吴下阿蒙在实践中的两项突破

史锦顺

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                                      吴下阿蒙在实践中的两项突破
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                                                                                                      史锦顺
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       参与本栏学术讨论的小将吴下阿蒙，在他所在公司生产的稳压电源性能的表达上，更改不确定度体系的两项作法，得到美方（用户）技术人员的认可，产品成功销往美国。这两项性能指标的处理方式，突破了国际规范GUM的常规，在实践上质疑了不确定度体系。
       吴下阿蒙两项作法促进生产，有利国家，方便国际交流。这位小将解放思想，突破框框，目光高远，本文特介绍并称赞！
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（一）电源性能指标用单值的标准偏差
【史锦顺的理论表述】
       客观量值有两类：常量与随机变量。
       对常量的测量是基础测量。经典误差理论，处理的就是基础测量问题。基础测量的着眼点是测量的误差。
       对随机变量的测量，是统计测量。统计测量的条件是测量仪器的误差可略。着眼点是被测统计变量的标准偏差。
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       关于两个σ的区分与不同用法，是测量计量工作者的基本知识。可惜，不确定度体系的炮制者们，缺乏这个基本的训练，竟然定义平均值的标准偏差σ_平=σ / √N为A类标准不确定度。于是竟对统计变量的σ除以√N，这就错了。统计变量的重复性或称分散性的表征量是单值的σ，即不能除以√N。
       当N趋于无穷时，σ趋于一个常数，可以当分散性的表征量；而σ_平趋于零，不是随机变量分散性的表征量。
       稳压电源的电压值是一个大的常量叠加一个小的随机变量。稳压电源的性能优劣体现在这个小随机变量上，这个小量是焦点，因而稳压电源的量值被视为随机变量。随机变量的表征量是单值的σ，因而稳压电源的性能表达应是单值的σ。
       测得值取平均值，分散性的表征量是单值的σ。
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【吴下阿蒙的作法】
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【史评】
       吴下阿蒙的作法是用σ表征稳压电源的性能，对。这种作法，否定了A类不确定度评定的“除以√N”的常规，好。
       JJF1059说些关于“实测次数”的话。其实，电源电压的随机变化是客观存在，分散性σ的大小体现该电源本身的性能，与测量几次没有关系，与测量还是不测量也没有关系。测量仅仅是对分散性的认识，测量次数越多，对σ认识越准确。通常取N=20，不能少于10，在时频界，阿仑方差规定采样对数（取差的二量为一对）为100。吴下阿蒙取N=30，恰当。（本网规矩湾锦苑宣扬讲究“效益”，力图少取测量次数，那是反科学的谬误主张）
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（二）计量的误差不应包括被检仪器的性能
【理论：《史法测量计量学》（第9章）】
       计量的误差公式推导如下。
       必须认清：求什么，用什么，靠什么，得什么。要明确：分析计量的误差，是分析计量活动的影响，自变量必须是计量的因素，而测得值函数在计量中是常量。
       测量是用测量仪器测量被测量，以求得被测量的值。而检定是用被检仪器来测量已知量值的标准，以求得测量仪器的误差，看是否合格。检定是测量的逆操作。测量仪器的误差，是检定的认识对象。检定的目的是求得仪器的误差，而得到的是仪器示值与标准标称值之差；对计量本身的误差分析，就是求这二者的差别。
       设测得值为M，计量标准的标称值为B，标准的真值为Z；仪器的误差元（以真值为参考）为r_仪，检定得到的仪器测得值与标准的标称值之差值为r_示，标准的误差元为r_标。
       1）要得到的测量仪器的误差元为：
                 r_仪 = M – Z                                                                           （9.1）
       2）检定得到仪器的视在误差元为：
                 r_视 = M – B                                                                           （9.2）
       3）标准的误差元为
                 r_标 = B–Z            
       4）（9.2）与（9.1）之差是计量误差元：
                 r_计 = r_视 – r_仪 =（M-B）-（M-Z）
                      =（Z–B）
                      = r_标                                                                                  （9.3）
        误差范围是误差元的绝对值的最大可能值。误差范围关系为：
                 |r_计|_max = |r_标|_max
即有
                 R_计 = R_标                                                                             （9.4）
       （9.4）式是计量误差的基本关系式，计量误差由标准的误差决定。计量误差与被检仪器的误差因素无关。
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       不确定度体系在计量中的误区，是计量不确定度（计量的误差）包括被检仪器的部分性能。
       U₉₅的内容，包含被检仪器的部分性能。这部分内容是对象的性能，已体现在 |Δ|_max 中。用U₉₅取代R_标是错误的。U₉₅部分堵塞合格性通道（有时甚至堵死合格性通道），是不确定度体系的一项严重错误。
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       在稳压电源的指标检测中，检测的误差，不应包括被检仪器的分辨力与分散性。
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【吴下阿蒙的作法】
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【史评】
       国际规范GUM/VIM之计量中评定U₉₅，都包括：1）计量标准的误差范围；2)被检仪器的重复性σ_平；3）被检仪器的分辨力。我国的有关计量（检定、校准）的两项规范，《JJF1094-2002 测量仪器特性评定》、《cnas-GL27 声明检测或校准结果及与规范符合性的指南》都规定，计量中的待定区的半宽是U₉₅.
      作为计量误差的U₉₅，内容包含1）是对的；而2）、3）两项都不应包含。
      吴下阿蒙把电源分辨力项去掉，对。
      注意，这是对不确定度体系GUM的突破。本来，国际规范是对各国的共同的指导与约束。GUM弄错了，被中美双方技术人员共同起脚踢开，实在是国际学界的一项新闻。是的，对GUM不要迷信！挺起腰板，理直气壮讲道理，美国人也能说通。小将吴下阿蒙，好样的！
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补充内容 (2017-12-14 07:20):
“吴下阿蒙取N=30”，我是在另一帖中看到的。与截图有出入。取N=10可以；取N=30更好。不论N取多少，σ都不能除以根号N。

