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[数据] 也谈示值误差定义存在的问题

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崔伟群 发表于 2015-12-4 18:25:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 崔伟群 于 2015-12-4 18:27 编辑

写报告写烦了,换换脑筋,我也发个言,不对的请海涵

1)JJF1001-2011中
      示值误差定义为:“测量仪器示值与对应输入量的参考量值之差。”
       参考量值定义为:“用作与同类量的值进行比较的基础的量值。”注1中说参考量值是被测量真值或约定真值。
      这一定义个人感觉用参考量值代替真值不是很适当。原因如下:
疑惑一:
     1)目前的不确定度评定(采用标准中的评定方法)
         示值误差=示值-参考量值
         a.使用A类不确定评定方法评定示值误差的不确定度获得示值的不确定度Ua
         b.使用B类不确定度评定方法评定给出参考量值的Ub
         c.然后使用均方根合成uc

        疑惑:为什么不使用B类不确定度评定方法获得示值的不确定度Ub呢?

     2)利用欧姆公式测量电阻的不确定度评定(采用标准中的一种评定方法)
          R=U/I
         a.使用A类不确定评定方法评定电压U的不确定度Ua1
         b.使用A类 不确定评定方法评定电流I的不确定度Ua2     
          (注:或者直接使用A类不确定度方法评定R的不确定度Ua3,而不分别进行a、b的工作)
         c.使用B类不确定评定方法评定电压U的不确定度Ub1
         d. 使用B类 不确定评定方法评定电流I的不确定度Ub2
         c. 然后使用均方根合成uc   
      
         疑惑:为什么使用B类不确定度评定方法将两个输入量都评定了呢?

      现有不确定度理论只有通过振振有词的分析给出不一致的原因。

  
疑惑二:
      
若已知砝码的真值1kg,示值1.001kg、1.002kg、1.003kg......
       根据定义,示值误差显然为:0.001kg、0.002kg、0.003kg....      
请问单次测量还有不确定度吗?
      
显然单次测量只有误差,没有不确定度;这几次测量的均值也只有误差没有不确定度。

       若给定砝码的参考量值1kg,示值1.001kg、1.002kg、1.003kg......
       根据定义,示值误差显然为:0.001kg、0.002kg、0.003kg....
       请问单次测量还有不确定度吗?
       如果非说有,显然是针对真值而言的,而不是
参考量值。既然如此,何必将示值误差定义为“测量仪器示值与对应输入量的参考量值之差。 ”
       直接定义为
“测量仪器示值与对应输入量的真量值之差。”不更好吗。
  
     
史锦顺 发表于 2015-12-5 11:09:42 | 显示全部楼层

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                                 误差定义优劣辩                     
                                        ——回复崔伟群先生1
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                                                                                                史锦顺
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       崔伟群先生的主帖,用实例质疑关于误差的新定义。问题抓得好。这个问题,牵涉误差理论,也涉及不确定度理论,值得认真研究、认真讨论。
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       关于误差的定义,历来是“测得值减真值”,这是很准确的、很科学的。而《JJF1001-2011》盲从于《VIM3》,把误差定义更改为:“测得值减参考值”,这是错误的。本文通过对误差的原定义与新定义的比较,说明新定义的弊病。
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       1 新定义破坏误差量的唯一性
       真值就是实际值、客观值,它是唯一的。真值唯一,误差则唯一。用真值定义误差,测量计量的三大场合:研制、计量、测量,才有关于误差的统一一致的说法与作法。
       改定义后,确定误差的比较标准就不唯一了,参考值多种多样,误差的概念与误差量的大小,就失去了确定性,就乱套了。“准确一致”是计量的根本宗旨、基本原则,误差定义的改变,违背“一致性”原则,是严重的错误。
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       2 新定义不符合实际需要
       测量者,知道测量误差的目的是知道测得值同被测量实际值(真值)的差距。按误差的原定义,“误差等于测得值减真值”,测量者根据测量目的的要求,按误差范围选用测量仪器。测量中,在得到测得值的同时,也知道了测量的误差范围(用测量仪器的误差范围指标值当作测量的误差范围,是冗余代换),这就知道了被测量的实际值(真值),以高概率(99%)包含在以测得值为中心的以误差范围为半宽的区间中。知道了测得值,又知道包含真值的区间;而选用仪器时已知此区间足够小,满足使用要求;这样,测量者就达到了“认识真值、确定真值”的目的。
      相反,定义误差为测得值减参考值,那测量就不能直接告诉测量者关于真值的信息,而要通过“参考值”进行一番曲折的求索,太绕弯了。因此改变后的定义,不适合应用者的需求。问的是被测量的真值区间,你回答参考值的区间,答非所问。
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      3 新定义没法用来设计仪器
      误差分析是仪器设计的基础。
      误差原定义以真值为标准,直接联系于物理公式。用物理公式与计值公式可以建立测量方程。基于测量方程,可方便的得到以真值为标准的误差。
      误差的新定义以参考值为标准,参考值五花八门,没法建立测量方程,更没法求得以参考值为标准的误差。
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      4 新定义没法用来推导计量的误差
      原定义可以用来分析计量的误差。计量中测得的被检仪器的示值误差,等于测得值减标准的标称值,这是“视在误差”,而测得值减真值才是仪器的“真误差”(以真值为标准)。求“视在误差”与“真误差”之差,就得计量的误差。
      更改后的定义,没法用来分析计量误差。测得值减标准的标称值,就是测得值减参考值,就定义为误差,就是直接规定计量的误差为零。这就把对计量误差认识之路给堵死了。
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      5 新定义否定量值传递体系
      误差的原定义,以真值为标准,可以逐级分析量值传递的误差,体现出建立量值传递体系的必要。
      误差的新定义,以“参考值”为标准,有个“参考值”就已经得到误差的确定值,也就没有必要溯源了。因此,误差新定义是对整个计量体系的否定。
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      结论:误差的原定义“测得值减真值”是正确的;误差的新定义“测得值减参考值”是错误的。
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moonkai 发表于 2015-12-7 09:12:30 | 显示全部楼层
本帖最后由 moonkai 于 2015-12-7 09:15 编辑

