谁是“测量结果（测得值、校准结果）”、“测量误差”...

thearchyhigh 发表于 2015-12-8 10:13
认同您对校准这个测量过程中“测量结果”的看法，但举的三句话有点不合适，或者是太偏激了，容易让人找到漏 ...

测量不确定度简称不确定度，所以别人说的误差不确定度其实是误差的测量不确定度。


"【测量】误差不确定度"和"【测量】误差的测量不确定度"或许还有些不同？。【测量】误差不确定度主要包括：1、“被测量”“【测量】误差”本身定义不确切（量值本身的分散性）的“定义不确定度分量”；2测量“被测量【测量】误差”的测量技术（测量方案）不完善所引入的“测量不确定度”分量。"【测量】误差的测量不确定度或许不应包括1、“被测量”“【测量】误差”本身定义不确切（量值本身的分散性）的“定义不确定度分量”？

何必 发表于 2015-12-8 08:42
仪器示值测得值的测量模型为y=x0，表达的意思是被检仪器的示值y等于计量标准的显示值x0。这个测量模型的 ...

　　的确我没说清楚，要解释清楚你说的问题并不是一两句话可以解释清楚的。
　　测量是将已知量与被测量相比较，把已知量赋予被测量的活动。检定/校准也是如此，人们用计量标准测量被检仪器的示值，把计量标准上显示的值理解为“仪器示值测得值”。怎么理解“仪器示值测得值”？其实这个值本质上仍是计量标准显示值，只不过是将它予了“被检仪器的示值”，只是个“赋值”行为。此过程中被检仪器的示值与其它被测量一样仅仅是个符号或标识，没有量值的含义，只有将作为标准的值赋予了这个标识，这个标识才有了量值。但在使用该被检仪器时，测量者使用的仍然是该仪器的示值，一般不会去想检定它时的计量标准显示值。
　　JJF1059.1-2012为什么把JJF1059-1999中的“数学模型”改称“测量模型”？因为用于不确定度评定的那个“模型”并不是简单的数学计算关系，更重要的是个比较和赋值的关系，“输出量”y在被赋值前仅仅是个名称或代号，“输入量”才是具有真正意义上的“量值”，测量模型的含义就是把输入量的量值赋予输出量，然后输出量也就具有了“量值”。y＝x0是最简单的赋值模型，将x0的量值直接赋予了y。y＝x－x0则是稍微复杂一点的赋值模型，表达的含义是输入两个输入量，通过计算后得到新的量值，再将计算结果（量值）赋给输出量。
　　例如，温度计显示值20℃时，检定中若标准温度计显示值21℃，就会说温度计该受检点的示值是21℃，但使用中温度计显示20℃时，测得值仍然会报告为20℃，一般不会考虑检定中的事情。对温度计示值检定的测量模型：y＝x0，y代表被检温度计示值（20℃标志的地方），也是使用温度计时的测得值20℃，x0则代表计量标准（标准温度计）的显示值21℃，示值的检定是将标准温度计的值21℃赋予了被检温度计使用过程的测得值20℃。如果是示值误差的检定，测量模型为y=x－x0，20℃和21℃作为两个输入量分别输入测量模型，经过计算得到新的量值-1℃，将-1℃赋予输出量y的过程。比较上述两个测量模型和测量结果，它们相同吗？测量模型不同，测量结果也不同，示值和示值误差的不确定度怎么会相同？
　　您提到JJF1059.1-2012附录A3.5例子已明确说“被校仪器示值的校准值与被校仪器示值误差两者的不确定度是相同的”。该例子的测量模型是：y＝ts＋Δts，其中ts是标准温度计示值，Δts是标准温度计修正值。这个测量模型也是典型的“示值”检定的测量模型，而不是“示值误差”检定的测量模型，测量模型表达的含义是将计量标准的修正后的示值（示值连同其修正值）赋予被检温度计的示值。
　　测量模型有两个输入量ts和Δts，输出量y的不确定度就应该来自于与这两个输入量有关的信息，也就是与标准温度计示值和标准温度计修正值有关的信息，这两个“有用信息”我们可以轻松地从标准温度计检定规程和标准温度计检定证书中获得，应该说做两个B类评定也就解决问题了，规范的第三项“示值重复性引入的”分量已在前两项分量中包含，如果再参与合成明显就违背了“既不重复也不遗漏”的原则。前两项合成0.012，第三项0.009，应取最大值为0.012，再取k＝2得U(y)＝0.024。
　　在该条最后一个自然段给出了“修正值”和“示值误差”测量模型，两者仅差一个正负号，修正值的测量模型为：C＝ts＋Δts－t，其中t为被检温度计的“示值”。该测量模型与测量模型y＝ts＋Δts明显多出一个输入量t，必然就会多出一个由t引入的不确定度分量。显然被检温度计的读数能力未检定前信息一无所知，此时迫不得已我们就不得不进行一个A类评定，这就是规范所说的第3项分量uA，实际上应该是u(t)＝0.009，修正值或示值误差的扩展不确定度就应该是三个分量u(ts)、u(Δts)、u(t)的合成再乘以包含因子k＝2，得到U(C)＝0.03℃。
　　综上所述，规范说“被校温度计的示值误差与被校温度计的修正值也具有与（示值）校准值同样的扩展不确定度”是值得商榷的。其中“被校温度计的示值误差与被校温度计的修正值具有同样的扩展不确定”完全正确，但被校温度计的示值与示值误差（或修正值）的测量模型中输入量多寡明显不同，怎么能说扩展不确定度也相同呢？