csln

似乎不是事实吧，如果没有记错，吴下阿蒙说：是外方技术人员认为不确定度不应该引入稳压电源分辨力项的

csln

http://www.gfjl.org/forum.php?mo ... p;extra=&page=1

237358527

评定测量结果的不确定度，如果可以把 被测对象 带来的不确定度分量剔除的话，
那用一个高等级的标准去测量一个低等级的设备，得到的测量结果的不确定度应该和用同样高等级的标准去测量更低等级的设备，假设其他条件不变的情况下，得到的测量结果的不确定度是一样的，这显然不合常理。

史锦顺

csln 发表于 2017-12-14 09:43
似乎不是事实吧，如果没有记错，吴下阿蒙说：是外方技术人员要求他们把不确定度中稳压电源分辨力项去掉的 ...

       “不是事实”这个帽子很大。如果吴下阿蒙在最后评定中没有去掉“分辨力项”，那才是不符合事实。什么是事实？事实是去掉了分辨力项。吴下阿蒙是实际工作者，关键是怎样做的，他自己没说在理论上突破，我也没说吴下阿蒙实现了理论上的突破。冠以“不是事实”的帽子，不恰当！
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       以前讨论中，一提不该包括分辨力项，有人就反对，并且说原来的不确定度才合理。是谁，人们该记得。同样一个“去掉分辨力项”，中国人说多少次也不以为然，还极力反对，甚至讨厌重复说；而外国人有个同样的表态，却用来代替一切。吴下阿蒙不去与外国人反复讨论，外国人会凭空让去掉分辨力项吗？外国人说得对，应该尊重，但对自己的同胞也不能轻视。事实怎样？中美技术人员“共同起脚踢开”计量检测的U₉₅中的分辨力项，难道不正确吗？坚持“不该去掉分辨力项”主张的人，该认真想一想了。
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csln

口舌之争没有意义，3#的链接可以说明一切

csln

参与本栏学术讨论的小将吴下阿蒙，在他所在公司生产的稳压电源性能的表达上，更改不确定度体系的两项作法，得到美方（用户）技术人员的认可，产品成功销往美国。这两项性能指标的处理方式，突破了国际规范GUM的常规，在实践上质疑了不确定度体系。
吴下阿蒙两项作法促进生产，有利国家，方便国际交流。这位小将解放思想，突破框框，目光高远，本文特介绍并称赞！

事实是外方工程师认为吴下阿蒙先生评定的不确定度不应引入电源分辨力项，要求他整改，吴下阿蒙先生有点小不服气或者什么，进而论坛发帖讨论，经讨论认识到外方工程师应该是对的

csln

GUM的常规是什么？GUM说的分辨力是测量仪器的分辨力，与程控源何干

csln

以前讨论中，一提不该包括分辨力项，有人就反对，并且说原来的不确定度才合理。是谁，人们该记得。同样一个“去掉分辨力项”，中国人说多少次也不以为然，还极力反对，甚至讨厌重复说；而外国人有个同样的表态，却用来代替一切。吴下阿蒙不去与外国人反复讨论，外国人会凭空让去掉分辨力项吗？外国人说得对，应该尊重，但对自己的同胞也不能轻视。事实怎样？中美技术人员“共同起脚踢开”计量检测的U95中的分辨力项，难道不正确吗？坚持“不该去掉分辨力项”主张的人，该认真想一想了。