你真值得不到,什么都是空谈。我们基层计量人员,计算示值误差还是要靠这个定义的,否则无法计算了。我们也知道真值好,但是上级单位开给我们的标准器检定证书上的是真值吗?其实就是量值的参考值
285166790 发表于 2015-12-7 10:53:03 | 显示全部楼层
为什么谈示值误差要跟不确定度联系到一起讨论呢?不确定度并不只是针对示值误差的指标,任何测量数据都可以有它的不确定度,所以还是把这些概念分开讨论比较好。
规矩湾锦苑 发表于 2015-12-7 12:09:37 | 显示全部楼层
  示值误差的定义“测量仪器示值与对应输入量的参考量值之差”完全正确,根据定义写出的测量模型:示值误差Δ=示值L-参考量值Ls,也没问题,其中“参考量值”是被检仪器显示值的“真值”,无法确定真值时用“约定真值”代替,这合情合理。
  不确定度评定必须根据测量模型,任何偏离测量模型的随意评估都是错误的。输出量的不确定度来源于输入量的误差,有一个输入量就给输出量引入一个不确定度分量,没有的输入量不可能给输出量多引入一个不确定度分量。因此,测量模型中有几个输入量就有几个标准不确定度分量,不能多也不能少。
  疑惑一:Δ=L-Ls为什么不使用B类不确定度评定方法获得示值的不确定度Ub?R=U/I为什么使用B类不确定度评定方法将两个输入量都评定?
  不确定度评定是一种估计,估计方法有两种,可用B类方法,也可用A类方法,但无论效益和效率B类方法都优于A类方法。当掌握了某个输入量所有有用信息时应优先用B类方法。当某个输入量的有用信息不知或不足时,不得不花钱、花时间、花精力而为之用A类方法。
  输入量参考量值由计量标准给出,计量标准的有用信息均可查到,因此输入量参考量值给输出量示值误差引入的不确定度分量用一个B类方法评定足以解决问题。被检仪器的计量特性是被检对象而尚未得到,即被检仪器显示值这个输入量的信息未知或未全知,该输入量给输出量示值误差引入的不确定度分量就不能用B类方法估计,而不得不花钱、花时间、花精力使用一个A类方法得到。绝大多数示值误差检定结果评定不确定度时,有的输入量的信息完全掌握,有的输入量的信息并不掌握,所以需同时使用A类和B类两种评定方法。
  如果示值误差测量模型写为:Δ=L-Ls,不确定度分量应该写为U(L)和U(Ls),分别表示输入量L和Ls引入的不确定度分量,不建议写为Ua和Ub,以避免误解为A类不确定度和B类不确定度。不确定度就是不确定度,无类别可分,只能说它来自哪个输入量。
  电阻测量的测量模型 R=U/I,输出量为R,输入量有U和I 两个。输出量R的不确定度必由U和I 引入,即必有且仅有U(U)和U(I)两个分量。电压U和电流I分别由电压表和电流表测得。电压表和电流表的计量特性有用信息完全可从证书和检定规程中查得和掌握,这两个输入量给输出量R引入的不确定度分量各自使用一个B类方法进行估计也就足矣。如果再搞什么A类评定不仅浪费金钱、浪费时间、浪费精力,而且也是画蛇添足,违背了不确定度分量的评估“既不能遗漏也不能重复”的原则。
  疑惑二:若已知砝码的真值1kg,示值1.001kg、1.002kg、1.003kg......,示值误差分别为:0.001kg、0.002kg、0.003kg....,单次测量还有不确定度吗?
  不确定度属于测量结果或测量过程,用来量化评判其可信性。根据“测量结果”的定义,此处测量结果实际应称为测得值,测得值及其不确定度合起来才能称为测量结果。每一个测量结果必有自己的测量不确定度,哪怕是参考量值和约定真值也都不例外,不确定度永不为零。但,检测报告给出的测得值有单次测量的,也有经多次测量用算术平均值作为测得值给出的。用单次测量的测得值和以算术平均值作为测量结果,后者比前者更值得采信,因此不确定度也优于前者。如果已知单次测量测得值的不确定度为U,那么n次测量的平均值的不确定度就是U/√n。如果已知n次测量测得值的平均值的不确定度为U,那么单次测量的测得值不确定度就是U·√n。
  仪器示值误差的测量结果可用计量标准的值与被检仪器显示值做一次比对,获得示值误差的测得值0.001kg或0.002kg、0.003kg、……,因为检定方法完全相同,使用了同一个计量标准,因此无论示值误差是0.001kg还是0.002kg,或者0.003kg,……,不确定度评定使用的有用信息均来自于输入量M和Ms的信息,测量方法的信息完全相同,不确定度分量也就相等。设输出量(示值误差单次测得值)Δ的扩展不确定度U,如果使用同样的方法多次(n次)测量示值误差,取平均值作为检定结果,则其不确定度为U/√n。
thearchyhigh 发表于 2015-12-8 08:56:57 | 显示全部楼层
本帖最后由 thearchyhigh 于 2015-12-8 09:13 编辑

先回顾不确定度评定过程第一步:分析测量不确定度来源
1、对被测量的定义不完整或不完善;
2、复现被测量定义的方法不理想 ;
3、测量所取样本的代表性不够 ;
4、对测量过程受环境影响的认识不周全,或对环境条件的测量与控制不完善 ;
5、对模拟式仪器的读数存在人为偏差 ;
6、仪器计量性能上的局限性(最大允许误差、灵敏度、分辨力、稳定性、死区等) ;

7、赋予测量标准和标准物质的标准值的不准确 ;
8、引用常数或其它参量的不准确 ;
9、与测量原理、测量方法和测量程序有关的的近似性或假定性;
10、在相同的测量条件下,被测量重复观测值的随机变化 ;
11、对一定系统误差的修正不完善 ;
12、测量列中的粗大误差因不明显而未剔除 ;
13、按照约定进行的数据修约。
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疑惑一:为什么不使用B类不确定度评定方法获得示值的不确定度Ub呢?,示例中分析来源为重复性和标准准确度,重复性主要是在“示值”中,标准准确度在“参考量值”中。显然,你说的“示值的不确定度Ub”是重复性引入,根据定义需要重复性测量通过A类方法进行评估。当然也可以用B类,假定测量条件基本一样的条件,你以前有进行过10次重复性测量,得到了标准差即单次测量的标准不确定度,以后进行单次测量时,你就可以直接使用,即B类方法,同时也解答你的“疑惑二:请问单次测量还有不确定度吗?”,回答是:有,重复性是存在的,你只测量一次不变,但不能说多次就不会随机变化,具体方法同上,即采用“预评估重复性”的方法,见下图JJF1059.1原文。

预评估重复性

预评估重复性

疑惑一:为什么使用B类不确定度评定方法将两个输入量都评定了呢?,分析来源就有电压、电流重复性,电压、电流准确度。重复性主要由被测对象引入,在本例中,由于被测量对象没有人为可查的表现,重复性还是表现在参考示值上。数学模型可以说是给各来源提供“灵敏度”而已。疑惑一:现有不确定度理论只有通过振振有词的分析给出不一致的原因。”,不分析靠什么,数学模型?一定要这样一板一眼的,也可以:假定,电阻1欧的标称电流为1A那标称电压为1V,数学模型就可以改成,示值误差=U/I-U参/I参,这样4个来源都一一对应了。
史锦顺 发表于 2015-12-13 07:54:05 | 显示全部楼层
本帖最后由 史锦顺 于 2015-12-13 08:32 编辑

