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楼主: yeses

[概念] 测量结果的不确定度or误差的不确定度?

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发表于 2018-7-5 17:18:16 | 显示全部楼层
路云量友所言:“误差的不确定度”与“测得值的不确定度”实际是同一个东西。

这个观点我个人极为赞同。大约也是当前大家在实际应用不确定度方法时,普遍予以认可了或已经接受了的观点。
发表于 2018-7-5 17:43:32 来自手机 | 显示全部楼层
路云 发表于 2018-7-5 15:23
谢谢您的回复!8848.3这个“测得值”对于某一次经测量所得结果来说是确定已知的,但不代表在重复性条件下 ...

我们在此问题上分歧可能涉及到对"(测量)不确定度"的理解问题?

我理解的"(测量)不确定度"关联"认识主体---相关的人们"与"认识对象---被测量"两方面,不完全是"被测量(认识对象)"的客观属性。………  对于人们未知其确切值的"常量"(譬如圆周率π),通过某种"测量"获得一个"测得值"(譬如与π对应的3.141593),存在"(测量)不确定度"可能是无须争辩的。有"争议"的只是这个"(测量)不确定度"的"归属"?  那么,此时人们到底还不能"确定"什么呢?  是3.141593这个"测得值"吗?显然不是,除非他不识数! 人们不能"确定"的还是"常量"(π)的确切值(真值),或3.141593这个"测得值"中所包含的"测量误差",因此,比较恰当的表述可能还是宜为"被测量值"的"测量不确定度",或者"测量误差"的"测量不确定度"。

注: 上文例中的圆周率π的"值",人们已经精确算出小数点后成百上千位,并"估计"出相应的"截断误差"("不确定度"?)。 若真有某人通过"实验"测得3.141593的"测得值",应该没有必要费力"评估"相应的"(测量)不确定度",可以直接对照文献中更精确的"参考值"计算相应的"(测量)误差"。
发表于 2018-7-6 15:05:16 | 显示全部楼层
njlyx 发表于 2018-7-4 21:43
我们在此问题上分歧可能涉及到对"(测量)不确定度"的理解问题?

我理解的"(测量)不确定度"关联"认识主体- ...

我与您在此问题上的理解确实不太一样。我对不确定度的理解并不是从“主体”和“对象”两个方面去理解,而是从人、机、料、法、环这五因素方面去剖析。无论什么不确定度,都离不开这五大因素。为了便于表述,先介绍几个术语:

1被测对象——对其实施测量的对象,如:山峰、量块、被检仪器等。

2被测量——被测量的参量,如:山峰的高度、量块的长度、扭矩、电流、电压等。

3被测量值——被测参量的实际值(真值),包括“实际误差值”。

4被测量的测得值——对被测参量实际测量所获得的值,简称“测得值(或估计值)”,也称“测量结果”,包括“实际误差的估计值”。

对于任何“测得值”,其不确定度均由人、机、料、法、环五大因素引入的不确定度分量合成、扩展得到。“被测量值(真值)”的不确定度仅仅是作为“被测对象(料)”引入的不确定度分量之一,它的大小为零。除此之外,“被测对象(料)”自身性能的不稳定,也会对“测得值的不确定度”有所贡献。因此,“测得值的不确定度”是与“测得值”关联的(也就是您所说的归属于谁)。它是以一定的置信概率,以“测得值”为中心的对称区间的半宽度,而不是以“被测量值(真值)”为中心的区间半宽度。其表述也是“‘真值’以××概率落在以‘测得值’为中心的±U区间范围内”,而不是“‘测得值’以××概率落在以“真值”为中心的±U区间范围内”。任何《校准证书》给出的不确定度都是与“校准结果(测得值)”相关联的(注:在GMU给出的定义中,就明确表述了该不确定度是与“测量结果”相关联的参数)。由此可以看出,尽管“不确定度”与“测得值”关联,但其表达的物理意义,却是定量表征“真值”可能落在区间的大小不确定程度

