不确定度是干什么的

回复 50# 吉利阿友

     我认为，一说真值就必须是唯一的，这是一种僵化的、缺少变化观念的思维。真值的概念是相对于测得值而提出的。客观存在的量值就是真值，就是实际值。宇宙间除几十个物理常数之外，几乎所有的量都不是常量，而是在变，因此不可能有一个不变的真值。物理量的变化是真实的变化，是它们的真值在变，它们的变前与变后的值都是真值。把真值就理解成实际值，这没有什么不妥之处。定义、理论都是人们对客观事物、客观规律的认识，要让定义符合客观，而不是相反。在学校容易养成从定义出发的不良习惯，这常常成为学术发展的障碍，要警惕。

真值在实际运用中应该是相对的，测量方面实际够用就行了，没有必要搞绝对化。
再说了有些数，如前面提到的圆周率，也精确不到头呀。

以测量身高为例，如果测得“某人身高为1米85”，一般不会有人听到这个值，还会问这个1米85的测量不确定度是多少，更不会有人要求此时的“真值应该是绝对准确的”，“准确值至少应该精确到微米、皮米”之类，那样的人是神经病，无病也呻吟。

理论必须联系实际，脱离实际的理论再好都是谬论，同样违背理论的实际必是失败的实际。“在学校容易养成从定义出发的不良习惯，这常常成为学术发展的障碍，要警惕”的提醒非常好，但置基本定义和理论于不顾同样是“学术发展的障碍，要警惕”。
　　“宇宙间除几十个物理常数之外，几乎所有的量都不是常量，而是在变”这是真理，但这是由于摆脱了“环境条件”束缚情况下的真理。测量是讲究限定在确切的检测环境条件下的，所以人们为了使变化着的被测量“不变”，才提出了必须限定和控制实施测量过程的环境条件。如果我们限定在具体的时空，即严格限定检测环境条件的前提条件下实施测量，所有的“变化的”量也就视为“常量”了。
　　史老师在51楼说“一说真值就必须是唯一的，这是一种僵化的、缺少变化观念的思维。真值的概念是相对于测得值而提出的”，我认为这是说到点子上了。被测量的“真值”是“变化的”，是“相对于测得值而提出的”，因此真值确确实实永远都是“相对的”，真正符合定义的“真值”通过测量无论如何也无法得到。人们只能得到“相对真”的真值，这个相对的真值就是JJF1001定义的“约定真值”或“参考值”。
　　人们通过测量只能获得“测得值”，“相对于测得值而提出的”真值到哪里去找呢？那就要用比获得该测量结果更为准确和可靠的另一个测量过程来测量。测量者自己不能说自己的测量结果是真值，“相对于其测得值而提出”的“真值”，必须由量值溯源系统中位置处于给出测量结果的测量过程的“上游”测量过程给出。当被测量的允差大于测量过程的不确定度3倍以上时，表示该测量结果在量值溯源系统中处于被测量的“上游”，用于被测量的符合性判定是可靠的和可信的，此时人们才可以将测量结果“视为”被测量的“真值”。　　52楼列举的例子无一不是是“实际够用就行了”的“相对真值”，“相对的”真值。相对真值就是JJF1001术语规范提到的“约定真值”或“参考值”，而不是真正意义上的，符合定义的“真值”。

回复 53# 规矩湾锦苑

请问你最后那个 而不是真正意义上的，符合定义的“真值” ，其定义由来是什么？是你个人定义的，还是由那个权威组织机构定义的？能给个具体的出处和内含定义文字段吗？


真不了解你所谓的真正意义上的真值，在实际工作中有啥子意义。按照你53楼的说法，它应该不是国家规程规定的约定真值。
难道你工作中不用国家规程规定的“约定真值”、“参考值”，而总是想着要去用你那个所谓的真正的真值吗？

回复 51# 史锦顺

    史老回帖切莫切割原帖意思，我原贴没有说“真值”是唯一的。误差理论发展到今天且经过多年的宣贯，估计也不会有人会无知到这个地步。

我理解的是特定条件下量的真值是唯一的。基于误差理论中的“真值“的不可知性”，个人认为，“特定条件”下的“约定真值”是唯一的。在特定量的复现条件下未规定的条件下，晚辈认可史老所说的“真值”是变化的说法。