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                            模型与计量的误差
                                        ——回复崔伟群先生(2)
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                                                                                                 史锦顺
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       关于误差定义的问题,我在《误差定义优劣辩——回复崔伟群先生(1)》中已经表达了我的观点:原误差定义是科学的、是正确的;新定义是画蛇添足,是错误的。
       崔先生以“疑问”的形式提出另一些问题,本文分析“模型”与计量误差。
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【崔文疑惑一】
        1)目前的不确定度评定(采用标准中的评定方法)
                  示值误差=示值-参考量值
         a.使用A类不确定评定方法评定示值误差的不确定度获得示值的不确定度Ua
         b.使用B类不确定度评定方法评定给出参考量值的Ub
         c.然后使用均方根合成uc
        疑惑:为什么不使用B类不确定度评定方法获得示值的不确定度Ub呢?
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【史评】
       1 模型的本来意义
       不确定度评定,要有个模型。本网规矩湾先生把“模型”奉为至宝,其实,设“模型”乃是不确定度评定的一大败笔,正是其许多原则性错误的起因。
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       物理学研究中,确有模型的概念。模型是什么呢?模型是对客观存在的一种简化或设想。
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       A 简化
       例如计算地球与太阳间的万有引力,推导地球的绕日运行轨道,可设太阳为静止点,而地球为一运动点。这就是地日运行的“点模型”。
       地球体积很大,太阳体积更大,但因为地日距离遥远,用“点模型”计算是可以的。严格的计算是地球太阳上各取一点;地球上的点在地球体积内三重积分,而太阳的点在太阳体内三重积分。积分计算很繁;用“点模型”则简单容易。模型化是必要的。
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       B 假设
       模型在理论探索中是一种假设。例如20世纪初叶的量子物理,关于原子的内部结构,有西瓜模型,有星空模型。西瓜模型,原子内的粒子填充紧密,而星空模型的粒子实体稀疏,很空旷。卢瑟福做粒子的α散射实验,α粒子散射概率极小,说明原子核在原子的空间中很小很小,因此,原子的内部结构不像西瓜,而像太阳系那样空旷。
       后来,量子物理学大发展,已经能测量原子、原子核、各种基本粒子的尺寸,人们也就没有必要搞模型了。已知物理机构,按实际情况处理,比模型科学准确。
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       2 要靠实际,靠物理机制,靠物理概念
       测量计量的实际量摆在那儿,取差也很明确;是求量值,还是求误差范围,还是求系统误差以便修正,干什么就根据实际计算好了,误差理论几百年来都是这样干的。方便而不容易出错。
       计量的目的是确定测量仪器的误差。测得值减标准的标称值,就是误差的视在值,就是测得值。标准如果没有误差(可忽略),则误差的测得值(视在值)就是真误差(以真值为参考)值。显然,测量误差时的误差是什么呢?就是“视在误差”减“真误差”。明白这个物理本质,写出确定误差时的误差,就是所用标准的误差。从实际物理概念出发,再仔细推导如下。
                   Δ(计) =Δ(视) - Δ(真)
                            = (M – B) – (M-Z)
                            = Z-B
                            =Δ(标)                                                               (1)
       对误差元式(1),取绝对值的最大值,即得误差范围:
                   R(计) = R(标)                                                               (2)
       就是说,计量(确定误差)的误差范围就是所用计量标准的误差范围。多么清爽、简单、明快!
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       3 不确定度论的模型是败笔
       不确定度论问世以来,提倡搞“模型”,这是有明摆着的事实不看,而另想一套。偏偏模型又出问题,乃至错误层出不穷。
       不确定度论一搞模型,就坏了。
       模型为:
                     Δ = M- B                                                                       (3)
       公式(3)就是崔先生所列出的用文字表达的公式。这是一阶差分。是对的;但往下,就错了。对模型(3)进行微分,左侧的微分等于右侧的微分。Δ 的改变量,等于测得值M的改变量与标称值B的改变量之和。这就出错了。物理意义不对。要求的是求“参考值不是真值”而引入的误差,而求的是改变量之差,跑题了。微分关系是改变量之间的关系;而我们要求的是标准不是真正的真值而形成的差别。微分没错,但用的不是地方。微分起不到求计量误差的作用。二者物理意义不同;这里不能用微分。要用也可以,必须视M为常值,但除njlyx先生以外,恐怕难被人理解。
       对模型(3)的微分,或基于模型(3)分析Δ的误差因素,错了。错误在于:把被测量的变化,如重复性、分辨力等计入U95,而由U95构成合格性判别式的一部分,或者说由U95构成合格性判别的待定区的半宽,就全错了。而按误差理论,U95换成R(标),就对了。
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       4 回答崔伟群的问题
       回到崔伟群的问题。
       崔文所列公式就是计量的不确定度评定模型。当今的计量评定,都是按照这个模型进行的,故本文讲了一大段对“模型”的质疑。
       A类评定Ua合成到Uc中,对确定合格性判别式的计量误差项,是错误的。多计了、重计了。但对确定系统误差的误差(修正值的误差),是对的。
       至于为什么不用B类评定来评定示值的不确定度Ub,那是因为这不是测量场合,而是有计量标准的计量场合,计量就是确定Ub,怎么还能抄别人给出的Ub? (B类评定就是抄别人给出的值,此处不必抄了。)
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       如果问,现行的校准中的不确定度评定,到底其物理意义是什么呢?
       老史回答:现行校准不确定度的本质,是确定系统误差时的误差范围。
       校准要确定被校仪器的系统误差值,以确定被检仪器的修正值。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                                                           (4)
       而系统误差的真值为            
                   β(真) = EX - Z                                                                 (5)
       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]                                              (6)
       确定系统误差时的误差范围是(注意6与7二式左右侧各项的对应):
                   R(校) = 3σ(平)等 ∪ R(标)                                                 (7)
       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(标准的误差范围,主要是标准的系统误差)合成,该取“方和根”。“等”字表示还有分辨力等。
       按不确定度评定,(7)为:
                   U95 = 2σ(平)等 ∪ R(标)                                                   (8)
       比较(7)(8)式可知,校准中评定的不确定度(8),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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       按崔先生所列方法评定的不确定度U95,是确定系统误差时的不确定度,可用于判断该不该修正,可用于确定被检仪器修正后的测量误差(还要加上3σ),但不能用于判断合格性。《JJF1094-2002》合格性判别式中的计量中评定的U95,应为标准的误差范围R(标)(或称标准的不确定度,即标准的U95)。CNAS合格性判别的待定区半宽也应该是R(标),而不是计量的U95.

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njlyx 发表于 2015-12-13 11:37:42 | 显示全部楼层
本帖最后由 njlyx 于 2015-12-13 11:39 编辑
史锦顺 发表于 2015-12-13 07:54
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                             模型与计量的误差
                                        ——回复崔伟 ...


史先生所抨击的【一些“不确定度”做法】,与【传统的“测量者"思维】时而纠结的可能“根源”:前者关注“分散性”、后者则是求“真”,应该是用了不同的“模型”,“模型”本身应该无罪。

“模型”【 Δ = M - B    (3) 】中,“M ”是被校仪器在“校准”时的“示值”,“B ”是“校准”所用“标准器”的“示值”,两者在每个“校准”点(位)都是明确可得的{也就是“确定的”},由此可明确的得到被校仪器的“测量误差”(“示值误差”?)在每个“校准”点(位)的测得值“Δ”——
若基于【传统的“测量者"思维】,此“模型”仅仅就是个应用要求的“数学关系式”,无关“测量者"担当的“测量工作质量”。得到了所有“校准”点(位)的“Δ”序列值,则“Δ”的“平均值”、“标准偏差”、“最大值”、“最小值”、...、等应用要求的“指标值”随即易得,根本没有什么烦神伤脑的事!
但【一些“不确定度”做法】则以为:其中“Δ”的“分散性”{大致对应其“标准偏差”}是由“M ”及“ B ”的“分散性”所“决定的”——这显然是“不错”的,应该由“M ”及“ B ”的“分散性”合成获得“Δ”的“分散性”。

【传统思维的“测量者"】认为上述的【一些“不确定度”做法】要么是“脱了裤子放屁”、要么是“超越了‘测量者’的职责范畴”——如果是在所有“校准”点(位)的范围内关心“Δ”的“分散性”,直接对所有“校准”点(位)的“Δ”序列值进行“统计”即可;如果是超出所有“校准”点(位)的范围内关心“Δ”的“分散性”,那是难为“测量者"的不当要求!

