不确定度应用中的弊病(2)：夸张指标，降低产品性能

史锦顺

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                                  不确定度应用中的弊病(2)：
                               夸张指标，降低产品性能
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                                                                                              史锦顺
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1  除以根号N的错误
      不确定度评定有两类：A类评定和B类评定。         
       A类评定就是σ除以根号N，称为A类标准不确定度。专用符号是u_A.
       B类评定就是MPEV/√3，称为B类标准不确定度。专用符号是u_B.
       有不同类别名称“A类标准不确定”（Type A standard uncertainty）、“B类标准不确定度”（Type B standard uncertainty），却又说不确定度是不分类的。这种说法的本质就是掩盖“分类穿帮”的事实。逻辑学有条规律，分类后，子类不能兼容。对基础测量（常量测量）来说，B类中包含有A类，兼容了，穿帮了。标准不确定度的两类评定错了。
       σ_平是基础测量的概念。数学表征方法是σ除以√N。在已知系统误差的条件下，多次测量取平均值，减小随机误差，提高测量精密度。此时用σ_平表征平均值的分散性，是正确的。
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       量值分为常量与随机变量。随机变量的分散性的表征量是单值的σ。
       随着测量次数的增加，σ越来越稳定，且趋近一个常数，这个常数是随机变量分散性σ的数学期望。
       随着测量次数的增加，σ_平越来越小，其大小与测量次数密切相关，其期望值为零。σ_平不能用来表征随机变量的特性。
       随机变量的分散性的表征量是单值的σ。就是说，对统计变量，σ不能除以根号N。不确定度体系的A类标准不确定度，“一律除以根号N”是错误的。以下讲两个有关的实例。
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2  “除以根号N”是航天事业潜在的隐患，我国必须否定GUM
       基于多普勒雷达的速度测量，是一项基本航天测量技术。测速的主要误差元是发射机信源的短期频率稳定度。
       不确定度体系错误地规定“量值分散性”σ一律除以根号N（A类不确定度），使分散性指标夸张根号N倍。频率短期稳定度，国际上（包括我国）规定测量次数N为100。如果用不确定度，则夸张10倍。这样，就有出事故的危险。上世纪90年代，我退休前曾担任宇航的几个工号任务的计量师，征得军代表（国防科委测通所丁国祯教授）的支持，抵制了不确定度体系，不除以根号N。很遗憾，仅仅是个人行为。国防科委仍然推行不确定度。
       如果不废除不确定度体系，以后的人们一旦按不确定度体系办事（推行不确定度就是让人执行），隐患很大。除以根号N，就是虚夸指标十倍，等效于降低产品实际性能10倍。推行不确定度干什么？不担心出事故吗？
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3  除以根号N，成为国际产品交易的障碍，我国必须抛弃GUM
       国防计量网上，网友吴下阿蛮讲过近年发生的一件事。美国的一家公司从中国公司（吴下阿蒙所在的公司，似乎在安徽）订购一批直流稳压电源。一项指标是随机变化量即A类标准不确定度。中方公司依据国际规范GUM，将测量计算出的σ除以根号N；购方拒收，说除以根号25（测量25次）不合理。中方说要共同遵守国际规范GUM，但美方不认可。中方改变作法，不除以根号25，于是验收交货。
       这个例子说明，美国的技术人员，并不承认GUM。在这个具体项目的具体问题上，美国技术人员与史锦顺在网上多次讲过的观点是一致的：GUM规定的“除以根号N”是错误的。
       GUM本是国际规范，但由于其内容错误，已经成为国际交往的障碍。连美国技术人员都不认可的几个美国人炮制的GUM，中国人为什么要遵从？GUM就是洋垃圾，必须抛弃！
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xiaoyao_yc

您就应该直接给国务院写信

齐伟鹏

有道理，不过中国都是拿来主义不求甚解。都是山寨加中国特色规定，没有什么技术上的先进性

237358527

1. A类，B类只是 在评定不确定度过程中的计算，并不是说，不确定度分 A类，B类。
    实际测量中，谁都知道，几次测量的平均值比单次测量的值更具有代表性，所以重复性测量带来的不确定度肯定比单次的小。
2. 国防科委仍然推行不确定度。按照你危言耸听的说法，中国的火箭早就上不了天了。。。更别说，要登月了。
3. 美国一个公司，也没说是 哪个大公司，美国也有野鸡公司，也有野鸡技术员，这就说明 美国 抵制 不确定度了？
你不也在抵制不确定度吗？代表中国也 抵制 不确定度了？

吴下阿蒙

我这边评估不确定度确实是不除以根号n的，但原因我已经阐述的很清楚了。进行不确定度评定时测量次数虽然是30次，但我们的测试报告是使用单次测量数据做为测量结果的，即m=1，评估时只需要除以这个m即可。这是不确定度评估指南中写的清清楚楚的。

njlyx

吴下阿蒙 发表于 2018-12-26 12:18
我这边评估不确定度确实是不除以根号n的，但原因我已经阐述的很清楚了。进行不确定度评定时测量次数虽然是3 ...

