本帖最后由 史锦顺 于 2015-11-3 09:36 编辑
- 正确处理系统误差 - 史锦顺 - 先生说：“把系统误差的定义发过来看一下”。况且您的帖子又受到网站管理者的赏识，成为推荐帖了。 好，服从命令，发两个关于系统误差的定义。 - 一、《误差理论与实验数据处理》一书关于系统误差的定义（冯师颜，科学出版社，1964p6） 1. 系统误差或恒定误差 “在测量中未发觉或未确认的因子所引起的误差”。“仪器不良，如刻度不准，砝码未校正等；周围环境，如外界温度压力湿度等；个人习惯与偏向，如读数常偏高或偏低等引起的误差。此种误差在同一物理量的测定中为一定。 - 从冯教授给出定义的题目，清楚表明，系统误差与恒定误差等价，或者说系统误差就是恒定误差。在一组几十次短暂的重复测量中，变化的就是随机误差，保持定值的就是系统误差。重复性的表达是用贝塞尔公式求出的标准偏差，标准偏差绝不可能包含未定系统误差。这是测量学的严肃的问题。马马虎虎地认为“重复性”包括了未定系统误差，是测量者的严重错误。这是绝不允许的。你自己学术上不仔细考究，又受到GUM等的毒害，别人给你指出 ，你还要坚持，错下去，就是你自己的责任了。 - 你所引的关于系统误差的定义，大致如《JJF1001-2011》所讲。 - 二、《JJF1001-2011》关于系统误差的定义 5.4 系统误差（VIM2.17） 在重复测量中保持不变或按可预见方式变化的误差分量。 - 很明显，这个定义，明确地指出在重复测量中不变的误差是系统误差。这是主流，是常见的，是绝大多数。在我四十年的测量计量生涯中，用过的测量仪器、检定过测量仪器几百种，系统误差都是定值的。个别是可预见的变化，例如晶体振荡器的老化率，但那对仪器指标的影响要很长时间（例如一个月）后才能显出变化；在重复测量的几分钟内不可能有作用。（一般测量仪器要保证一年的指标。仪器一年的漂移量仅能是仪器误差范围的几分之一。重复测量时间内的漂移量小于仪器指标的万分之一。）就是说，把系统误差就看做是恒值误差，是完全可以的；而扯进后一半，脱离实际，只能造成讨论与认识的障碍。 - 三、 不能把“未定系统误差”当作“随机误差”处理 你认为在重复性中包含了未定系统误差，就是把系统误差错误地当成随机误差。我认为，此类错误，不是你个人的问题，是GUM的不确定度论的错误影响。
1 GUM否定误差理论对测量误差的分类 在重复测量中，有的误差快速随机变化，这就是随机误差。有的误差不变，是个定值，这就是系统误差，按冯师颜教授讲解的经典误差理论，也可叫它为“恒值误差”。两种不同误差的存在，是客观事实。这在计量部门极易观测。用待考核的测量仪器甲来测量一台计量标准。计量标准的误差范围比甲仪器的误差范围小到可以忽略（1/10甚至1/10000），计量标准的标称值即可视为真值。甲仪器的示值M减标准的标称值B，就是甲仪器的误差。测量100个值。平均值为M(平)，β=M(平)-B就是系统误差，而ξi =Mi-M(平)就是随机误差。系统误差与随机误差是客观存在，分类也符合逻辑学的分类规律。至于名称，系统误差可以称作恒值误差；而原来的偶然误差现在称为随机误差是很科学的。 我认为，合理的误差分类，该分为恒值误差与变值误差。恒值误差是系统误差；而变值误差包括有规变化和随机变化。随机变化部分称随机误差；有规变化部分，就叫有规变化误差。有规变化误差不多见，专门处理。这样更符合逻辑学的分类原则（按性质区分），处理也方便。 - 不确定度论，不承认系统误差与随机误差的分类，只许说系统因素的影响与随机因素的影响。按作用（影响）分类，是正常的；谁说得清两种说法有啥区别。奇怪的是不承认有系统误差，却把“系统误差已修正”当成不确定度评定的前提。真是奇怪的逻辑。 为了推行“方和根法”，竟胡说“系统误差已修正”。测量计量中确实有修正，但仅限于砝码、量块等单值量具。在整个测量计量界，超不过十分之一。原子频标可以修正，但时频界却不修正（马凤鸣：《时间频率计量》p164）。合格，就按准确度指标应用，不合格，就不准应用。有一种说法，说差得多，要修正。差得多，不合格，理应淘汰。修正是不当选择。 计量溯源的主渠道是检定，检定证书只有合格证明，不给具体修正值，因此大量被检仪器不能修正。 中国不久前才兴起的“校准”（我退休18年多了，没赶上），要给出修正值。似乎解决了“修正”的问题。其实是有名无实。试想：给出的校准证书（包括见到的几份美国、日本的证书），不过是十几个校准点的数据。而一台测量仪器，少则几千多则几十万测量点，那几个修正值，杯水车薪。因此对测量仪器，谈修正，是句空话。GUM要求修正，不过是几个脱离实际的书生的空想，通常的测量者，无法搞修正。 从通用测量仪器来说，电子秤、卡尺、电压表，应用者谁会去搞修正？合格就按指标用，不合格就淘汰；修正，耽误事！交易场合，能修正吗？卖主修正，买主认可吗？生产领域，能让测试工搞修正吗？不能。 高精尖的测量，例如宇航测量，能搞修正吗？不能。你修正过的数据，军代表、工号责任人信你吗？一句话，你单位没有够格的测量条件，就取消承担任务的资格。我干过二十年的宇航测量设备的指标检验、计量、测试工作。一个数我都不修正。通常的测量计量工作，我从来也都不搞修正。我认为，合格的仪器，用不着修正；不合格的仪器，必须淘汰，不该修正。 GUM的一律“修正”说，第一不符合实际；第二，对具体工作是误导。而把“已修正”当成建立理论的前提，那就是颠倒了理论与客观实际的关系，是根本性的认识论的错误。 - 2 把未定系统误差当成随机误差处理是错误的 。 系统误差与随机误差本质不同，必须严格地区分，不能混淆。 以GUM为代表的不确定度论（包括1980年以后的部分误差理论书籍），把未定系统误差看成同随机误差性质相近，进而把未定系统误差当成随机误差处理，这是不对的。 已定系统误差、未定系统误差，都是系统误差，都是在重复测量中不变的误差，都是恒值。合成误差时，如果是两项系统误差合成，求二项和的平方的根，二项和的平方的展开式的交叉项，是不能忽略的，而且交叉系数要取1，这就是等于绝对值之和。因此，误差合成时的两三项大的系统误差，要进行绝对值合成。（详见拙文《论交叉系数》、《史氏测量计量学说》第四章修改稿。） -
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