tigerliu 发表于 2015-12-8 11:39
规版，我就是不太明白仪器示值测得值的测量模型为y=x0这个模型，比如说用标准表检一块压力表，示值误差的 ...

　　y=x0这个模型是最简单的测量模型，其中y是输出量或称被测量值（对于校准活动就是被校准的量值），x0是所用测量设备的显示值（对于校准活动所用测量设备就是计量标准）。例如用千分尺测量工件的直径，用温度计检测恒温室温度，用电流表检测回路的电流，用标准砝码校准被校砝码示值，用量块确定显示器的某个显示值到底是多大，等等，均可以使用这个测量模型来评定测量不确定度。
　　测量模型y=x0用于示值的校准，例如压力表1MPa刻线这个测量点，把被检压力表指针定到1MPa，被校表压力示值就是1MPa。然后读取标准表的读数x0，假设x0＝1.01MPa，这个1.01MPa就是计量标准值。然后我们说被校压力表1MPa这个刻度的示值应该是1.01MPa，这就意味着我们把计量标准的量值1.01MPa赋予了被校压力表的1MPa这个刻度（注：此处千万不要又涉及被检表的示值误差，这里只谈示值校准，不讲示值误差校准）。
　　测量模型y=x0中仅有一个输入量x0，x0仅取决于计量标准的计量特性，与被检表毫无关系，模型中也没有丝毫有关与被检表读数特性的踪影，评定y的不确定度为什么要考虑被检表的示值读数及重复性呢？标准表的读数有多大误差只与标准表自身计量特性有关，它的计量特性怎么会受到被检表的影响呢？评定不确定度时当然不能考虑测量模型输入量中完全不涉及的其它量会不会给测量结果引入不确定度分量的问题。

何必 发表于 2015-12-8 12:03
测量不确定度简称不确定度，所以别人说的误差不确定度其实是误差的测量不确定度。

　　要始终坚持测量不确定度的定义，“测量不确定度”全称“测量结果的测量不确定度”，简称“不确定度”。不确定度一定是属于测量结果的，因为测量结果是一个测量过程的产品，所以说“不确定度也属于测量过程”并不与其定义相悖。
　　说“误差不确定度其实是误差的测量不确定度”，就要看后面的“误差”是否与前面那个“误差”是同一个。
　　前面那个“误差”明显是“输出量”，当误差被当作被测对象实施测量过程时，测量过程就会“生产出”误差的测得值，这个“产品”（误差的测量结果）理所当然就有自己的测量不确定度，因此可以说这个不确定度是“误差不确定度”或“误差的测量不确定度”。
　　但如果后面的“误差”不是指“输出量”，而是指“输入量”，则误差是不确定度的“因”。这个“误差”将给输出量（测得值）引入一个不确定度分量，有一个输入量的误差，就必引入一个不确定度分量，没有“误差”就没有不确定度分量。因此，由于前后两个“误差”偷换了概念，讲的不是一回事，说“误差不确定度”其实是“误差的不确定度”便有失偏颇。

规矩湾锦苑 发表于 2015-12-8 12:55
　　y=x0这个模型是最简单的测量模型，其中y是输出量或称被测量值（对于校准活动就是被校准的量值），x0 ...

