单次测量结果没有(测量)不确定度吗？

njlyx

njlyx 发表于 2018-7-20 18:00
当前本国境内，用于称"白糖"之类商品交易的"称量设备"好像是要求"强制检定"的。……前面例說的"一次称糖" ...

在允许的情况下，当然也可以基于"校准"结果给出更确切的"不确定度"值。

如果拿一台既未检定合格、也未适当"校准"的"秤"来称糖的分量，恐怕重复称100次也整不出有用的结果吧？

规矩湾锦苑

　　75楼的说法完全正确，本人表示认同。称量白糖只是个例子或假设，当然，其中的道理可以扩展为称量大米，称量贵金属，乃至测量任何一个产品的任何一个参数。即当我们得到一个检测报告、检定证书、校准证书、试验报告等等测量结果证明时，应该首先看测量不确定度，而不是首先看测得值。
　　我们对被测参数的允差是有底线的，这个底线就叫“控制限”T。T是标准、规范、图纸、工艺、作业指导书的规定，没有规定的我们也有心理承受底线，例如买也许买白菜500g差50克我们可以勉强接受，但买500g黄金差50克就没几个人可以承受了。首先看不确定度的目的就是看不确定度U与被测参数的T之比是否小于1/3，大于1/3的有坑蒙拐骗之嫌疑，就换个地方买吧。小于1/3的，我们可以相信给出的测量结果，然后再看测得值，按测得值付款或决定被测对象是否合格。
　　许多测量结果并没给出测量不确定度，此时我们怎么办？用这"称量设备"称量一次白糖得到"455g"，知道"称量设备"的"允许误差"之类的"计量特性"指标，难道给不出这包白糖质量(真)值的"概率范围"吗？也就是说无法判定该测量方法的可信性了吗？当然不是。因为测量方法的不确定度大部分来自所用测量设备计量特性引入的不确定度分量，而测量设备计量特性引入分量绝大部分来自于该测量设备的示值误差。只要检定合格，测量设备示值误差最大值不会超过规定的最大示值误差允许值MPEV，MPEV在数量级上与测量设备引入的不确定度近似相等。所以可以用测量设备的示值误差MPEV近似代替U，来判断所用的测量方法是否满足被测参数测量结果的可信性要求了。在没有诞生测量不确定度只有测量误差的年代，人们就是用这种方法来判定测量方法的可信性的。

yeses

何必 发表于 2018-7-20 09:43
建议叶老师有空的时候可以参阅   钱钟泰等老前辈的-《测量准确度评估讲座》系列，我发现您现在提出的很多 ...

我想，有这种想法的人肯定还有。但是，按照这一逻辑推理出去的结果却要面临误差没有系统/随机分类的理论问题了---任何误差都是随机变量，这又是一个理论门槛。

路云

njlyx 发表于 2018-7-19 22:00
当前本国境内，用于称"白糖"之类商品交易的"称量设备"好像是要求"强制检定"的。……前面例說的"一次称糖" ...

所以说，“检定”或“校准”对于本次单次称量白糖的活动来说，均属于预评估。您的这一说法，叶老师早就在19楼说过：“另一次其它测量是不同的测量，我根本就不关心。用其它不同测量的可能表现证明当前的测量的品质无异于用别人的财富证明自己很有钱。”

njlyx

路云 发表于 2018-7-20 22:57
所以说，“检定”或“校准”对于本次单次称量白糖的活动来说，均属于预评估。您的这一说法，叶老师早就在1 ...

我不明白我的那段话与叶老师的这段话有什么相同的意思？？？

njlyx

yeses 发表于 2018-7-20 20:21
我想，有这种想法的人肯定还有。但是，按照这一逻辑推理出去的结果却要面临误差没有系统/随机分类的理论 ...