举个例子，甲厂配套生产一个钢球给乙厂。在入厂检验时，乙方发现该钢球直径不合格。双方都确信自己的测量过程是可靠的，分析各自的测量过程后发现：虽然双方测量设备与测量方法是相同的，但甲方是在22℃温度条件下恒温1小时后检测的，而乙方是在20℃温度条件下恒温2小时后检测的。最后双方确认统一按乙方条件进行重新检测，判定此产品确实是不合格。

按史老的说法，在上例中，甲乙双方在各自控制条件下测量得到的钢球直径数据，可以视为双方在对应条件下的可知的“真值”（我理解的是实测值，而不是实际值或真值）。但显然，甲方所谓的“真值”，在乙方初始测量条件下是准确可靠的，但按乙方标准而言，钢球直径有偏差，达不到“互换性”要求，会导致产品成品不合格或功能破坏，只不过是一个没有用的“真值”罢了。

计量工作的重要任务是为国家经济运行作保障，脱离这个大的前提且忽视“特定条件”这一基本要求，来研究所谓的“可知”的“真值”，是毫无意义和必要的，无论是在计量领域的量传体系还是在社会经济过程中各类增值形为，都是如此。“真值”应该是一个具备特定条件限制的且理想化的值，是一个目标值，是一个误差理论界定的不可知的值，是各类产品加工过程及测量过程需要努力看齐和追求的“对象值”。不同地域不同条件的测量行为或是生产形为，都是为了确保特定量的实测值向特定条件下的“真值”（约定真值）尽量靠近，才不会出现制造过程导致的资源浪费（产品报废）。如何确保各类测量过程所得 实测值 是可用的准确的，为产品制程反馈有效的纠正信息，是误差理论诞生的根本原因与使命。

回复 54# 星空漫步

　　你提出了一个非常好的问题，这就是理论科学与应用科学的差别问题。
　　只要上过初中就都知道平面几何学规定直线无粗细，平面无厚薄，这就是理论科学的规定，可是在应用科学领域请问谁能够拿出一条无粗细的直线和一个无厚薄的平面？应用科学要解决实际问题，只要其粗细与长度相比达到一定程度，人们就可以认为是直线。一条马路的宽度远大于一本书的宽度，可是这条马路对于两个城市之间的距离相比可忽略不计，因此可视为“线”，说马路是“线”这是相对而言的。而书的宽度与长度相比在相对的含意中不能忽略不计，所以书仍然不能视为“线”。
　　真值的概念就是这样的。在计量学的理论科学中，真值就是符合被测量定义的量值，而在应用科学中因为有测量就有误差，通过测量获取被测量真值是完全不可能的，人们只能用约定真值或参考值来代替被测量真值，也就是所谓的“相对真值”。一个测量结果相对于另一个测量结果而言可被视为“真值”，但同样存在一个测量结果相对它来说是它的“真值”，如果只有一个测量结果那就不能自称为被测量真值，除非它是当今世界上最高水准的测量结果，处在量值溯源系统的最上游，它就是“基准”或符合定义的“真值”。

回复 55# 吉利阿友

　　是的，从事测量活动必须注意在“特定条件”下，离开了“特定条件”的测量毫无意义。每个被测对象测量随着环境条件不同，或时空的不同，理论上的真值是不同的，变化的。但在“特定条件”下的被测量真值一定是唯一的。只有这样才能进一步确定每个测量结果的“误差”，才能将所有的测量结果相比较，才能得到公认的计量纠纷仲裁结果。按史老师所说的道理，每个测量者都可以说自己的测量结果是被测量真值，这是不行的，只有在对测量可靠性和准确性无严格要求的情况下，大家并不过于计较时自称测得值为真值，例如身高体重的测量，工业计量和高科技领域的测量还是非常注重测量结果的准确性、可靠性或可信性的。　　
　　20℃温度条件是尺寸测量的“特定条件”，工件加工后受切削热和环境温度的影响，“实际值”在不断的变化着，“真值”也在不断地变化，任何人的测量结果都不能自称为测得了“真值”。在“特定条件”的20℃条件下的测量结果相对于每个人的测量结果而言才能被视为“真值”。但如果换一种可靠性更高的测量方法测量，其测量结果就是在20℃特定条件下的原来那个测量结果“相对”真值了，原来那个“真值”相对而言又不是“真值”了。
　　在计量学的理论科学中因为限定了“特定条件”（即被测量的定义），被测量只有一个真值。而在计量学的应用科学中测量误差无处不在无时不有，不得不使用了“相对真值”的概念，这就是“约定真值”和“参考值”。所谓“相对”，就必须有两个或两个以上的测量结果相比较。在量值溯源系统中地处上游的测量过程出具的测量结果相对于地处下游的测量过程出具的测量结果而言就是“真值”。单纯一个测量结果不存在“相对”性，当然自称为是被测量真值是不能被认可的。