“（注：此处千万不要又涉及被检表的示值误差，这里只谈示值校准，不讲示值误差校准）”，这里我不是要提被检表示值误差，而是影响不确定度的示值重复性及分度值读数能力，即便是y=x0这个模型，当你用同样的方法测10次，把被检压力表指针定到1MPa，能保证标准表的读数x0每次都是1.01MPa？这里不仅要受到标准表读数及精度的影响，而且必然也要受到被检压力表示值重复性及分度值读数能力的影响，您说不是吗？

tigerliu 发表于 2015-12-8 15:26
“（注：此处千万不要又涉及被检表的示值误差，这里只谈示值校准，不讲示值误差校准）”，这里我不是要提 ...

　　你的这个担心没有必要，为什么呢，因为y=x0这个模型输入量完全不涉及被检表的示值重复性及分度值读数能力，被检表一丝一毫的计量特性都不涉及，测量模型中不存在的输入量，为什么要考虑它会给输出量引入不确定度分量呢？
　　把被检压力表指针定到1MPa，能不能保证标准表的读数x0每次都是1.01MPa，这个误差引入的不确定度分量倒是可以考虑，因为这是输入量x0的误差之一。但我们在分析输入量x0引入的不确定度分量时，首要考虑了标准表检定规程规定的其示值允差引入的不确定度，你觉得标准表的分辨力误差会大于标准表的示值允差吗？两者取其一，为了测量工程的安全必须取其大，因此也就很容易决策不必重复性实验分析标准表读数重复性或分辨力引入的不确定度分量了。

规矩湾锦苑 发表于 2015-12-8 16:14
　　你的这个担心没有必要，为什么呢，因为y=x0这个模型输入量完全不涉及被检表的示值重复性及分度值读数 ...

“因为y=x0这个模型输入量完全不涉及被检表的示值重复性及分度值读数能力”，正因为模型中不涉及，但却确确实实被这个分量影响了。用同样的方法测10次，把被检压力表指针定到1MPa，能保证标准表的读数x0每次都是1.01MPa吗？我这里强调的是最后的不确定度不仅要受到标准表读数及精度的影响，而且必然也要受到被检压力表示值重复性及分度值读数能力的影响，假设标准表的误差、分辨力和重复性影响都为零，示值也不可能不存在重复性，为什么呢？因为有被检表的重复性存在，当每次把被检表的指针定到1MPa，这里面实际的压力本身就因为被检表的变动而在变化

何必 发表于 2015-12-8 12:03
测量不确定度简称不确定度，所以别人说的误差不确定度其实是误差的测量不确定度。

我们讨论的“不确定度”就是“测量不确定度”，离开测量来讨论“不确定度”没有实际用途，现在有一些人（像njlyx）非要把测量不确定度分成“测量操作”的不确定和“被测对象”的不确定，可以在学术上有些作用，但个人不推荐这样。请看JJF1001中所有简称，如标准不确定度、定义的不确定度、目标不确定度等，下面都有说全称加上“测量”二字。

自

规矩湾锦苑 发表于 2015-12-8 16:14
　　你的这个担心没有必要，为什么呢，因为y=x0这个模型输入量完全不涉及被检表的示值重复性及分度值读数 ...

你这观点错了。Y＝X0模型，也是至少包括测量重复性和标准测量仪器误差两个不确度分量的。简单说，Y＝X0数学模型严格来说是“Y＝数值或显示X0+修正值”，修正值你可以考虑成零，但它是有不确定度的；数值或显示的X0只有重复性，仅仅是一个或一组数字而已，没有什么误差或其它，仅仅可能有重复性，这个重复性有可能是仪器本身的，更多的可能是被测对象的。

tigerliu 发表于 2015-12-8 17:45
“因为y=x0这个模型输入量完全不涉及被检表的示值重复性及分度值读数能力”，正因为模型中不涉及，但却确 ...