叶老师，我有一点不太明白 --
   您似乎一直在"论证":  对于已完成任何一次测量，其中的"测量误差"都是一个"定格"不变的"常量"？  对于我们通常理解的"一次测量"(任务是获取某具体时、空点的"量值"--有唯一不二的未知值)，您的这个"认识"不难让人认同。 只是，这个"认识"与"任何误差都是随机变量"之间有什么因果关联呢？  尽管"任何误差都是随机变量"本身没毛病。

此外，尽管"任何误差都是随机变量"，可能并不妨碍根据某种需要对"测量误差"进行适当分类，只是以"系统/随机"为类名欠妥当而已。---本人拙见。

补充内容 (2018-7-22 13:35):
更正：
对于已完成任何一次测量   --->   对于已完成的任何一次测量

csln

一包白糖，称量一次得455g，完全可以按这个称的特性评估出一个不确定度，比如10g，卖家可以肯定地告诉买家，给您的糖在445g到465g间，短时间内或者长时间内（糖没有有部分融化变成水流失等等）无论用什么样的称（符合法定要求的合格称）无论再称量几次，95%以上保证不会超出这个范围

如果测量连这个最基本的都不能保证，研究就纯粹是逗你玩了

njlyx

csln 发表于 2018-7-21 08:02
一包白糖，称量一次得455g，完全可以按这个称的特性评估出一个不确定度，比如10g，卖家可以肯定地告诉买家 ...

完全赞同！

补充内容 (2018-7-22 13:36):
另附“补充说明”如后83#。

njlyx

csln 发表于 2018-7-21 08:02
一包白糖，称量一次得455g，完全可以按这个称的特性评估出一个不确定度，比如10g，卖家可以肯定地告诉买家 ...

补充说明---
1.  小疏漏: 称-秤;
2.  能保证的事:  若用本秤重称，保证"测得值"有95%的可能性落在445g~465g之间(其实，以现有"规程"对秤具"分辨率"的限制，实际可能是:无论再重称多少次，"测得值"很有可能都是455g。);     若用"测量不确定度"可以实用忽略不计(譬如亚mg量级)的"标准"秤重称，也保证"测得值"有95%的可能性落在445g~465g之间;     若用"测量不确定度"不可忽略的其它合格秤具重新称量，则保证【这重新称量结果给出的95%"概率量值区间"与445g~465g区间有重合部分。】--所谓两个测量结果"相容"。

补充内容 (2018-7-22 13:36):
作为82#的“补充说明”。

yeses

njlyx 发表于 2018-7-21 07:12
叶老师，我有一点不太明白 --
   您似乎一直在"论证":  对于已完成任何一次测量，其中的"测量误差"都是一 ...

随机变量概念，实际上目前有二种理解：1、处于随机变化状态的量。2、其所有可能取值遵循随机分布的量。

过去人们都按照第1种理解方式，强调误差处于随机变化的状态，所以无法理解一个恒定量是随机变量。测得值提交后误差还处于随机变化状态，这显然基本不可能（除了电子噪声等极少误差具有这一特质）。而我强调误差客观上多是恒定主要是提醒大家不要掉入这种随机变化的陷阱。

第2种理解方式中，强调误差不一定需要处于变化状态，只强调误差值未知但存在于一定的概率区间内---其所有可能取值构成一个随机分布。按照这种解释，任何误差都是随机变量，都有其所有可能取值，都有其方差（所有可能取值的分散性），（所有可能取值的）数学期望都是0，这样就没有不遵循随机分布的所谓系统误差了，精密度正确度概念就没有了，协方差传播律的概念内涵也变了。。。。误差理论的解释逻辑就全变了。

另，在实际的具体实践中，误差的表现性质是肯定有类别的，但这种类别只对当前测量有效，对其它测量就无效（其它测量需要根据自己的测量原理具体分析）。即使误差表现出系统性影响，其方差仍然存在且其数学期望仍然为0。

njlyx

yeses 发表于 2018-7-21 12:21
随机变量概念，实际上目前有二种理解：1、处于随机变化状态的量。2、其所有可能取值遵循随机分布的量。

...