“被测量值(真值)”是客观固定存在的,并不因为你测还是不测而改变其值的大小。正是由于人、机、料、法、环这五大因素的不理想,才使得人们的测量能力有限,也不可能进行无限次的测量,从而导致了“被测量值(真值)”的测不准,最终评估的结论就体现在:“真值”是以一定的置信概率,落在以“测量结果(测得值)”为中心的±U区间范围内。因为在人们的有限测量能力范围内,能够获得的只能是“测得值”。

注: 上文例中的圆周率π的“值”,人们已经精确算出小数点后成百上千位,并“估计”出相应的“截断误差”(“不确定度”?)。 若真有某人通过“实验”测得3.141593的“测得值”,应该没有必要费力“评估”相应的“(测量)不确定度”,可以直接对照文献中更精确的“参考值”计算相应的“(测量)误差”。

通常的“被测量值(真值)”,都是没法通过查文献的方式获得的,只能通过有限的测量能力和手段进行测量,获得其“测得值”(“最佳估计值”)。尽管不同的人、机、法、环对同一“料”的同一被测参量进行测量所得到的测量结果(测得值)有可能一致,但其“测量结果的不确定度”则不尽相同。这恰恰反映了各家机构的测量能力的不同,这对客户来说,据此判断哪家机构给出的测量结果的可靠性更高,是非常具有参考价值的。否则就如同我44楼所说的购买黄金的案例那样,如果都不给出不确定度,客户将缺乏抉择的依据。

“测量误差”与“不确定度”完全是两个不同的概念,前者是偏移量,后者是离散量,两者之间并没有对应的正相关或负相关关系,无可比性。

发表于 2018-7-6 16:12:19 | 显示全部楼层
如果把“测量误差”看成随机变量,那么“测量不确定度”就是这一随机变量的某种统计特征估计值。
发表于 2018-7-6 16:26:14 | 显示全部楼层
  赞同以下概念的含义:
  1、被测对象——对其实施测量的对象,如:山峰、量块、被检仪器等。
  2、被测量——被测量的参量,如:山峰的高度、量块的长度、扭矩扳子的扭矩、某被检仪器电路电流、电压等。
  3、被测量值——被测参量的实际值(真值),包括“实际误差值”。在这里“真”字是省略的,全称应该是“被测量真值”。
  4、被测量的测得值——对被测参量实际测量所获得的值,简称“测得值(或估计值)”,也称“测量结果”,是测量结果一组(两个)信息中的一个,“实际误差的估计值”也属于被测量的测得值之一种。
  我认为,“误差的不确定度”与“测得值的不确定度”实际的确是同一个东西,都是被测量真值可能存在的区间半宽度。但测得值和测得值的误差是确定的,没有不确定度,不确定度是人们对被测量真值估计的存在区间半宽,是人们主观上将估计的这个半宽度“与测量结果相联系”,作为一个“非负参数”,量化评估测量结果的可信性,也就简称为测量结果的不确定度了。
  没有误差就不会有测量不确定度,测量误差是产生测量不确定度的原因。但,“测量误差”与“不确定度”完全是两个不同的概念,前者是偏移量,后者是离散量,两者之间并没有对应的正相关或负相关关系,无可比性,这句话是正确的。因此不要试图将不确定度与测量误差相混淆,不要试图用不确定度修正误差,或修正测量结果。
发表于 2018-7-6 18:21:15 | 显示全部楼层
何必 发表于 2018-7-5 20:12
如果把“测量误差”看成随机变量,那么“测量不确定度”就是这一随机变量的某种统计特征估计值。 ...

从理论上来说,“测量不确定度”应该是定量表征“随机误差”部分的波动程度。

发表于 2018-7-7 07:53:30 来自手机 | 显示全部楼层
路云 发表于 2018-7-6 15:05
我与您在此问题上的理解确实不太一样。我对不确定度的理解并不是从“主体”和“对象”两个方面去理解,而 ...