　　你分析的是被检仪器示值的不确定度，不是示值误差的不确定度。被检仪器的示值由计量标准的值赋予，因此只与被检表的示值有关，而与被检表的读数无关。被检表的读数自身是被测对象，被测参数自己不能给自己的测得值引入不确定度。也许你会问那为什么示值误差检定，被检表的读数会给被检表的示值误差测得值引入不确定度分量呢？这是因为被测参数是示值误差，而被检仪器读数的特性反而是输入量而并非被测参数，示值误差是被检仪器的读数减去标准表给出的量值，被检表读数也就成为了输入量之一，也就必然给输出量的测得值引入一个不确定度分量。示值的检定/校准输入量里没有被检仪器的读数，因此被检仪器读数就不能给“示值”的测得值引入不确定度分量。
　　还可以这么想，现在要给被检仪器的示值（1MPa刻线）赋值，用高倍放大镜设法提高对线准确度，保持被检表1MPa示值基本不变，多次输入标准表读数，即多次重复测量（重复赋值），测量结果将发生变动，这个变动就是标准表的重复性引起的，属于x0的一部分，但绝不是被检表的重复性引起的。如果被检表的读数发生改变，我们就应认为检了1MPa以外的另一个示值，而不是在检1MPa的示值。因此我还是要提醒千万不要嘴里在说示值检定，心里却在想示值“误差”的检定，不要让示值误差的任何思维进入我们的大脑。

thearchyhigh 发表于 2015-12-8 18:00
我们讨论的“不确定度”就是“测量不确定度”，离开测量来讨论“不确定度”没有实际用途，现在有一些人（ ...

现行的“测量不确定度”包含“测量操作”的不确定和“被测对象”的不确定，这应该不是本人的“非要”！ 本人“非要”的只是以为：【“被测对象”的不确定】不应该包含在“测量不确定度”名下，因为它与“测量”无关！ 包含【“测量技术”不完善所引起的不确定】和【“量值对象”自身随机变化所引起的不确定】这两方面因素的“不确定度”，宜称“量值不确定度”，或直接就叫“不确定度”； 只有【“测量技术”不完善所引起的不确定】才是名副其实的“测量不确定度”，它与大家熟悉的“测量误差”有关。

别人的观点您可以“据理”任意鞭挞，但最好不要曲解。

thearchyhigh 发表于 2015-12-8 18:33
你这观点错了。Y＝X0模型，也是至少包括测量重复性和标准测量仪器误差两个不确度分量的。简单说，Y＝X0数 ...

　　我前面说过输入量的误差是产生输出量不确定度的“因”，一个输入量的误差就产生一个不确定度分量，没有输入量或具体点说没有输出量的误差就没有不确定度分量。
　　测量模型Y＝X0只有一个输入量x0，输出量y的不确定度只来自于与计量标准值x0有关的误差。需指出的是如果使用了修正值还应该将修正值的误差或不确定度也算上，不过修正值可以认为是另一个输入量，测量模型可改写为有两个输入量的测量模型Y＝x0＋a（a为计量标准值的修正值），这个测量模型已经与讨论中的测量模型Y＝x0完全不同，暂且放弃不讨论它的不确定度评定，只讨论Y＝x0的不确定度评定。
　　计量标准值x0的误差主要来自于计量标准的示值误差最大允许值Δ，当然计量标准读数的不重复误差也可以算来源之一，计量标准重复性和示值允差都属于x0的影响量。查一下检定规程便知，除了硬度块以外，计量标准值的重复性都不会大于示值最大允差，而我们也完全掌握（查到），有关计量标准值x0最大允差的“有用信息”，如此典型的情况，还用得着分析重复性吗？还用得着A类评定吗？请慎重考虑。

都成 发表于 2015-12-7 20:39
同意史老的观点。
也给您纠正一句，“误差范围包括系统误差与随机误差”，确切地说应该是：误差范围包括 ...