随机量的"总体"与"样本"的关系，很多人从来就明白。

如您批判的那样"狭隘"认识的人或许有？但这绝非计量测试领域的"共识"！而且，将"测量误差"两分类与那样"狭隘"认识关联也好像很牵强(--也许是我不能理解)。

测量器具(仪器、系统)的(测量)"正确度"与"精密度"是有实用意义的特性"指标"，不知您为何要下定决心扫除它们？

当前的"测量误差"二分类的"定义"背景已然十分具体---只针对"重复测量"而言。除了类名宜斟酌，应该没有什么"概念"或"逻辑"矛盾。

如果一方面诋毁"系统/随机"的分类，另一方面又弄出个"系统性影响/随机性影响"的分类，只会让人莫名其妙！……因为: 原本的所谓"系统/随机"误差分类，说的就是产生"误差"的"误差源"所具有的"特性"。……打个比如:  假如将每只鸡蛋"重"量与60g的差值比做"误差"，有母鸡A与母鸡B，她们一辈子都下了若干只蛋，相应构成若干"误差"，我们不妨把母鸡A、B所生之蛋形成的"误差"分别标记为"误差A"、"误差B"。如果母鸡A下蛋的"重"量比较有规律--相邻两次的"重"量相差很小(有差别，但小到几乎可以忽略不计)，但她一辈子下的若干只蛋的"重"量有较缓慢的可观变化---所形成的"误差A"的"总体均值"为0，"标准偏差"为σA;  而母鸡B下蛋的"重"量则比较"任性"--相邻两次的"重"量相差很大，忽"轻"忽"重"，她一辈子下的若干只蛋所形成的"误差B"的"总体均值"也为0，"标准偏差"为σB。……为了"有效"估计(无秤称量，只能根据已知的σA、σB来"估计")两只母鸡分别接连所生n只蛋的平均"重"量的"误差"(之类要求)，我们有必要对上述"误差A"与"误差B"适当区分---将"误差A"称为所谓"系统误差"，将"误差B"称为所谓"随机误差"。………母鸡A接连所下n只蛋的平均"重"量的"误差"(概率)界限值与其所下任一只蛋"重"量的"误差"(概率)界限值相同(譬如都是3σA);  但母鸡B接连所下n只蛋的平均"重"量的"误差"(概率)界限值则会小于其所下任一只蛋"重"量的"误差"(概率)界限值(譬如，任一只是3σB，n只平均则为 3σB/√n )。

yeses

njlyx 发表于 2018-7-21 18:09
随机量的"总体"与"样本"的关系，很多人从来就明白。

如您批判的那样"狭隘"认识的人或许有？但这绝非计量 ...

您这个例子不能这么解释。把很多误差样本放在一起进行研究是当然必要的，但研究方法有多种。可以研究误差的规律性，即把误差和某个物理量（譬如时间）联系起来观察。也可以撇开任何其它条件只做统计，研究其统计规律。同一种误差按二种方法研究都是可以的，但不能把一个误差按函数规律研究二把另一个误差按统计方法研究，从而断定一个是系统误差而另外一个是随机误差。

请看我最近刚发表于《MEASUREMENT》的论文The new concepts of measurement error’s regularities and effect characteristics。

补充内容 (2018-7-22 07:58):
而且这种所谓的规律性和随机性跟误差的影响特性---系统影响/随机影响之间没有必然关系。

yeses

njlyx 发表于 2018-7-21 18:09
随机量的"总体"与"样本"的关系，很多人从来就明白。

如您批判的那样"狭隘"认识的人或许有？但这绝非计量 ...

此外，测量仪器输出一个示值，就是您主帖所指的一个测得值，一个测得值就一个误差，有不确定度或MPE对其误差的概率区间作出评价就足够了，没有精密度正确度的位置了呀。

系统随机影响是不确定度分析时必须涉及的，误差实际有四种影响方式 ：系统影响、随机影响、既系统也随机影响、还有无影响。这些影响方式是重复测量方法决定的，同一误差在不同的重复测量方法中的影响方式可以不同。

njlyx

yeses 发表于 2018-7-21 18:47
您这个例子不能这么解释。把很多误差样本放在一起进行研究是当然必要的，但研究方法有多种。可以研究误差 ...

【 但不能把一个误差按函数规律研究二把另一个误差按统计方法研究，从而断定一个是系统误差而另外一个是随机误差。】？？？

何处"把一个误差按函数规律研究，而把另一个误差按统计方法研究"了呢？  不解。

yeses

njlyx 发表于 2018-7-21 18:09
随机量的"总体"与"样本"的关系，很多人从来就明白。

如您批判的那样"狭隘"认识的人或许有？但这绝非计量 ...