观察角度可能万千不一,理解不一样在所难免,不妨求同存异。

本人所言【从"主体"和"对象"两方面去理解】,是想表达【"测量不确定度"是"人"对"被测量(值)"的"不确定度",其中必然包括"人"的"认识能力不足"引起的"认识"成份,不仅只有"被测量值可能随机散布"的"客观"成份】,与【"测量不确定度"的影响因素来源于人、机、料、法、环五方面】可能不冲突。

【"测量不确定度"是(人们对)被测量(真)值的"不确定度",不是(人们对)"测得(量)值"的"不确定度" 。】 的认识似乎没有导致【“‘测得值’以××概率落在以“真值”为中心的±U区间范围内” 。】 的"逻辑"。

关于"圆周率"的那个"注",本意是想说【对于这类理论上"确定"的常数,以测量它们为例阐述"常量"的"测量不确定度"问题也许不恰当"。】
发表于 2018-7-7 11:13:44 | 显示全部楼层
  赞成【"测量不确定度"是(人们对)被测量(真)值的"不确定度",不是(人们对)"测得(量)值"的"不确定度" 。】, 这种认识没有导致【“‘测得值’以××概率落在以“真值”为中心的±U区间范围内” 。】 的"逻辑"。 但我认为【“‘测得值’以××概率落在以“真值”为中心的±U区间范围内” 。】更确切一点应该改为:
  “‘测得值’以××概率落在以“真值”最佳估计值为中心,不确定度U为半宽的区间的范围内”,且这是在实施测量前的“估计”,一旦实施测量过程后,测得值和误差也就被测量者“确定”在检测报告中 ,给出的测得值不允许他人再进行更改或估计,不再有不确定度。
  实施测量后的所谓不确定度仍然是被测量真值的不确定度,是被测量真值可能处在以“最佳估计值”(参考值)为中心,U为半宽的区间内。
  实施测量前,人们所说的“‘测得值’可能以××概率落在以‘真值最佳估计值’为中心,不确定度U为半宽的区间的范围内”,与实施测量后所说的“被测量‘真值’可能处在以‘最佳估计值’(参考值)为中心,U为半宽的区间内”,暗含的意思相同,实施测量前口中说的“测得值”,其实心中想的却是那个“被测量真值”。
发表于 2018-7-7 18:18:32 | 显示全部楼层
njlyx 发表于 2018-7-6 11:53
观察角度可能万千不一,理解不一样在所难免,不妨求同存异。

本人所言【从"主体"和"对象"两方面去理解】 ...

【“测量不确定度”是“人”对“被测量(值)”的“不确定度”,其中必然包括“人”的“认识能力不足”引起的“认识”成份,不仅只有“被测量值可能随机散布”的“客观”成份】

谈及“人的认识能力不足”,肯定是存在,追根溯源可以扯到人们对“计量单位制”的约定、七个基本计量单位的定义等内容,都与不确定度能扯上关系。我想这些并不需要你我在此去进行深究讨论,也不是我们能解决的问题。我们在此讨论,仅仅着眼于应用。“被测量值可能随机散布”的说法,我不是很赞同,因为“被测量值”就是“真值”,是客观存在的、而且是确定的,不存在“随机散布”,“随机散布的客观成分”我认为只存在于“被测量值(真值)的测得值”中。

【“测量不确定度”是(人们对)被测量(真)值的“不确定度”,不是(人们对)“测得(量)值”的“不确定度” 。】 的认识似乎没有导致【“‘测得值’以××概率落在以“真值”为中心的±U区间范围内” 。】 的"逻辑"。