【 进行不确定度评定时测量次数虽然是30次，但我们的测试报告是使用单次测量数据做为测量结果的，即m=1，评估时只需要除以这个m即可。】<<<

这种"说法"似乎很常见？ 但"实际"情况可能与一般人从字面的"理解"大不一样！……一般人的字面解读: 你们的测试报告中，"测试结果"【"测得值"，"测量不确定度"】中的那个"测得值"是取那30次测量中的某一次"数据"？！………"实际"情况，"当事"人都很清楚: 这"测得值"取的是30次测量数据的(加权)平均值！

避免"误会"的"说法"可能是:  你们关心的"被测量"是xxx范围内yy在任意一点(次、台、时刻、…)的值，不是任意m点(次、台、时刻、…)的"平均值"。后者的"测量不确定度"才会要除以"根号m"(其实这只是这任意m点"相互独立"情况下的结果)。………是具体的"被测量"不一样！不是"取什么做测量结果的问题"。

njlyx

"测量不确定度"应用中"暴露"出来"缺陷"可能主要源于两方面:  某些"权威"的"说法"不够严谨;  某些理想化的"简化处理(及其结论)"有时被不适当的"推广"了。

吴下阿蒙

njlyx 发表于 2018-12-26 13:19
【 进行不确定度评定时测量次数虽然是30次，但我们的测试报告是使用单次测量数据做为测量结果的，即m=1， ...

不确定度全称测量结果的不确定度，其和测量结果一一对应的。测量结果是几次的均值就除以根号几，n次就除以根号n，m次就除以根号m，1次就除以1。我是这么理解的，应该没啥问题吧？我这边报告中测量结果使用的就是单次的，不是平均值， 测30次只是为了评估不确定度，实际是出具了30份测试报告，每个测试报告中都有一个测量结果。

237358527

吴下阿蒙 发表于 2018-12-26 12:18
我这边评估不确定度确实是不除以根号n的，但原因我已经阐述的很清楚了。进行不确定度评定时测量次数虽然是3 ...

你这是打 著名老先生 的脸 啊 。

吴下阿蒙

237358527 发表于 2018-12-26 14:11
你这是打 著名老先生 的脸 啊 。

虽然老先生说的有失偏颇，但就我感觉，在一般常规测量中确实不应该除以根号n，附件是横杠“若在规范化的常规测量中采用式6-3来计算不确定度，这在原则上是允许的，但必须确保今后在同类测量中给的测量结果必须是n次测量的平均值”这一条件，在常规测量中很难到达，正常使用时很少有像评定不确定度那样测那么多次的。所以，我认为规程没有错，但是有人滥用了。。
PS:附件出自倪育才先生编著的《实用测量不确定度评定（第3版）》

csln

这种"说法"似乎很常见？ 但"实际"情况可能与一般人从字面的"理解"大不一样！……一般人的字面解读: 你们的测试报告中，"测试结果"【"测得值"，"测量不确定度"】中的那个"测得值"是取那30次测量中的某一次"数据"？！………"实际"情况，"当事"人都很清楚: 这"测得值"取的是30次测量数据的(加权)平均值！

报告者有把这30次测量数据加权平均了吗？如果没有，就不能说这"测得值"取的是30次测量数据的(加权)平均值

报告者有权利在测得的若干数据中挑一个做为测量结果报出，“当事人”再心里想这相当于什么，但不能就说“是”什么，况且另一方“当事人”还可以自己去测

njlyx

吴下阿蒙 发表于 2018-12-26 14:03
不确定度全称测量结果的不确定度，其和测量结果一一对应的。测量结果是几次的均值就除以根号几，n次就除 ...

【不确定度全称测量结果的不确定度】<<<

可能还不够全？

   全称:   xxx的测量结果的不确定度

   xxx是"被测量"，它是"不确定度"的"载体"，在许多情况下，"不确定度"的数值与它的特性密切相关！当然，"测量不确定度"也与"测量"过程密切相关。

    只有对于"被测量"是"近似单一量值"的理想情况，才可能"撇清""测量不确定度"与"被测量"之间的关系(--只与所用"测量系统"性能有关)。

njlyx

csln 发表于 2018-12-26 14:27
这种"说法"似乎很常见？ 但"实际"情况可能与一般人从字面的"理解"大不一样！……一般人的字面解读: 你们的 ...

这事不必"辩"论的，当事人说明了然。

njlyx

csln 发表于 2018-12-26 14:27
这种"说法"似乎很常见？ 但"实际"情况可能与一般人从字面的"理解"大不一样！……一般人的字面解读: 你们的 ...