【传统的“测量者"思维】以为“有意义”的“‘校准’模型”是: Δ(真) = [ M - B  ] +   Δ(校)   (3*)
               其中    Δ(真)=  M-Z .......是校准“测量者”不能确定的值;
                          Δ(校)=  B-Z .......也是校准“测量者”不能确定的值;
                          Z 是校准时所用“被测量”的“真值”.......同样是校准“测量者”不能确定的值。
基于(3*),校准“测量者”通过合理抑制“Δ(校)”【主要的“抑制”措施除了选用尽可能“好”的‘标准器’外,可能就是“严格控制‘校准’测量条件,起码应满足校准所用‘标准器’的一般工作条件,若进一步‘从严’,或可进一步挖掘‘标准器’的‘潜能’”; “抑制”的效果可适当“评估”,需要时可适当实验“校核”】来减小“Δ(真)”中“未知的成份”。

补充内容 (2015-12-13 15:23):
另:我理解的“M”为“已知的值”,不是“常值”。
规矩湾锦苑 发表于 2015-12-13 23:02:49 | 显示全部楼层
本帖最后由 规矩湾锦苑 于 2015-12-13 23:12 编辑

  “模型”【 Δ = M - B 】中,“M ”是被校仪器在“校准”时的“示值”,“B ”是“校准”所用“标准器”的“示值”,这就是现实中的计量校准活动的数学表达,人人都能理解。
  当进行误差分析时,输出量Δ的误差将受到输入量M的误差和输入量B的误差的共同影响,必须分别分析M和B的误差,最后确定输出量Δ的误差是多少,关于误差分析恐怕是早已成熟了的一门计量技术了,只要提起,业内人员几乎没有几个感到生疏的。
  当进行不确定度评定时,输出量Δ的不确定度将包含两个分量,输入量M的误差所引入的不确定度分量和输入量B的误差所引入的不确定度分量,必须分别分析两个输入量的误差各自给输出量Δ引入的标准不确定度分量是多少,加以合成,再根据测量工程的安全性需要给出一个安全系数k(即包含因子k),从而确定输出量Δ的扩展不确定度。
  虽然误差分析和不确定度评定使用了同一个测量模型,但因误差和不确定度的定义大相径庭,因此分析或评估的参数(对象)并不相同,分析或评定的目的也不相同。分析或评定的方法也不完全相同,一个是直接分析误差,另一个是通过掌握误差的信息去估计不确定度。分析或评定的结果使用场合也各不相同,一个用来量化评判测量准确性,另一个用来评判测量可信性。
285166790 发表于 2015-12-14 15:58:13 | 显示全部楼层
即使校准工作再完善,理论上的"真值“只能无限接近,实际仍然是不可知的,所以用”参考量值“表述更为确切。
njlyx 发表于 2015-12-14 17:31:27 | 显示全部楼层
本帖最后由 njlyx 于 2015-12-14 17:34 编辑

如果因为“被测量”的“真值”不可得而要在“测量误差”的“定义”中回避“真值”,那“被测量”本身的“定义”是定义的什么“值”呢?

“不确定度”的“起因”似乎是【“真值”不可得】?  初始逻辑:量的“真值”不可得;只能得到“测得值”;没有人能“确定”(回答):能得到的“测得值”与不可得的“真值”究竟具体相差多少?只能合理“估计”它们之间差异的“可能最大值”--所谓“测量不确定度”。.... 此时的“不确定”纯粹由于认“真”而起,“不确定度”肯定对应一个(或一群)不可得的“真值”。

后来“发展”了?——“(测量)不确定度”表达“量值的‘分散性’”....不必认“真”了? “真值”成了累赘??

不认“真”的“(测量)不确定度”,想让老百姓“认”,有点难。
史锦顺 发表于 2015-12-14 20:27:16 | 显示全部楼层
本帖最后由 史锦顺 于 2015-12-14 21:00 编辑
njlyx 发表于 2015-12-13 11:37
史先生所抨击的【一些“不确定度”做法】,与【传统的“测量者"思维】时而纠结的可能“根源”:前者关注 ...