如果学术界真有“系统误差”也有它的所有可能取值，也是随机变量的“共识”，那就不会有误差分类学说了。没有了误差分类学说，自然也没有精密度正确度概念体系了。

如果学术界真有任何误差都有它的所有可能取值，都是随机变量的“共识”，那不确定度的概念当然就不会定义为测得值的发散性了（跟精密度变成了同一个东西）。

史锦顺

何必 发表于 2018-7-20 09:43
建议叶老师有空的时候可以参阅   钱钟泰等老前辈的-《测量准确度评估讲座》系列，我发现您现在提出的很多 ...

       《JJG1027-91 测量误差及数据处理》的主要起草人是钱钟泰。对误差的分类、对系统误差的表述是很明确、清楚的。恒值的系统误差的存在，是客观事实，必须认真对待。把系统误差当随机误差处理，不是钱钟泰的主张。误差无类别的论点，特别是：“任何误差都是随机变量”的论点，是叶先生的独创。说钱钟泰那里早就有，第一，不符合钱钟泰的主张；第二，降低了“误差无类别论”创始人叶先生的首倡地位。
       对一种学术观点，赞成还是反对，都很正常。但要责任明确，要客观，不能凭估计而张冠李戴。
       以下是《JJG1027-91》中关于误差分类的截图。红线是老史赞成并极力强调的；蓝线是老史反对的。
       整个截图说明：误差分类是必要的，是客观规律的反映。而史锦顺更认为，系统误差的恒值性，是误差合成理论的基础。把系统误差当随机误差处理，是行不通的。


     请管理员先生检查一下史锦顺的帖子，为什么不能上传截图图片（系统显示错误10）

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csln

njlyx 发表于 2018-7-21 10:55
补充说明---
1.  小疏漏: 称-秤;
2.  能保证的事:  若用本秤重称，保证"测得值"有95%的可能性落在445g~46 ...

     完全赞成

csln

同一种误差按二种方法研究都是可以的，但不能把一个误差按函数规律研究二把另一个误差按统计方法研究，从而断定一个是系统误差而另外一个是随机误差。

这话颠倒了正常的基本逻辑关系

有的误差符合函数规律，有的误差不符合函数规律，并不是因为按函数规律去研究了才是系统误差，也不是因为按统计方法去研究了才是随机误差，误差的特性是其在特定条件下其本身固有的，不会因为研究方式而改变

yang001

就不可能存在绝对相同的两次测量

当前测量的结果如果不能描述当前测量和未来“相同”或“近似”条件的测量

路云

史锦顺 发表于 2018-7-22 10:45
《JJG1027-91 测量误差及数据处理》的主要起草人是钱钟泰。对误差的分类、对系统误差的表述是很 ...

我使用搜狗浏览器上传截图没有问题，之前用360浏览器也经常出现你同样的问题，不知何故。

规矩湾锦苑

　　回到本主题帖的核心议题上，标题是：“单次测量结果没有(测量)不确定度吗？”我认为回答这个问题首先必须对“单次测量”达到统一认识，然后再探讨“单次测量结果”有没有(测量)不确定度。
　　单次测量强调的是只对被测量测量一次，不涉及两次以上的重复测量，因此不涉及“重复性”、“复现性”这些与多次测量有关的计量特性。我们可以不必在涉及多次测量的话题上耗费时间。
　　测量结果的定义是由测得值及其测量不确定度构成的“一组信息”。单次测量只有一个确定的测得值，因此它不可能有重复性、复现性、随机误差、分散性等需要多个测得值才能体现的特性，在误差理论中它也仅有已知系统误差。
　　那么单次测量有不确定度吗？我认为，有不确定度这是确切的。理由是：
　　１.不确定度不是实施测量测得，也不是经数学计算得到，而是人们用掌握的有用测量信息，用规范的评估方法评估（估计、评定）得到的，使用的测量信息可靠，评估的结果就是确定的，八九不离十的。
　　２.不确定度的本质是被测量真值可能存在的区间半宽，真值可能存在的区间是真值“分散性”，这个分散性不是测量结果的。人们只是用这个分散性的“半宽”来定量描述测得值的可信性。使用的不是分散性区间，只是区间的“宽度”（半宽）。在数轴上，区间不仅有宽度，还应该有具体位置，宽度只有大小，没有位置。
　　３.这个被测量真值可能存在的区间半宽，是人们人为将其与测得值“相联系”的结果，并非测得值本身固有的特性。是人们主观上用这个半宽作为一个“非负参数”，用来量化评判测得值的可信性。因此只要是通过实施测量获得的测得值，不管单次测得还是多次测得，就都应该有人们赋予它的这个特性。
　　４.正如第二自然段所讲，测量结果的新定义规定是由测得值和测得值的不确定度构成的一组信息，这个定义并未强调只有多次测量的平均值作为测量结果时才有测量不确定度，因此单次测量的测得值作为测量结果时，也应该包含有测得值和测量不确定度。