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                                    “校准”探讨提纲
                                                    ——答都成先生
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                                                                                                        史锦顺
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       我的那个“校准的不确定度是确定系统误差时的误差范围”的观点和那条“校准应该给出两个指标”的建议，是经过深思熟虑的。既然你不赞成，我一时也不能说服你，那就先放一放吧。
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       关于“校准”，我有一些话，觉得还不够成熟。得深入研究一番，再写成文章公布。既然你问我，我就大致表述如下。
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       1 要研究，要考察
       我国历史上习惯于搞“检定”。国际上既然是“校准”，在改革开放、外企甚多的大背景下，校准在我国必将形成潮流。许多问题应该认真研究，包括必要的国外考察（我的女儿女婿正在帮我做这件事）。其实，在网上查些资料，看看人家规定的作法以及开出的校准证书，也是有效的考察。
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       2 校准不确定度的本质，是确定系统误差时的误差范围
       校准时的示值（固定标准时的被检仪器的示值；或固定仪器被校点时的标准器的示值）必须是多次测量的平均值。这样取得的示值（平均值）减标准的标称值，才是校准得到的系统误差值的视在值，可称“视在系统误差值”记为 β(视)。标准的标称值为B，标准的真值为Z。有：
                   β(视) = X(平) – B                                                      （1）
       而系统误差的真值为            
                   β(真) = EX - Z                                                           （2）
       二者的差值，就是确定系统误差时的误差
                   Δ(校) =β(视) -β(真)
                           = [X(平) – B] – [EX – Z]
                           = [X(平) -EX] + [Z-B]                                        （3）
       确定系统误差时的误差范围是：
                    R(校) = 3σ(平)等 ∪ R(标)                                         （4）
       其中∪是并集符号，这里表示两项合成。一项随机误差与一项误差范围（主要是系统误差）合成，该取“方和根”。“等”字表示还有分辨力等。
       按不确定度评定，（4）为：
                     U95 = 2σ(平)等 ∪ R(标)                                          （5）
       比较（4）（5）式可知，校准中评定的不确定度（5），就是系统误差确定时的误差范围R(校)（包含概率有差，而物理意义相同）。
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       3 确定系统误差，必须用示值的平均值
       测量仪器的误差，有系统误差与随机误差。每个示值，都含有这两类误差。因此，校准时，必须取仪器示值的平均值。取仪器的单个测得值，所确定的系统误差的视在误差为
                    β(视) = X – B                                                             （6）
       确定系统误差时的误差范围是
                    R(校) = 3σ等 ∪ R(标)                                                 （7）
       其中的3σ比3σ(平)大得多。因此必须取示值平均值。（实物性单值量具，不必考虑这些。）
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       4 检定与校准的误差范围（待定区半宽）是什么
       国家计量规范《JJF1094-2002 仪器特性评定》规定的合格性判别式为：
                    |Δ| ≤ MPEV – U95                                                        （8）
       中国合格评定国家认可委员会《CNAS-GL27声明检测或校准结果及与规范符合性的指南》规定的合格性（符合性）的待定区半宽是不确定度U95。
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       以上两大重要文件都规定，不确定度U95是合格性判别的基本构成项。其实都是不对的。合格性的判别公式应为：
                   |Δ|max ≤ MPEV – R(标)                                                  （9）
       R(标)是计量（检定与校准）所用标准的误差范围。（9）式是不确定度理论出世前的公认公式。
       不确定度U95，包括R(标)，是对的；但又包括了被检（被校）仪器的重复性与分辨力等随机误差，是错误的。
       合格性评定的公式错误，影响广泛，必须大声疾呼，认真处理。
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       5 校准的使命
       中国本来习惯于“检定”。其基本点很简单，就是公证测量仪器的“合格性”。合格性管理是计量体系的有效措施。
       当前，检定虽然仍是主流，但校准发展很快。“校准”必须兼顾“检定”的功能。“校准”应该起到合格性公证的作用。合格性管理是简单、明确而有效的。奇怪的是：中国合格评定国家认可委员会文件《CNAS-GL27声明检测或校准结果及与规范符合性的指南》竟然规定“校准可以不判别合格性”，这就不符合自己“国家合格性评定”的名称和身份了。管理合格性评定的组织，公然不管“合格性”，岂非咄咄怪事！
       马凤鸣《时间频率计量》有例子，校准时要：或者给出修正值的不确定度，或者给出被检仪器示值的不确定度。我认为，一搞“或者”，就易于混淆；所以我建议两个校准结果同时给出，小的不确定度标明是“修正值的不确定度”，就是确定系统误差的误差范围，用于修正；而大的不确定度，是被检仪器的不确定度，就是不修正时的仪器的误差范围，用于判别合格性。
       对校准机构来说，判别合格性乃是举手之劳。当然有一定责任。怕负责任，你就别干。这是绝大多数用户的需要，是计量体系宗旨的要求，不干不行。
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       6 修正后，测量仪器修正点的测量误差
       A 通常认为：测量仪器的系统误差被修正掉了，仪器的误差范围就是确定系统误差时的误差。也就是：修正点的测量仪器的不确定度等于校准的不确定度。
       B 史锦顺认为：修正后，测量仪器修正点的测量误差等于“确定系统误差时的误差”（包括标准的误差范围、被校仪器的3σ(平)及分辨力等随机误差，都已转化为测量仪器的新的系统误差），加上“测量仪器原有的随机误差范围3σ以及分辨力等随机误差项”。
       如是，该不该修正，就有了新的比较标准。当然，不包括不存在随机误差的单值、常值的量具。
       此点的表达，还在考虑中。
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　　关于不确定度属于谁，njlyx老师68楼进行了解释，但我觉得似乎仍未切中要害。
　　我们应正确理解“现行的‘测量不确定度’包含‘测量操作’的不确定度和‘被测对象’的不确定度”。
　　不确定度定义规定了不确定度属于“测量结果”，因此，现行的测量不确定度包含“被测对象”的不确定度，应该理解成不确定度属于被测参数的测量结果，被测参数（被测对象）的每一个测量结果都有自己的测量不确定度，这是完全符合不确定度定义的。
　　测量结果是测量过程的“产品”，因此测量结果的不确定度来自测量过程，来自构成测量过程的诸要素，本质上测量结果的不确定度就是测量过程的不确定度。“测量过程”可以可作为一个“测量方案”（测量过程设计时用）或一个“测量操作”（测量过程实施时用），因此说测量不确定度包含“测量操作”的不确定度并不为过。
　　如上所说，测量过程设计时的“测量方案”，测量过程实施时的“测量操作”，测量过程实施后的产品“测量结果”也就都存在着“不确定度”，且它们都有“测量”一词作定语，因此把简称的“不确定度”恢复全称，也加上定语“测量”一词，叫“测量不确定度”也就完全顺理成章。