如此泛泛一说是不利于问题的澄清的，有说服力的方法是把当时的讨论链接过来，大家看看是谁、在什么情况下反对不确定度评定去掉分辨力项？说的是测量仪器还是也包括程控源？

是吴下阿蒙先生与外国人反复讨论，外国人才同意去掉分辨力项呢？还是外方直接就认为吴下阿蒙先生电源不确定度评定不应该包含分辨力项，3#的链接很容易说明这个问题

经常做检测工作的技术人员概念很清楚，DUT是测量仪器，测量不确定度就需要包含DUT分辨力项，DUT是程控源，测量不确定度就不应包含DUT的分辨力项，这是基本常识

吴下阿蒙

.....额。。。。几天没来吓到了=。=！确认如csln先生所说，是美方要求更改去除分辨力的，最终结果也和美方讨论清楚了，我写的本意就是我们不该随意照搬规程的内容，而且评定时牵涉很广，所以我才说知识看的不够

237358527

又是一大笑话！！！！！！！！！！！！！！！我是越来越同情这位老先生了

吴下阿蒙

史老提到的问题，实际中是存在的，但我认为这不是不确定度体系本身的问题，而是使用者缺乏足够的知识造成的（比如我之前那样）。不确定度的评定真的不是找几本规程看一看，拿一本书套一套就能评定的正确的，只能似是而非。
不确定度全称为测量结果的不确定度，必须完全理解我们评定的测量结果的含义，测量结果的方法才可能正确的评定。
1.除不除以根号n，取决于我们需要的测量结果是单值还是均值。
2.分辨力这一不确定度分量来源于被测仪器的表显值仪器本身进行的修约，那么当我们的测量结果使用的到了被测仪器的表显值，那么此分量就是必须要引入的，而如果并未用到那当然是无需引入的。

以电源输出电压为例。一个电源输出电压在说明书中需要的规格有两个（即被测项），一个是设定值误差，一个是回读值误差。
1.设定值误差，此测试项的含义是，当我们给电源设定10V时(举例），其实际输出的电压值U与设定值10V的差距，用来确认电源输出电压的能力。测量方法则是使用标准电压表接与电源两端，以标准电压表显示值U1减设定值10V。可见设定值误差是完全和被检源表显毫无关系的一个测量结果，故其不该引入被检仪器的分辨力。
2.回读值误差，此测试项的含义是，当我们给电源设定10V时，其实际输出的电压值U与电源表显值U2的差距，用来确认电源内部电压表表显的准确度。测量方法则是使用标准电压表接与电源两端，以标准电压表显示值U1减电源表显值U2。可见回读值误差是和被检源表显有关的测量结果，那么必须考虑电源表显修约造成的影响，即电源的分辨力。
3.上面我提到需考虑电源表显修约造成的影响，也就是分辨力。而我之前评定的不确定度时方法不同，我们的电源是自动化生产测试，其中的电源表显值并不是读取电源的表显，而是使用程序直接抓取电源内部的未修约的值。此时引入电源表显值的分辨力同样是不合理的，此时应该引入电源内部抓取值的分辨力。

史老提到的10次，30次。我之前评定的不确定度，并不是单台电源的不确定度，而是这个型号的电源的不确定度，其中重复性选用的不是对单台电源的多次测量，而是对30台电源的单次测量的重复性，其中包含台于台之间的差异。

当然，这只是我根据工作内容自己总结出来的一些东西，对错的话，只能说我感觉没啥问题。因为我找不到相关的书籍。。。

狼烟

吴下阿蒙 发表于 2017-12-15 11:12
史老提到的问题，实际中是存在的，但我认为这不是不确定度体系本身的问题，而是使用者缺乏足够的知识造成的 ...

学到东西了。
最近一直对不确定度思考，查资料，查标准。很多标准没有给出现实意义，让人无法理解。
楼主这个帖子，昨天写了一份看法，因为表述不太理想，总觉得如鲠在喉，你的解说让我明白了，条理清晰。谢谢你。

237358527

吴下阿蒙 发表于 2017-12-15 11:12
史老提到的问题，实际中是存在的，但我认为这不是不确定度体系本身的问题，而是使用者缺乏足够的知识造成的 ...

说的太好了，实践出真理。窝在办公室空想是不可能想出正确的答案来的，