我在53楼就已经说了:尽管“不确定度”与“测得值”关联,但其表达的物理意义,却是定量表征“真值”可能落在区间的大小不确定程度。现实应用的确也是如此。

关于“圆周率”的那个“注”,本意是想说【对于这类理论上“确定”的常数,以测量它们为例阐述“常量”的“测量不确定度”问题也许不恰当"。】

我以圆周率π举例,仅仅是为了方便说明常数没有不确定度,没有考虑它是不是可以通过理论计算可以获得无限准确的值。实际测量活动中的“被测量值(真值)”,是客观存在的,也是确定的“常数”,只不过它不能通过理论推导计算获得。但并不影响“常数不存在不确定度”的解读。如果不用圆周率π举例,那就用字母“a”来代表“被测量值(真值)”这一未知的“常数”吧。我认为“a”是不应该有不确定度的,如果它有不确定度,那就应该是固定不变的,不会因不同的人,不同的方法、不同的测量设备而异。由此可知,它的不确定度只能是零,它只能作为“测得值的不确定度”的一个分量。

发表于 2018-7-7 18:34:56 | 显示全部楼层
本帖最后由 路云 于 2018-7-6 22:36 编辑

声明:本人在本主题的回帖,都是指名道姓的与某位具体的量友进行讨论交流,没有任何兴趣与“规矩湾锦苑”交流讨论,也不欢迎规某针对本人的回帖进行任何的点评。请规某人识相一点,哪位量友对你的内容有兴趣,或者你对哪位量友的帖子感兴趣,就直接指名道姓的与哪位量友去沟通交流,恕不奉陪。

发表于 2018-7-7 20:09:58 | 显示全部楼层
  本人同样声明,本人的帖子不针对任何具体的人,只是就事论事,也希望和欢迎所有的量友都积极参加每一个主题帖的讨论,大胆地讲述个人的看法,不要怕有人打棍子、戴帽子、挖苦讽刺甚至恶毒辱骂,无论年龄大小、工龄长短、职称高低、职位贵贱、在科研院校还是基层企业工作,每个人在论坛中都是平等的。对于60楼对哪个人指名道姓,感兴趣还是不感兴趣,都是他自己的自由和权力,用不着告诉我,告诉我我也不会管。因此,也请有的人“识相一点”,我点评的是技术观点,我不赞成的观点只对该观点发表看法,不会按60楼的要求直接指名道姓,没有特别的需要也包括不会对路云你直接指名道姓。
发表于 2018-7-7 20:33:17 | 显示全部楼层
  关于“圆周率”,它肯定是个常数,是个固定不变的数,因此圆周率没有不确定度,也没有误差。
  但是,圆周率是个无限不循环小数,没有人准确地知道全部数字,只能写出有限个数字代表圆周率,因此这写出的这有限个数字离圆周率的真值一定存在着“误差”,这是“修约”活动产生的误差,是修约活动给当前这个圆周率近似值带来的误差。同时,圆周率的真值人们无法准确地知晓,只能获得“相对真”的圆周率,即获得圆周率真值的“最佳估计值”,估计出圆周率真值以其最佳估计值为中心,可能存在的区间半宽,这个半宽度就是圆周率的不确定度,并与估计的(修约得到的)圆周率相联系,称为“圆周率修约的不确定度”,简称圆周率的不确定度,用于量化评价该圆周率的可信程度。所以修约的有效位数不同,圆周率修约的不确定度也就不同。
发表于 2018-7-7 22:08:38 来自手机 | 显示全部楼层
路云 发表于 2018-7-7 18:18
【“测量不确定度”是“人”对“被测量(值)”的“不确定度”,其中必然包括“人”的“认识能力不足”引起 ...

【 被测量值可能随机散布 】 指被测量(真)值不唯一的情况 --- 被测对象(被测量载体)在"定义"的时、空范围内有若干个(通常会无穷多个)"定义"量(真)值,譬如,某"量块"的"工作高度(长度)"。  在此情况下,孤立的一个单次测得值通常是没有实用价值的,需要进行多次有"代表性"的测量,会得到一群"测得值",这一群"测得值"是可能有"散布"的,可以"计算"其"不确定度分量"的(用所谓A类方法)。