回复 56# 规矩湾锦苑

怎么又蹦出来理论科学与应用科学的差异之说了呢？请问你属于哪派？还是都能代表？在不确定度问题的讨论上，我觉得你更像与实际脱节的理论派，因为你太爱追求那个“永远都测不到的”极致，即你所谓的“真正意义的真值”了。

希望你能正面回复我53楼的提问，回答你所谓的“真正意义上的真值”的定义由来。
计量是科学，所涉及的概念定义也不是可以凭个人随便想象、杜撰的。

回复 58# 星空漫步

　　本人哪一派都是，哪一派也都不是，我认为理论科学和应用科学都是科学，应用科学是理论科学在实际中的使用，理论科学是应用科学的基础。在不确定度问题的理论研究中，不能摆脱基本术语的定义和理论，但在实际工作中也不能脱离实际。并不是我追求那个“永远都测不到的”极致，即所谓的“真正意义的真值”，而是误差理论的基础术语定义了“真值”，真值与约定真值、参考值不是一个术语。实际应用中可以用约定真值和参考值代替真值，但“代替”绝不是“恒等于”，真值和约定真值、参考值终归不是同一个值。以实际应用为理由否定“真正意义的真值”存在是错误的，只不过人们通过测量无法获得“真正意义的真值”而已。正如几何学理论必须规定直线没有粗细，但在实际工作中人们不必追求没有粗细的直线，而只需其粗细相对于长度可以忽略不计。
　　的确“计量是科学，所涉及的概念定义也不是可以凭个人随便想象、杜撰的”。我们不必谈国际标准，在国内，规定计量基本名词术语定义的规范JJF1001就是最重要的依据之一，从事计量工作必须依据这个规范，“不确定度”也好，“真值”也罢，都必须按此规范的定义来理解，不是任何人“可以凭个人随便想象、杜撰的”，不是有的人说这些定义“天生残废”，说不确定度无用，这些定义就可以否定和曲解的。
　　老师要“真值”的定义由来，其实查一下JJF1001就知道了。
　　老版本的JJF1001-1998的3.19条给 真值的定义是：“与给定的特定量的定义一致的值”。其中注1. 进一步告诉我们“量的真值只有通过完善的测量才有可能获得”，没有测量误差的“完善的”测量自然是难以实现的。
　　现行有效版本JJF1001-2011的3.21条给“真值”的定义仍然是“与量的定义一致的量值”，并给出了三个注。其中注1强调了在误差理论下“真值是唯一的”、真值“实际上是不可知的”。注2指出在基本常量情况下，“量被认为具有一个单一真值”。注3则进一步指出只有被测量“定义”的不确定度可以忽略时认为被测量有“基本唯一”的真值，“其中‘真’字被认为是多余的”。意思是只要提及“被测量值”不用说“真”字，就代表说的含意是“被测量真值”。

楼上的交流非常好，这样的帖子对于每个计量人都有帮助！

不确定度有点难理解，不知有啥好方法呢？

感觉楼主情绪有些激动，心态把控不好对自己不利。相比之下版主就平静淡定许多。

难理解, 好好学习

学习了，不错！

学习了  很好的交流帖子

星空漫步 发表于 2014-1-7 06:07
真值在实际运用中应该是相对的，测量方面实际够用就行了，没有必要搞绝对化。
再说了有些数，如前面提到的 ...