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                    真值的表达与计量误差公式的考究
                                —— 回复njlyx先生(1)
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                                                                                                             史锦顺
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【njlyx观点】
       先生写道:
                 Δ(真) = [ M - B  ] +   Δ(校)
       其中   
                 Δ(真)=  M-Z .......是校准“测量者”不能确定的值
                 Δ(校)=  B-Z .......也是校准“测量者”不能确定的值
                 Z 是校准时所用“被测量”的“真值”.......同样是校准“测量者”不能确定的值
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【史评】
       先生一连用了三个“校准‘测量者’不能确定的值”。
       什么意思?“不能确定”,不就是“不可知”吗?按这一理解,发议论如下。言辞有些激烈,望先生鉴谅。
       一个计量工作者,在远比一般测量者条件优越的地方,手头掌握有够格的计量标准,居然还有那么多“不能确定”,那还能干什么?计量工作者都那么无能吗?既然如此,那些计量院、计量所,还有存在的必要吗?……如果真的如此,我们这些讨论计量理论的人,也该歇歇了,讨论还有必要吗?
       不!事实不是这样。我们该知道到什么程度,就能知道到那种程度。世界上任何事物都是可知的。测量是认知量值,计量的对象是测量仪器,认知的是误差。真值可知,误差可知,准确度定量,既是信仰辩证唯物论的计量者的信仰,更是客观事实。真值可知,才有测量;误差可知,才有保证量值准确的计量;准确度定量,才有合格可用的测量仪器。
       原来,“世界本无事,庸人自扰之”。不可知的论调,是不确定度论出世的借口,是杀向误差理论的毒箭。
       自从1993年国际计量委员会通过并推行不确定度论以来,“不可知论”泛滥成灾,测量计量界造成很坏的影响。不确定度论,一切基于“不可知论”,导致其概念错、公式错、理论错、方法错。不确定度论,对实际工作的坏影响是很多的,人们应该认识,匡正;而在思想方法上,不确定度论对一些人的毒害是严重的,更应引起重视,切不可轻视!
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       先生涉及的量,就是求知的目标量“真误差”(M-Z)。真误差的可知与否,归根到底还是真值的可知与否。
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       真理,有相对真理与绝对真理。《现代汉语词典》的“相对真理”条写道:相对真理是在总的宇宙发展的过程中,人们对于各个发展阶段上的具体过程的正确认识。它是对客观世界近似的、不完全的反映。相对真理与绝对真理是辩证统一的,绝对真理寓于相对真理之中,在相对真理中包含有绝对真理的成分。无数相对真理的总和就是绝对真理。
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       把真理论用于真值论,对真值可以表述如下。
       真值,有相对真值与绝对真值。相对真值是在人类对量值的认识过程中,人们对量值的不同层次的正确认识。它是对客观量值近似的、不完全的反映。相对真值与绝对真值是辩证统一的,绝对真值寓于相对真值之中,在相对真值中包含有绝对真值的成分。人们对客观量值的认识,随准确度的提高,可排成一个数列,相对真值是数列的项,而绝对真值是数列的极限。
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       测量结果是以测得值为中心、以误差范围为半宽的区间,区间中包含真值。按量子理论,单项测量,没有准确度的门限,就是误差范围可以无限缩小。按数学中的区间理论,半宽无限缩小,则区间的极限是一个点,而区间包含真值,因此真值是确定的点。由此,真值是可知的。
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       相对真值是人们的正确认识,它包含有绝对真值的成分。所谓“相对”,就是相对于绝对真值。在人们的实际应用中,相对真值就够用了,因此,通常所说的“真值”就是指相对真值。相对真值也是真值。在测量计量中,概念中的真值,既指绝对真值,也指相对真值。国家基准的量值,是高档次的相对真值,可视为真值。在具体计量业务中,所用的计量标准是相对真值,在概念上当真值用;以相对真值当作真值,这是近似的。而在误差分析计算中,有严格、准确的表达方式,那就是把真值表为标称值加减误差范围。标准的标称值已知、标准的误差范围已知,标准的真值就是已知量了,只是它不是一个单值,而是一个确定的量值区间。这种表达是严格的。
       不确定度理论以“真值不可知”来非难误差理论。又说误差不可求。其实,误差理论的相对真值与绝对真值的观念,使自己可近似,可精确,理论上顺理成章。在实践上,把真值表达为标称值加减误差范围,则是严格、科学的方法,可以处理各种误差理论与测量计量的实践问题。
       不确定度的“真值不可知”论。则举步维艰,处处矛盾。说真值不可知,又说不确定度的区间包含真值;既然不可知,怎能知道已包含?说“误差不可求”,却处处用误差,用别人算得的误差来进行自己的计算。说是讲究“分散性”,但不讲偏离性的理论是没用的。事实上,U95就是包含概率为95%的误差范围。什么“可信性”,什么“分散性”,说说而已。不讲偏离性,回避系统误差,就没法实际应用。
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       话说得远了些。具体谈njlyx的帖子。
       先生一连说了三个“不可确定”,实际是三个“不可知”。似乎无路可走。
       代换是重要的数学方法,更是测量计量理论的法宝。老史用一用代换,就得出极其显明、简单、全为已知量的表达式,哪里还有什么“不可知”?
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       计量中,误差元的关系式为:
                   Δ(计) =Δ(视) - Δ(真)
                            = (M – B) – (M-Z)
                            = Z-B
                            =Δ(标)                                                                 (1)
       对误差元式(1),取绝对值的最大值,即得误差范围:
                  R(计) = R(标)                                                                  (2)
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       公式(2)表明,计量(检定、校准)的误差范围就是所用计量标准的误差范围。难道不对吗?如先生那样拆开,竟出现三个“不能确定”,而老史的贯通处理,只是用用“代换”,就有明确、实用的结果。
       由公式(2),计量的误差仅仅取决于所用计量标准,这一点是客观规律,与理论上的不同派别没有关系。误差理论派称(2)式两端为“误差范围”(或误差限、最大允许误差、准确度);不确定度派可称“不确定度”“扩展不确定度”。但公式只有一个。
       现在不确定度论的分析,糊里糊涂的分散性,不符合物理意义的微分,造成一个严重错误的计量公式,那就是不确定度理论的一个基本公式。其错误分析如下。
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       不确定度评定的示值误差的模型(X相当于前面的M)为
                  EX= X―B                                                                         (3)
       不确定度评定的基本方法是微分。
       GUM评定的方法的基本点是基于微分法的对测得值函数的泰勒展开。
       欧洲的样板评定,直接写出偏差公式,这是测得值函数泰勒展开的简化形式。
       中国的样板评定,与国际上的通用方式是一致的。
       本文将各种形式的评定归并于如下的形式,统称不确定度计量评定,简称现行计量评定。
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       不确定度计量评定的基本公式是对示值误差模型(3)的微分。函数的泰勒展开,参照物就是量值自身。泰勒展开的一般形式为
                f (X,Y,Z) = f(Xo,Yo,Zo) +(∂f/∂X)(X-Xo) +(∂f/∂Y)(Y-Yo) +(∂f/∂Z)(Z-Zo)
                f (X,Y,Z) - f(Xo,Yo,Zo) = (∂f/∂X) ΔX +(∂f/∂Y) ΔY +(∂f/∂Z) ΔZ   
       一般形式用于模型(3),有:
               EX(0)+ ΔEX = X(0) + ΔX(分辨)+ ΔX(重复)+ ΔX(其他)―[B(0) +ΔB(标)]
               ΔEX =ΔX(分辨)+ ΔX(重复)+ ΔX(其他) ―ΔB(标)                       (4)
       X是示值,B是标准量,EX是差值,加“(0)”表示无误差时的量。
       ΔEX 是要评定的不确定度(元),ΔX(分辨)表示被检仪器分辨力因素,ΔX(重复)表示“用测量仪器测量计量标准”时读数的重复性,ΔX(其他)是被检仪器其他因素的影响;ΔB(标)是标准的误差。
       (4)式是不确定度计量评定的基本公式。由于用微分,着眼点误导为“量的变化”(与真值无关)。但计量误差(检定测量仪器误差的误差),不是量的变化,而是求得的“视在误差”与测量仪器的“定义误差”(离不开真值)的差别。因此公式(2)是正确的;而不确定度评定所本的公式(4)是错误的。公式(4)把被检仪器的性能如分辨力、稳定性等赖在检定装置的检定能力上,是错误的。公式错了,评定结果必然错误。
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       被测仪器的误差因素,包括ΔX(分辨),ΔX(重复),ΔX(其他)都必然体现在测量仪器的示值X与标准的标称值B的差值之中。不该对测得值X作拆分。
       拆分的第一作用是重计(与总指标重复);第二作用是错计:ΔX(分辨)、ΔX(重复)、ΔX(其他)是计量的对象,把它们算在检定能力上,是错计。
       公式(4)式混淆了对象与手段的关系。公式(4),不是物理意义确切的计量误差的构成式。用(4)式考究计量问题,是基本公式错误。
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       计量不确定度评定的错误,与微分的误导有关。如果是差分,明确谁代换谁,就会知道在计量误差的分析中,测得值是客观存在,是常值,对它微分是零。如果计量中所用的标准是真值Z,那X-Z就是所求的误差值,是没有计量的误差的。如果示值X有变化,算得的误差X-Z就会有变化,这正是误差量自身的变化,与计量误差没有关系。这个变化不是计量误差,绝不能算做计量的误差。
       当今的不确定度理论,恰恰把示值X的问题(重复性、分辨力等等)算在计量的误差中了,这是个影响很广的严重错误。
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       综上所述,误差理论的分析结果:计量的误差范围等于所用标准的误差范围R(标)。不确定度理论的结果:计量的误差范围等于U95,U95等于所用标准的误差范围R(标)加上被检仪器的重复性、分辨力等。
       计量(检定与校准)的合格性判别的待定区半宽是R(标)还是U95,必须判别!