对于被测量(真)值"实用"唯一的情况,即所谓"常量"测量的情况,譬如,某低等级"砝码"在常规实验室环境下的"质量",【被测量值可能随机散布】应该是"不存在的"。
发表于 2018-7-7 23:01:21 | 显示全部楼层
本帖最后由 路云 于 2018-7-7 03:09 编辑

55楼是不是针对53楼的点评,用不着不打自招,明眼人一看都知道是针对谁的点评,再痨谈也没人搭理。要是不识相的给脸不要脸,那就继续吧,我只当其是一只可恶的鼻涕虫。不要吹得那么好听,看看最终谁才是不受欢迎没人搭理的“学术流氓”,大家拭目以待。

发表于 2018-7-8 14:36:39 | 显示全部楼层
  55楼是不是针对53楼的点评,我认为没有丝毫讨论价值,55楼的价值仅仅是赞成4个术语,并非评价53楼的什么人。因此,53楼之人是明眼人也好,无眼人也罢,搭理不搭理,是不是“一只可恶的鼻涕虫”,是不是“学术流氓”,都不是我所关注的。我关注的是每一个技术观点、每一项技术内容,从中去伪存真,去粗取精,吸取精华,得到提高。如果63楼认为我关注53楼的他了,他也许是太把自己当人了。我特别鄙视满口污言秽语的人,对不知天高地厚,不懂中国传统道德和社会主义核心价值观的人,确确实实不屑一顾。
发表于 2018-7-8 23:40:35 | 显示全部楼层

我当然是把自己当人看咯,哪像65楼本论坛公认的“学术流氓”啊,不仅自己不把自己当人看,本论坛也没几个人把他当正常人看。

我特别鄙视满口污言秽语的人,对不知天高地厚,不懂中国传统道德和社会主义核心价值观的人,确确实实不屑一顾。

古人云:“来说是非者,便是是非人”。从你这张臭嘴里吐出来的污言秽语还会少吗?早有其他量友为你收集整理出来了,要不要我帮你再在这里将截图晒出来给大家看呀?你一个毫无学术道德底线的“学术流氓”也知道天有多高地有多厚啊,你也配谈中国传统道德和社会主义核心价值观啊?也不撒泡尿照照自己,神马玩意儿。我60楼的声明打棍子了吗?戴帽子了吗?挖苦谁啦?讽刺谁啦?辱骂谁啦?你没事儿找抽吧。

发表于 2018-7-9 10:03:10 | 显示全部楼层
本帖最后由 崔伟群 于 2018-7-9 10:11 编辑

等价.jpg
真值.jpg
发表于 2018-7-9 10:06:20 | 显示全部楼层
njlyx 发表于 2018-7-7 02:08
【 被测量值可能随机散布 】 指被测量(真)值不唯一的情况 --- 被测对象(被测量载体)在"定义"的时、空范围 ...

【被测量值可能随机散布】指被测量(真)值不唯一的情况 --- 被测对象(被测量载体)在“定义”的时、空范围内有若干个(通常会无穷多个)“定义”量(真)值,譬如,某“量块”的“工作高度(长度)”。  在此情况下,孤立的一个单次测得值通常是没有实用价值的,需要进行多次有“代表性”的测量,会得到一群“测得值”,这一群“测得值”是可能有“散布”的,可以“计算”其“不确定度分量”的(用所谓A类方法)。

我个人认为,您所举的量块的例子,应该是“被测对象(料)”自身性能的不稳定所致,属于被测对象(料)引入的另一不确定度分量,这一点我在53楼就已谈及。它是因被测对象(料)的不同测量截面、不同测量方向的长度不均所致。如果是相同截面、相同方向的同一测量点,则不存在有若干个(通常会无穷多个)“定义”量(真)值,如果仍然测得出N多个不同的测量结果(测得值),则应该是“人”或“机(测量设备)”引入的不确定度分量对“测量结果(测得值)的不确定度”的贡献。同理,砝码的质量也一样,在重复性条件下,短时间称量得到不同的测量结果不是被测对象砝码(料)的问题,而是人、机的问题。