【以测量身高为例，如果测得“某人身高为1米85”，一般不会有人听到这个值，还会问这个1米85的测量不确定度是多少，更不会有人要求此时的“真值应该是绝对准确的”，“准确值至少应该精确到微米、皮米”之类，那样的人是神经病，无病也呻吟。】----

一般人不问“这个1米85的测量不确定度是多少？”应该是基于“约定俗成”的‘默认不确定度’值——
对于一个比较专业的人员A测得的“某人身高为1米85”，应用者相信身高（真值）落在1米84~1米86之间，应该没有太大的风险——‘默认不确定度’U=0.01m（P=99.7%)；
对于一个不太专业、但智商见识正常的人员B测得的“某人身高为1米85”，应用者相信身高（真值）落在1米80~1米90之间，应该没有太大的风险——‘默认不确定度’U=0.05m（P=99.7%)；
若是一个弱智人士C测得的“某人身高为1米85”，正常应用者一般可能不敢相信；
......

如果是用于找对象，用正常人员B测得的身高值就好；
如果是用于定制适宜的门框高度，要用专业人员A测得的身高值才好！........如果“测量不确定度”的相关概念及应用“规”、“条”理顺了，缺省的‘默认不确定度’值就应该是人们“相信”专业人员的那种情况（缺省从严）。

特别说明：不是所有的“测量不确定度”“评估”都需要煞有介事的列出一些所谓‘模型’进行繁复的‘推导’！.....对于身高测量结果，仅仅需要查验一下钢卷尺的合格证、根据自己的经验确认钢卷尺测量时抻直了没有明显歪斜，就可以大胆“承诺”（报告）：U=0.01m（P=99.7%)。......对于大多数‘测量结果’的“应用者”而言，“测量不确定度”的要务是“承诺”，不是花里胡哨的“评估”。

反正我觉得不确定度，对于经济不发达地区的县级计量技术机构人员来说，那就是天书

看了楼主和各位量友的精彩讨论，每个人都有自己的判断，我支持楼主的话语权和思考权，但理论不敢苟同。只能说误差在实际的工作中的作用更大，而您平常碰到的不确定度多数都是凑数，所以提出的就实际出发的言论，很有启发性。但不管做什么事，都不能绝对。您也说了，测量值永远是不可能得到真值，那么测量的仪器和测量人就有测量的不可信度，不管是多精准的仪器和多绝对实力的权威操作。看到的未必是真的，测量的未必是接近真值的。一味的因为某个理论的确定，而全盘否定它，就是因噎废食了。

　　【如果测得“某人身高为1米85”，一般不会有人听到这个值，还会问这个1米85的测量不确定度是多少，更不会有人要求此时的“真值应该是绝对准确的”，“准确值至少应该精确到微米、皮米”之类，那样的人是神经病，无病也呻吟。】这是客观事实，但人们为什么会有不加怀疑地相信这个测量结果的想法呢？究其原因是因为人们对身高的测量允差这个“计量要求”并不高，如66楼所说的允差为±10mm，控制限（公差带宽度）就是T＝20mm，我们再把计量要求压缩一半为T＝10mm。查钢卷尺检定规程最差的卷尺任意两线纹间的允差为Δ＝±(0.3+0.2L)mm，设L＝2m，则Δ＝±0.7mm。最大误差Δ＝±0.7mm给测量结果引入的标准不确定度怎么说也不会超过1mm，扩展不确定度U怎么说也不会超过2mm，那么测量结果的可信性或可靠性系数K＝U/T＝2mm/10mm＝1/5＜1/3，绝对不会违反众所周知的测量界公理“三分之一原则”，测量结果是可靠的、可信的，是勿容置疑的。因此如果有人对如此简单的测量结果还会问“这个1米85的测量不确定度是多少”，要求“真值应该绝对准确”，“准确值至少应该精确到微米、皮米”之类，的确应该怀疑他是不是思想或精神有毛病了。
　　这个身高测量案例并不是说不确定度就不重要了，而是说明身高测量的计量要求明显很低，用卷尺直接测量法的方案测量身高的不确定度相对于被测量的计量要求而言绰绰有余，即可信性、可靠性绝不会有什么问题。每个测量者的测量结果可能不相同，甚至个别人因为读数方法的错误还会产生粗大误差而远离某人身高的“真值”，但这都是测量“准确性”问题，而非测量可靠性和可信性的问题。每人测量结果的误差是不同的，但只要是用卷尺直接测量身高这个测量方法不变，任何测量者的测量结果不确定度都是相同的，不会改变。
　　所以我赞成楼上（68楼）的观点。楼上说“测量值永远是不可能得到真值”就是指每个测量结果永远都有自己的“误差”，不同的测量结果有不同的误差，误差的大小就是测量结果偏离被测量真值的大小，就是准确性大小，每个测量者都不能自称自己获得了被测量“真值”；“测量的仪器和测量人就有测量的不可信度，不管是多精准的仪器和多绝对实力的权威操作”就是说明不确定度是“可疑度”或“可信性”，可信性是测量方法造成的，方法不同不确定度不同，方法相同，不确定度就相同，每一种测量方法都有可信性问题，可信性的大小就是不确定度大小，“全盘否定它（不确定度），就是因噎废食了”。