       老史说:是R(标),不是U95.
      《JJF1094-2002》的合格性判别用U95,CNAS的待定区半宽也用U95,都是错误的。这涉及大量计量业务,必须改正!
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njlyx 发表于 2015-12-14 21:19:12 | 显示全部楼层
本帖最后由 njlyx 于 2015-12-14 21:30 编辑
史锦顺 发表于 2015-12-14 20:27
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                    真值的表达与计量误差公式的考究
                                —— 回复njlyx ...


这三个“校准‘测量者’不能确定的值”,您也没有本事“确定”的——也只能适当“评估”一个“范围”,您与“我”的差别仅在于“口气”的“软”、“硬”:您说这“范围”中一定包含“真值”;“我”只说这“范围”中可能包含“真值”。

“真值”的不确定,说的是一般情况。  “真值”之“真”在于“‘大家’一致认同”,这通常是一种可以不断逼近但极难达到的境界。

“科学”上的“近似”取值并不能否定【“真值”未确定】,只是说相应的实用可容一定的误差,不必十分“确定”而已。

计量工作者能做到的事: 不断减小“不确定”的“范围”,这是个没有尽头的事。
都成 发表于 2015-12-15 09:15:58 | 显示全部楼层
本帖最后由 都成 于 2015-12-15 09:17 编辑
史锦顺 发表于 2015-12-14 20:27
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                    真值的表达与计量误差公式的考究
                                —— 回复njlyx ...


史老的观点:"《JJF1094-2002》的合格性判别用U95,CNAS的待定区半宽也用U95,都是错误的。这涉及大量计量业务,必须改正!"。

这一观点您十分的坚定,在本论坛也表述了很多次,说再多也没有多少作用了,那一边是权威的规定,让读者一时也无法到底接受谁的观点。

建议史老不如将此观点整理成具有说服力的文章分别上书CNAS、1094的起草人(或归口单位)、或《计量学报》等杂志,等有了新的结果再在这里发布一下如何?否则永远不会前进。
njlyx 发表于 2015-12-15 19:32:00 | 显示全部楼层
本帖最后由 njlyx 于 2015-12-15 19:37 编辑
史锦顺 发表于 2015-12-14 20:27
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                    真值的表达与计量误差公式的考究
                                —— 回复njlyx ...


校准“测量者”不能确定】说的是:在提交“校准报告”时,校准“测量者”还未能“确定”;只能报告一个“测得值”,辅以“可能的‘误差范围’(‘最大误差’)”。并不排除【有后来者,通过‘卓有成效’的工作,予以‘确定’】,虽然是凤毛麟角。与“不可知论”还是有所区别的。

将“测量误差”的影响与“被测量自身‘分散性’”的影响混为一谈】可能是您击中的要害点,其余方面或许都是可以调和的。


补充内容 (2015-12-15 21:42):
此帖第一段中‘误差范围’、‘最大误差’的确切含义是‘测量误差范围’、‘最大测量误差’,无关“被测量自身的‘分散性’”。
规矩湾锦苑 发表于 2015-12-15 21:12:22 | 显示全部楼层
285166790 发表于 2015-12-14 15:58
即使校准工作再完善,理论上的"真值“只能无限接近,实际仍然是不可知的,所以用”参考量值“表述更为确切 ...

  “即使校准工作再完善,理论上的‘真值’只能无限接近,实际仍然是不可知的,所以用‘参考量值’表述更为确切。”这句话说得很到位!绝对的“真值”要通过测量获得是完全不可能的,被测量的“参考量值”就是其“真值”的最佳估计值,也就是以前我们常说的“约定真值”。人们共同“约定的真值”,往往是在量值溯源系统中处于上游的测量结果被“约定”当作“真值”来评价下游测量过程的测得值的“误差”,“误差”的定义改为“测得值-参考量值”与“测得值-真值”相比,就具有了很强的可操作性。参考量值的表现形式有:共同定义的;计量基准复现的;标准物质复现的;上级测得的值是下级测得值的;多次测量的平均值是单次测量测得值的,等等。
史锦顺 发表于 2015-12-15 21:20:34 | 显示全部楼层
都成 发表于 2015-12-15 09:15
史老的观点:"《JJF1094-2002》的合格性判别用U95,CNAS的待定区半宽也用U95,都是错误的。这涉及大量计 ...

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       谢谢先生好言相劝。我正在考虑向哪里报告。
       你叫我“史老”,表达了对老者的尊重,我既高兴,却也觉得无所谓。还是大家互称先生,更体现学术上大家平等。我在计量院那十年,人们都叫我“老史”,那意思就是“喂,姓史的”;老史那时还年轻(26岁到36岁),却大于无线电、时间频率两处人员的平均年龄;如今却实在是老了,以78.6岁的年龄,却天天上网,考究学术是非,参与学术讨论,时不时发议论。抨击美国人的理论,藐视八大学术组织的权威,且嬉笑怒骂皆成文章。又自诩创立新测量计量学说。竟越老越出彩。此乃振兴中华之梦的一道光彩,“万众创新”的一项实践。
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       先生是写过四、五本书与二十多篇文章的人。以先生之才,应该是能判断学术是非的。
       合格性判别的待定区半宽,应该是R(标)还是U(95),事关大量的计量业务,是个必须辨别清楚的问题。先生挑出这个问题来说事,说明先生有较高的判别力。
       先生指出的作法,我尝试过。认真写文章,写信,汇集材料,2011年、2012年两次向计量司法规处报告(电子邮件),2013年又打印编成三册,并写信给国家质检总局领导与计量司领导,报告材料共1.2公斤。可惜,两年零四个月过去了,竟没收到回音。
       我体谅质检总局领导的难处,此事也确实不大好处理。名义上是中国国家规范,实际不过是等同引用国际标准。你说怎办?评说国际标准的是非,特别是要断定美国人的学术错误,谁敢?找人评判确实难。
       这里面确实有学识水平与判别能力的问题。当然也有民族自信心的问题。我看也还急不得。这有待于一代人学问水平的提高。
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       至于《计量学报》,我有与其打交道的经历。我的《波导特性阻抗的新概念》都不敢发表;而现在的文章要比那篇惹人多得多。学识、胆量,我都信不着它。
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       什么力量大?真理的力量最大。是金子总会发光的。我坚信这一点,我要坚定地走自己的路。
       我把希望寄托在网友与测量计量工作者身上。在此英才辈出的时代,我认为一定会有人延续老史的学术之路,进而取得成功。中国人在测量计量学领域,受全世界同行尊敬的时代,一定会到来。我看不到了;然而我为有如此光明前景而欢欣鼓舞。古人云:“朝闻道夕死足矣”。我呢,则是“得道传道,其乐无穷”!
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       其实网上学术讨论,我有输出也有输入,是互相启发、教学相长。近些日子,受njlyx与崔伟群关于“系统误差相关系数为±1”的启发,提出交叉系数的概念,导致误差合成的一套新理论的诞生,使我高兴了一阵子。我确信,这就是测量计量学的最新进展。因为它简单、明确、实用;可以抵制不确定度评定的“假设不相关”的掩耳盗铃的作法,特别是可以消除不确定度论带来的五大难关。知道分布规律、化系统为随机、假设不相关、范围到方差的反复折腾、计算自由度,这五大难关被“交叉系数”一风吹,岂不快哉!然而对此重大命题,先生竟未表态。该想一想啊,先生,这是有重要意义的新生事物啊!
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       回到合格性判别的公式问题。是R (标)对,还是U95对,我建议先生还是不客气地提出意见为好。任何一个打中要害的意见,我都将认真思考,认真答复。
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规矩湾锦苑 发表于 2015-12-15 21:28:03 | 显示全部楼层
njlyx 发表于 2015-12-15 19:32
【校准“测量者”不能确定】说的是:在提交“校准报告”时,校准“测量者”还未能“确定”; ...