thearchyhigh 发表于 2015-12-8 18:00
我们讨论的“不确定度”就是“测量不确定度”，离开测量来讨论“不确定度”没有实际用途，现在有一些人（ ...

说实在话，我之前也没有细分这两者差别的思想！看到论坛上njlyx老师这样表述过，在与我们单位的一位计量“前辈”讨论的时候他也提醒我要注意这两者的差别，后续也看到一些文章也有类似的表述，所以现在脑子里就有区分这两者的想法。但现实不确定度评定好像也没办法去区分这两者或者说没去区分这两者。

规矩湾锦苑 发表于 2015-12-8 21:06
　　关于不确定度属于谁，njlyx老师68楼进行了解释，但我觉得似乎仍未切中要害。
　　我们应正确理解“现行 ...

假定某中学第X班男女同学高矮参差共计45人，用某种测高仪（性能指标请您适当设定）测得全班的平均身高为：h0=170.05cm；身高测得值的标准偏差（贝塞尔公式估计值）为sh=10.15cm ——

请您报告一下“X班同学身高”的“测量结果”？  我想看看：在此情形下，称为“测量不确定度”的东西会取什么值？？

njlyx 发表于 2015-12-8 21:28
假定某中学第X班男女同学高矮参差共计45人，用某种测高仪（性能指标请您适当设定）测得全班的平均身高为 ...

　　您的案例被测对象是45个人的平均身高，测得值（测量结果）为h0=170.05cm，按直接测量法可写出测量模型：h(均)＝(h1+h2+……+h45)/45。但您没有给出h0的测量不确定度，也未给出此测量过程的相关有用信息，特别是所用测量设备的允差方面的信息，只给出了身高测得值的标准偏差（贝塞尔公式估计值）为sh=10.15cm，也没有说明sh获得的详细过程。
　　不确定度评定的前提条件是掌握输入量计量特性（即误差或不确定度）的“有用信息”，使用有用信息对输出量的不确定度加以评估（估计）。您的案例已知条件（有用信息）太少，所以不确定度评定无法进行。如要评估输出量h(均)的测得值h0的扩展不确定度，还请您把有用信息（即已知条件）给够。

“测量结果”只是一个通用的术语，当然谁测谁都行，校准证书的测量结果叫做“校准结果”，那么就是包含一种逻辑，谁校准谁是有固定逻辑关系的，和一般的测量不能简单的划等号