不确定度比较难理解

nextsun 发表于 2013-8-23 13:53
我认为楼主没有看懂这个例子，就急着横加指责。这个例子评定的是游标卡尺在150mm测量点的示值误差的不确定 ...

卡尺的示值误差是Ex=(0.10±0.06) mm，这样的表述正确吗？把不确定度和误差混在一起表述。

Enalex 发表于 2013-12-26 15:54
这个贴子不要沉了，顶顶。
有如下问题请各位讨论

  a-5+U≤y≤a+5-U 是合格的，y＜a-5+U和y＞a+5-U 是不合格的， a-5-U＜y＜ a-5+U和 a+5-U＜y＜ a+5+U是不确定的

回复24#
a-5+U≤y≤a+5-U 是合格的，y＜a-5+U和y＞a+5-U 是不合格的， a-5-U＜y＜ a-5+U和 a+5-U＜y＜ a+5+U是不确定的

Enalex 发表于 2013-12-27 09:26
非常感谢规矩湾锦苑版主半夜都给我的问题给出回复！！
不好意思，我的问题还是有些初级：
从JJF1059中有这 ...

回复26楼，我觉得你判定合格与否要用到误差，就是被检仪器的误差值不得大于规程规定误差值，与不确定度无关。不确定度的用于判定时是你的测量值正好落在误差上下限的临界值附近时，为保证出具数据的准确性，而给出的不确定度的范围U。对于本题中的合格与否的判定：a-5+U≤y≤a+5-U 是合格的，y＜a-5+U和y＞a+5-U 是不合格的，这个是确定的，而在a-5-U＜y＜ a-5+U和 a+5-U＜y＜ a+5+U的范围内，你就需要给出不确定度及概率。

半杯红茶 发表于 2014-11-20 17:19
回复26楼，我觉得你判定合格与否要用到误差，就是被检仪器的误差值不得大于规程规定误差值，与不确定度无 ...

所附图2是一个非常实用的图！

可以再加一点说明——

在判定的“合格区——D区”，理论上也存在一定的“枉判（将实际‘不合格’品错判为‘合格’）概率”P1%，其值与U的包含概率P%及测量误差的分布规律有关。 如果“测量误差符合诸如‘正态分布’之类的‘对称分布’”，大致有P1%<(100%-P%)/2 【在D区宽度大于U的前提下】：
     P%=95.4%时，P1< 2.3%;   P%=99.7%时，P1< 0.2%;  

在判定的“不合格区——C区”，理论上也存在一定的“冤判（将实际‘合格’品误判为‘不合格’）概率”P2%，其值也与U的包含概率P%及测量误差的分布规律有关。 如果“测量误差符合诸如‘正态分布’之类的‘对称分布’”，则肯定有P2%<(100%-P%)/2 ：
     P%=95.4%时，P2< 2.3%;   P%=99.7%时，P2< 0.2%;  

在A、B区，也可以做类似说明。