  我还是那句话,在提交校准报告时,校准者只能报告一个“测得值”(校准值),辅以该校准值的可信性程度,即校准值的“不确定度”,而不能给出校准值“可能的‘误差范围’(‘最大误差’)”。
  “误差范围”的确是“被测量自身‘分散性’”的宽度,而不确定度却是凭有用信息估计出来的“被测量真值存在区间的半宽”。
  我们不能把“不确定度”与“误差范围(最大误差)”相混淆,不确定度与误差范围是两个不同的区间宽度,不确定度与误差范围是完全不同的两个概念,两者不能混为一谈,更不能画等号。
njlyx 发表于 2015-12-15 21:44:55 | 显示全部楼层
规矩湾锦苑 发表于 2015-12-15 21:28
  我还是那句话,在提交校准报告时,校准者只能报告一个“测得值”(校准值),辅以该校准值的可信性程 ...

您所跟上帖第一段中‘误差范围’、‘最大误差’的确切含义是‘测量误差范围’、‘最大测量误差’,无关“被测量自身的‘分散性’”。
规矩湾锦苑 发表于 2015-12-15 22:08:21 | 显示全部楼层
njlyx 发表于 2015-12-15 21:44
您所跟上帖第一段中‘误差范围’、‘最大误差’的确切含义是‘测量误差范围’、‘最大测量误差’,无关“ ...

  谢谢您的提示。但我认为,正因为是“测量误差范围”、“最大测量误差”,它们限定的区间宽度才会与“被测量自身‘分散性’”的宽度相等。我的核心意思是“测量误差范围”限定的区间宽度、“最大测量误差”限定的区间宽度、“被测量自身的分散性”区间宽度,三者如果画等号还是有一定道理,但它们限定的宽度一半与不确定度表达的区间半宽却并不相同,因为不确定度与误差两个术语有天壤之别,没办法相互替代。
njlyx 发表于 2015-12-15 22:11:08 | 显示全部楼层
规矩湾锦苑 发表于 2015-12-15 22:08
  谢谢您的提示。但我认为,正因为是“测量误差范围”、“最大测量误差”,它们限定的区间宽度才会与“ ...

我的“提示”主要是说:我们在此没有共识。
规矩湾锦苑 发表于 2015-12-15 22:24:41 | 显示全部楼层
史锦顺 发表于 2015-12-15 21:20
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       谢谢先生好言相劝。我正在考虑向哪里报告。
       你叫我“史老”,表达了对老者的尊重,我既 ...

  合格性判别必须使用“误差”概念,使用表达“计量特性”的实际“误差”与表达“计量要求”的“允许误差”相比较进行合格性判别,但不能用不确定度判别被测参数的合格性,不确定度只能判别用以判别合格性的“计量特性”(实际误差测得值)是否可被采信,即测得值的可信性程度如何。所以老师您关于误差和误差理论的说教我全盘吸纳。
  但恕我直言,老师把不确定度与误差范围画等号后加以评判,我认为不是对真正的“不确定度”的批判,而是对打着不确定度名义本质上仍然是误差或误差范围的另一个“伪不确定度”的批判。
规矩湾锦苑 发表于 2015-12-15 22:33:44 | 显示全部楼层
njlyx 发表于 2015-12-15 22:11
我的“提示”主要是说:我们在此没有共识。

  老师关于“我们在此没有共识”的说法我完全认同。因为我认为不同的概念不能混淆,老师您却认为检测报告(含校准报告)给出的“不确定度”就是辅以“测得值”的“可能的‘误差范围’(‘最大误差’)”。
285166790 发表于 2015-12-16 15:38:51 | 显示全部楼层
我建议还是把“不确定”和"误差范围“不要扯到一起。”误差范围“(最大允许误差)应当是由厂家给出的技术指标,通常是出厂时就定下来的。"不确定度”是个活的指标,增加测量次数、提高计量标准准确度等级等措置,均可以使“不确定度”变小,所以“不确定度”并不是仪器的固有指标,而是反映的测量数据的质量,测量数据(比如校准值或由此计算出的误差等)是主要的测量数据,”不确定度“只是这个测量数据一个配套指标,它和“误差范围”表达的内容完全不是一回事。
史锦顺 发表于 2015-12-16 18:54:41 | 显示全部楼层
njlyx 发表于 2015-12-14 21:19
这三个“校准‘测量者’不能确定的值”,您也没有本事“确定”的——也只能适当“评估”一个“范围”,您 ...

