本帖最后由 史锦顺 于 2014-4-25 09:52 编辑
读帖有感(3) ——区间有两个 史锦顺 - 在测量计量领域,区间有两个。 误差是泛指的概念,包括误差元与误差范围两个概念。误差元等于测得值减真值,是个可正可负的值。误差元的绝对值的一定概率(3σ,99.73%)意义下的最大可能值是误差范围,恒正。误差元说明误差的物理意义,通常仅在理论推导中应用,而在仪器的研制、计量、应用测量这三大场合下,都用误差范围。在极个别的情况下,有很大的恒定的系统误差,要进行修正,这时用误差元的概念,要给出正负号。而通常,误差指误差范围。“误差理论”研究的主要是误差范围的理论。测量仪器研制的着眼点是误差范围,计量考究的是误差范围,测量的依靠是仪器的合乎要求的误差范围,测量的结果质量的表达,也是误差范围。 测量仪器研制时确定了测量仪器的误差范围。有了误差范围,就有了测得值与真值的最大距离,知道其中的一个,就可以确定另一个存在的范围。在不同场合下,已知量与求知量不同,就有两种不同的区间。 计量中的区间是测得值的区间。测得值区间,以真值为中心,以误差范围为半宽。计量时,用被检测量仪器“测量”计量标准。标准的标称值可看作真值,合格的测量仪器,测得值必须在“以真值为中心、以误差范围为半宽的区间”中。甲仪器测得值在区间中,则甲合格;乙仪器测得值不在区间中,则乙不合格。 测量中的区间是被测量真值的区间。这是真值可能存在的区间,可以叫“真值区间”,以测得值为中心,以误差范围为半宽。测量时,用测量仪器测量被测量,得到测得值。只要使用的是合格的测量仪器,被测量的真值必定(以99.73的概率)在“以测得值为中心、以误差范围为半宽的区间”中。测得值加减误差范围是测量结果,测量结果包含被测量的真值。误差理论说明这一点,计量体系保证这一点。这就是误差理论几百年来成功应用的真谛。 不确定度论行吗?不行。不确定度论的区间只有一个,且含混不定。 - 刘彦刚说的区间,把两个区间混在一起了。 规矩湾的区间是悬浮的。不能定位的区间毫无意义。他又说,真值的存在区间以真值为中心。真值既然在中心,还哪有别处的真值?逻辑不通。他又创造了个“上游测量说”。计量中有标准,必然可用真值当中心;测量有测得值,就是中心。不必找“上游”。 VIM的区间没有中心。没有中心的区间,没有实用意义。 都成先生的不确定度区间,以测得值Y为中心,以U为半宽,真值在此区间中,概念是清楚的。至于对此区间的评价,下次再说。 …… 不确定度的区间,谈论的都是指测量问题。 我认为,在被测量是常量的基础测量中,不能说不确定度区间是真值的分散性。一块黄金,重量是确定的,唯一的,也就是说,黄金重量的真值没有分散性。我认为,说不确定度是测得值的分散性,是可以说得通的,因为用多台合格的测量仪器测量同一块黄金,测得值不同,这是测得值的分散性,怎能说是黄金重量真值的分散性? 一条绳子把小船系在湖边的树上。确定了树的位置,可以确定船位置的范围,反过来,确定了船的位置,也可以确定树的位置的范围。由树的位置确定船的位置,确定10次,数值不同,这个不同是船的位置的分散性。然而,由船的位置确定树的位置,也确定10次,所确定的树的位置不同,这可不能说是树的位置的分散性,树的位置是确定的,树的位置没有分散性,数值的不同,是船位置的移动而引起的,仍然是船位置的分散性。 把树的位置比做真值,船的位置就是测得值。真值没有分散性。分散性是测得值的。 - 不确定度的主定义“分散性”含混其词,这是它没底气的表现。他自己本身含混,难怪别人不理解。 - 以上所说,针对的都是基础测量,即常量测量(包括测量中表现不出的慢变化量的测量)。 在统计测量的情况下,情形不同。此时仪器的误差远远小于被测量的变化,仪器误差可略,测得值就是量值,真值的称谓(为区别测得值与实际值而引入)已无必要。这时说“量值的分散性”是没错的。但测量计量界早有专用名词,那就是“稳定度”,专指量值本身的变化范围。频率稳定度,经常用。电压稳定度、温度稳定度,也常用。另外,还有复现性等。这些都是量值本身的变化,不是测得值的分散性,说是“量值分散性”是可以的。 可惜,不确定度论本身没有区分开两类测量,笼统地说“量值的分散性”,就必然造成理解与应用上的混乱。 GUM在引出不确定度的概念时说:σ除以根号N是不确定度。“什么是什么”就是定义,因此,这可以看做是不确定度的第一个定义。这个定义对统计测量(快变化量测量)是恰当的,因为此时测量误差可略(系统误差当然可略),要考究的是被测量量值本身的变化,如果仅考虑随机变化,这样说是可以的;但不确定度论出世的目的是取代误差理论,必须面对应用误差理论的场合——基础测量(常量测量);而在基础测量中,定义为“σ除以根号N”,那就是只考虑随机误差,而不能处理存在系统误差的情况。须知,测量仪器的误差范围是以系统误差为主的,因此定义为“σ除以根号N”的不确定度,没法用。不确定度论常说:系统误差消除后怎样怎样,这是废话,99%以上的测量计量是不消除系统误差的,而其中大部分是不可能消除系统误差的。由此,不确定度概念一露面,就表明它不适应测量计量的绝大多数情况。 - 总之,在不确定度论的框架下,没法说清关于区间的概念。因为不确定度是个集合概念,而没有构成此集合的单元,因此没法推导出区间来。那么,误差理论可以推导吗?当然可以,我已在本栏目推导几次,可惜,一些被不确定度论蒙蔽的网友,不理会老史的严格推导。 |