我说的"当事人"就是指"报告者"。

csln

njlyx 发表于 2018-12-26 14:32
我说的"当事人"就是指"报告者"。

那您是什么意思呢，好象您在质疑他没有除根号N，莫非报告者“当事人”没有这个权利吗？

csln

njlyx 发表于 2018-12-26 14:31
这事不必"辩"论的，当事人说明了然。

大家认为当事人说很清楚了，可是您提出了异议

njlyx

csln 发表于 2018-12-26 14:38
大家认为当事人说很清楚了，可是您提出了异议

当事人现在似乎在线！

njlyx

刚看到他修改后回帖。他完全有这个自由！我又武断了！抱歉！

njlyx

出了30份报告！……同一"对象"测了30次？还是30个"同类"对象各测1次？

njlyx

csln 发表于 2018-12-26 14:36
那您是什么意思呢，好象您在质疑他没有除根号N，莫非报告者“当事人”没有这个权利吗？ ...

不是"质疑"他没有"除以根号m"，是"质疑"他表达"理由"的说法可能会引起"误会"。

对于那些近似"单一量值"被测量的情况，取"单次测量值"、"取多次测量平均值"作为"测量结果"是不会有误会的。对于"多值"被测量的情况，有点复杂…

吴下阿蒙

njlyx 发表于 2018-12-26 14:55
出了30份报告！……同一"对象"测了30次？还是30个"同类"对象各测1次？

理论上是单台测量30次的，但实际情况并没有这样做，当然这和本帖讨论并无关系。
因为我们评估这个不确定度目的就和规程中的不同。这个不确定度是附带在产品测试报告的，而测试报告中的各测试点的测试值就是单次，没理由除以根号n。好处很明显，这个评估出来的不确定度对这30份报告都是适用的，或者可以说，就算再测试100次，出具的测试报告，这个不确定度理论上也不会差多少，而这是我们的目的。

237358527

吴下阿蒙 发表于 2018-12-26 14:23
虽然老先生说的有失偏颇，但就我感觉，在一般常规测量中确实不应该除以根号n，附件是横杠“若在规范化的 ...

某一类计量设备重复性条件 测30次也好，测10次也好，目的是为了 求得 该 计量设备的测量重复性 大小。
而在实际条件下，该计量设备测3次平均值肯定比测1次得到的值的可靠性要高，从而可以确定，带来的不确定度的测量重复性分量要小，至于为什么要除以根号N ， 那是数学统计的事情，自然有数学家会去做。我们只要知道 同一设备 测N次平均值肯定比测1次得到的值的可靠性要高，当然N次也不是越多越好。

237358527

吴下阿蒙 发表于 2018-12-26 15:28
理论上是单台测量30次的，但实际情况并没有这样做，当然这和本帖讨论并无关系。
因为我们评估这个不确定 ...

如果是同一类或类似的产品，用 1台或几台 测N次的方法求得测量重复性的分量，或用M组每组N台的方法求得测量重复性的分量
可以引用到 同一类或类似的产品的不确定度评定当中。
而实际上，每台产品只测量1次，肯定比每台产品测量N次的得到平均值，可信度要低。
这是每个人都了解的。

吴下阿蒙

237358527 发表于 2018-12-26 15:58
如果是同一类或类似的产品，用 1台或几台 测N次的方法求得测量重复性的分量，或用M组每组N台的方法求得测 ...

是的，每台产品只测量1次，肯定比每台产品测量N次的得到平均值，可信度要低，即单次测量的不确定度（不除根号N）自然是比N次均值的不确定度（除了根号N）要大的，这完全符合测量不确定度是反映测量结果的可信赖程度这一定义。
谁都想不确定小一些，可信度高一些，但大规模生产测试中，测量次数毕竟是需要考虑测试时间成本等因素的。而这些测试方案以及后续的不确定度评估方案，自然是我们和外企讨论确认的。所以，史老选用我这个例子我当然是不同意的，自然也不可能说出公司名称的。

njlyx

吴下阿蒙 发表于 2018-12-26 15:28
理论上是单台测量30次的，但实际情况并没有这样做，当然这和本帖讨论并无关系。
因为我们评估这个不确定 ...

不知您做这30次"重复"测试时，使"测得值"产生不"重复"的主要原因是什么？

如果主要是由于"测试仪器"的"不重复性"引起的，被测对象(被测量值)本身的"波动"可以忽略不计[大致是所谓"常量"测量的情形]，那您这由"30次重复测量评估获得的"单次测量结果的测量不确定度""与后续各"单次测得值"配伍的含义是清晰的--两者配合起来，概率框定了当次"被测量"的"取值范围"。

如果主要是被测对象(被测量值)本身的"波动"引起的，而所用"测试仪器"的"不重复性"可以忽略不计，那上述"配伍"的含义就有点"说不清"了！---若说是当次"被测量"的"取值范围"，则"范围"的宽度可能被"明显放大"了(也并不是根号m的关系); 若说是任一次"被测量"的"取值范围"，则"范围"的中心跑偏了。