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                                    真值的表征
                                              ——回复njlyx先生(2)
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                                                                                                  史锦顺
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【njlyx观点】
       这三个“校准‘测量者’不能确定的值”,您也没有本事“确定”的——也只能适当“评估”一个“范围”,您与“我”的差别仅在于“口气”的“软”、“硬”:您说这“范围”中一定包含“真值”;“我”只说这“范围”中可能包含“真值”。
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【史评】
       知道你并不是“不可知”论者,许多观点也与“不确定度”论者不同,所以才愿意同你讨论、争论。我的某些观点,能取得你的认同,使我欣慰,我引为知音。我的某些观点,你表示不赞成,这没关系;不同观点的交锋,促使进一步思考;而一些观点的交流,可以扩大视野,启发思想,以致得到新发展。不久前,你的“系统误差相关系数为±1”的说法,是我第一次得知这种论断。接着又看了崔先生的论文。我随后发展为一套“交叉系数”的理论。这个理论的重要性在于避开计量业务的诸多麻烦。不确定度的五大难关有:知道分布规律、化系统为随机、假设不相关、范围到方差的反复折腾、计算自由度。这五大难关被“交叉系数”一风吹,岂不快哉!
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       在对待“真值可知”的问题上,你确实有点“软”,不够坚决。须知,误差理论与不确定度论的根本分歧,就是“真值可知”还是“真值不可知”。你的基本观点,是属于真值可知的,只是认为,认识真值的难度大、过程漫长。这是一种留有余地的说法。这点余地一留,态度就不够坚决,时不时就要显现出某些不可知论的影响出来。
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       你那三个不能确定,就体现不确定度论的影响。我认为这是带根本性的问题,所以才写长帖反驳。先生听不进我的意见,堵口说:“你也没本事确定”。
       老史如果没办法确定那三个值,参加误差理论与不确定度论的大论战,就没底气了。
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       那三个值,本是依物理概念进行推导时的中间过程量,本来是没有必要确定的。因为推导中过程量必定都消掉了。最后结果乃是R(计) = R(标),就是简单明确地说:计量的误差范围等于所用计量标准的误差范围。确定过程量干什么?没用吗!
       如果是理解上需要,或者是教学上需要,甚至是为难人的需要,非要给出过程量不可,好,且看老史如何给出。
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       原推导为:
       计量中,误差元的关系式为:
                   Δ(计) =Δ(视) - Δ(真)
                           = (M – B) – (M-Z)
                           = Z-B
                           =Δ(标)                                                           (1)
       对误差元式(1),取绝对值的最大值,即得误差范围:
                   R(计) = R(标)                                                          (2)
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       Δ(视) = M-B   M是测得值,B是标准的标称值,二者可知,没争议。  
       njlyx质疑:
       (1) Δ(真) = M-Z   是仪器误差的定义值。可确定吗?
       (2) Δ(标) = Z – B  是计量标准的误差元。可确定吗?
       (3) Z是被测量的真值;校准中就是计量标准的真值。可确定吗?
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       先生的所谓“三个不可确定”,实质是“一个不可确定”,就是计量标准的真值Z(计量中,标准是被测量,标准的真值就是被测量的真值)不可确定。其实,多虑了。本级计量所用的计量标准,一定是经过上级计量机构所认定合格的,计量标准必然有两个明确的标识:(1)标称值B 、(2)误差范围R(标)。这两个值,已经给出计量标准的完整信息,关于标准的真值的完整信息。
       计量标准的真值是
                   Z = B±R(标)                                                            (3)
      (3)式是测量结果的表达方式,着眼点是真值区间的边界点。是一种常用的表达方式。更详细、准确的表达是着眼于区间所有点的表达:
                   B-R(标) ≤ Z ≤ B+R(标)                                             (4)
      (3)式与(4)式的物理意义相同。其物理意义为:
       计量标准的真值的最佳表征值是标称值B。标准的真值可能小些,但不会小于B-R(标);标准的真值可能大些,但不会大于B+R(标)。
       公式(3)与公式(4)表示:以高概率(99%)包含真值的区间为:
                   [B-R(标),B+R(标)]                                                  (5)
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       可能有人说,(3)式的表达是个区间,而不是一个值。要的是真值一个值,你给出一个区间,这行吗?
       老史说:行。因为这早已是人类表达量值的常用方法。举例如下。
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       国际计量委员会(CIPM)的头头A,得知世界上有个史锦顺,经常在网上骂不确定度论。这实在有伤国际组织的面子。让美国NIST出面辩论,没人应声;NIST自己的时频部都不遵从,没脸去说别人。头头A准备派人抓拿史锦顺质问,乃通报其所属成员国:迅速查明史某的具体地址。一个人的地址是地球表面的一个点,是量值;确定量值,乃测量计量之本行也。
       头头A要的是史锦顺地址的真值。怎样给出呢?
       不确定度论者说:真值不可知。原始的不确定度论者没法回答有关真值的问题。
       误差理论者说:真值可知,可以给出史锦顺的地址。用区间套,可以套住他。说史锦顺在中国,这就确定了国界这个大范围;在河南省,确定了省界范围;在郑州市的郑东新区,确定了约十公里的范围;人是活动体,再往下,某时某刻史锦顺的更详细位置,只有史锦顺自己说了。老史并不忌讳说出自己的位置,你CIPM也不用派人来抓我,我早就想同你们辩论,好,我自己去也。于是通报了自己的位置:
                   中国 河南省 郑州市 郑东高铁站正东   2345m±8m
       此例表明:一个人的地址值要用“量值±误差范围”给出。
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       机加工的长度要求值是:标称尺寸±允差。
       检验工用米尺、卡尺、千分尺测量,给出的量值是:测得值±误差范围。
       任何精密测量的测量结果都是:测得值±误差范围。
       任何计量标准标度的量值都是:标称值±误差范围。
       任何通过测量得知的量值都是:量值±误差范围。
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       国际计量单位制的基本单位的定义值,是人为约定值,由国际计量大会给出。作为同类量的比较标准,只有一个量值,而没有误差范围。计量标准的标称值,也是单一的值,是定义值的一种形式。
       物理量的真值,是该量与定义值的比值。但定义值是个规定值,不能与其进行物理意义上的比较操作。基准是复现单位(定义值)的装置,它本身是有误差范围的。由基准赋予量值的计量标准,也是有误差范围的。
       测量就是将被测量与标准量进行比较。人通过测量来认识被测量的真值。测量结果(或表达)为 :
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                   被测量真值Z = 测得值(或标称值)±误差范围                    (6)
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       式(6)是真值的表达式。由此,可以确定先生的三个“不确定”的值。就是用(6)式右侧的已知量代换左侧的真值Z.
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      (A;原标号3) Z是计量标准(被测量)的真值。上级计量部门经测量,给出:
                   Z = B±R(标)                                                                     (7)
      (B;原标号1) Δ(真) = M-Z ,将Z用(7)式代换:
                   Δ(真) = M-[B±R(标)]
                   Δ(真) =(M – B)± R(标)                                                   (8)         
                   Δ(真) =  Δ(视) ± R(标)                                                       (9)                                 
       表达式(8)(9)等价。物理意义是:计量的目的是确定误差值,以判定合格性。要求得的是真误差Δ(真),而测量误差时得到的是视在误差值Δ(视)即M-B。所得的视在误差值的测量误差范围是所用标准的误差范围R(标).
      (C;原标号2)Δ(标) = Z – B 中Z用(7)代换,有:
                   Δ(标) = B ± R(标) - B
                            = ± R(标)                                                                (10)
       式(10)的意义是,标准的误差元的可能范围是[-R(标),+R(标)]区间中一个值。误差元的绝对值不大于R(标)。
      (A)(B)(C)中的三个式子的左侧是待确定的三个量;而右侧是B、M、R(标)三个已知量的不同组合。这就都给出表达了。
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       公式(2)表明,计量(检定、校准)的误差范围就是所用计量标准的误差范围。难道不对吗?如先生那样拆开,竟出现三个“不能确定”,而老史的贯通处理,只是用用“代换”,就有明确、实用的结果。
       由公式(2),计量的误差仅仅取决于所用计量标准,这一点是客观规律,与理论上的不同派别没有关系。误差理论派称(1)式两端为“误差范围”(或误差限、最大允许误差、准确度);不确定度派可称“不确定度”“扩展不确定度”。但公式只有一个。
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       公式(2)对计量(检定与校准)的合格性判别,十分重要,所以反复强调。(2)式指明,计量的误差范围是标准的误差范围R(标),而不是不确定度论所确定的U95。U95包含有被检仪器的重复性、分辨力等随机误差项,是不应该的,因而计量中用U95的操作与业务处理,是错误的。
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