发表于 2018-7-9 10:26:33 | 显示全部楼层
本帖最后由 史锦顺 于 2018-7-9 10:27 编辑



        崔先生的贴图,其目的如果是同“不确定度体系”唱反调,我很赞成,因为不确定度与“可信性”不搭边。
-
       而先生基本是个不确定度体系的信徒,那此贴图要说明什么问题,就让人费解了。


发表于 2018-7-9 10:34:39 | 显示全部楼层
史锦顺 发表于 2018-7-9 10:26
崔先生的贴图,其目的如果是同“不确定度体系”唱反调,我很赞成,因为不确定度与“可信性”不 ...

谢谢史老师提问:
第一,我认为公式更有说服力。
第二,公式中有我为什么赞成您部分言论的原因;
第三,公式中也有我为什么不同意您的部分言论的原因。

发表于 2018-7-9 18:12:50 来自手机 | 显示全部楼层
路云 发表于 2018-7-9 10:06
【被测量值可能随机散布】指被测量(真)值不唯一的情况 --- 被测对象(被测量载体)在“定义”的时、空范围 ...

不妨各持己见。
发表于 2018-7-9 18:21:05 | 显示全部楼层
njlyx 发表于 2018-7-8 22:12
不妨各持己见。

赞同。

 楼主| 发表于 2018-7-9 23:07:17 | 显示全部楼层
误差的方差也是测得值的方差?OR,误差的方差也是真值的方差?这里把2中理解的推导过程做个比较,大家自己判断吧。
无标题5.jpg




补充内容 (2018-7-10 09:17):
测得值有确切的数值却是随机变量,而真值没有确切的数值却是常量,合乎逻辑吗?什么是随机变量?---是随机不停地变化的量吗?那自变量因变量...

补充内容 (2018-7-10 09:31):
用一个未知量作为数学期望去描述具有确切数值的测得值的概率范围,这课怎么教?是学生有问题还是老师有问题?
无标题5.jpg
发表于 2018-7-10 00:29:02 | 显示全部楼层
  本主题帖是由武汉大学叶老师提出的,标题是“测量结果的不确定度or误差的不确定度?”。我认为主题帖有一段文字直指测量不确定度的心脏,即:“一个更乱伦的问题是,随机变量需要方差和数学期望二个参数来描述,给测量结果偷了一个方差却没有给它偷一个数学期望,一个没有数学期望的孤立的方差有什么用呢?这种仅有所谓发散性却没有数学期望的不确定度能表示出什么含义来呢?”
  测量不确定度的确是一个没有数学期望的方差(的算术平方根),它只表征被测量真值可能存在的区间半宽度,而不涉及或表征被测量真值的“数学期望”,如果测量者知道被测量真值的数学期望,也就用不着费劲实施测量给出并不100%靠谱的测得值,而直接给出被测量真值的数学期望了。所以测量者只能给出通过自己实施测量而获得的测得值,以及用获得这个测得值所掌握的全部“有用信息”,估计出来的被测量真值有可能存在的那个区间的半宽度,而无法给出真值的期望值。被测量真值的期望值必须由上一级测量方法获得,例如上级技术机构的测得值、多次测量的算数平均值、用更高准确度等级的测量设备测得的值等等。
  正因为测量不确定度只表征真值可能存在区间的半宽度,与被测量真值及真值的期望值大小无关,因此就不能视测量不确定度是误差的一种或误差的误差,不能用测量不确定度修正测量结果,修正误差,不能将测量不确定度与测量误差混淆不清。误差是人们用来量化评判测量结果准确性的参数,因此误差有数学期望值,也有标准偏差(或方差)。不确定度是人们用来量化评判测量结果可信性的参数,只有方差(或标准偏差),而没有数学期望值。误差和不确定度表征了测量结果品质好坏的两个不同参数,两个完全不同的计量特性。
 楼主| 发表于 2018-7-10 10:04:06 | 显示全部楼层

误差的方差没有问题就不说了。请看73楼。
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