史锦顺

史锦顺 发表于 2018-7-23 06:45
《JJG1027-91 测量误差及数据处理》的主要起草人是钱钟泰。对误差的分类、对系统误差的表述是很 ...

《JJG1027-91》截图（88#补充。）
谢谢路云先生指点。



        

yeses

史锦顺 发表于 2018-7-23 16:42
《JJG1027-91》截图（88#补充。）
谢谢路云先生指点。

守住误差分类，就守住了系统误差不能和随机误差合成，就是守住精密度、正确度、准确度，否定了不确定度；推翻误差分类就是推翻系统误差不能和随机误差合成，推翻了精密度、正确度、准确度，支持了不确定度。您我就分别属于这二类，绝对的少数派，但至少坚持概念逻辑性这个底线。

现在人数最多的一派却是，既要误差分类，要精密度、准确度、准确度，也要不确定度。既要系统误差和随机误差不能合成，也要系统误差和随机误差可以合成。当然其中还有许多人实际是按精密度来理解不确定度----闹了20年不确定度实际又退回到精密度那里去了，不确定度=精密度！---国际规范为一个概念定义了二个术语！

您帖的图中：标准砝码的误差是否遵循随机分布？温度引入的附加误差是否遵循随机分布？

规矩湾锦苑

　　如果承认误差可以分类，那就是承认误差是同一种东西的两个类别，可以分类的同一种东西却又不能合成为同一种东西，理论陷入了矛盾之中。
　　守住误差分类，就是守住精密度、正确度、准确度，是不言而喻的。但因为守住误差分类就否定了不确定度就显得有些武断。误差分类是误差理论中的问题，误差可否分类与不确定度能否存在没有任何瓜葛，因为误差能分类，测量结果存在不确定度，误差不能分类，测量结果仍然存在不确定度。
　　既要误差分类，要精密度、准确度、准确度，也要不确定度，这是计量界的希望，也是当前计量技术规范的规定，同时又是客观存在的现实。但“既要系统误差和随机误差不能合成，也要系统误差和随机误差可以合成”，同时满足相互对立的两个条件确实是不可能的。系统误差是两个值的差值，随机误差是一个区间的宽度，两个值的差值在数轴上是一个点，点的值可以在坐标轴的原点、左边或右边，有正负号。区间的宽度在数轴上是两个点的距离，而不是一个点，无论在数轴何处，永远是无正负号的长度。“点”和“距离”不是同一类量，当然也就无法合成。
　　不确定度＝精密度，是一种典型的混淆概念的做法。精密度是一种误差，是随机误差的一种，但不确定度和误差是完全不同的两个概念，并非国际规范为同一个概念定义了二个术语，而是为两个术语定义了不同的概念，将不确定度与误差划等号是错误的。

yeses

规矩湾锦苑 发表于 2018-7-24 13:38
　　如果承认误差可以分类，那就是承认误差是同一种东西的两个类别，可以分类的同一种东西却又不能合成为同 ...

不确定度分析首先是误差方程，然后是通过误差方程获得方差合成方程从而获得标准偏差。这个标准偏差（标准不确定度）为什么跟误差又没有了关系？这个标准偏差为什么又不能叫精密度？

系统误差为什么就不能有区间宽度？