有很多人产生了“是不是所有的自然规律都能用数学工具来表达？”这样的疑问。

呵呵，这个也正常，难免会产生这个疑问，估计争论1万年也不会有结果，也许是螺旋式上升吧。