本帖最后由 史锦顺 于 2015-2-18 12:31 编辑
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关于不确定度评定的新质疑
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史锦顺
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推行不确定度论二十多年了。是非功过,该认真论说了。
当前,不确定度评定用得最多的地方是计量场合。笔者认为:不确定度论的一套,概念混淆、作法错误,严重的干扰了计量工作的正常秩序。
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计量就是求仪器的测得值与真值的差。看此差值是否超过误差范围(最大允许误差)。
计量的方式是用被检测量仪器测量计量标准。
记法:测得值为M。计量标准的标称值为B,真值为Z,计量标准的误差范围为R(标)。
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(一)计量误差之正解
目的是求得测得值与真值之差:
Δ(真)= M-Z (1)
得到的是测得值与标准标称值之差:
Δ(测)= M-B (2)
(2)式与(1)式的差就是计量的误差元
r(计)= Δ(测)- Δ(真)
= M-B - (M-Z)
=Z-B
=r(标) (3)
计量的误差范围
|r(计)|max=|r(标)|max
R(计)=R(标) (4)
计量的误差范围是R(标),因此,合格性判别公式为:
|Δ|max≤MPEV-R(标)
计量操作的要点是找示值误差绝对值的最大值|Δ|max
计量的误差范围,就是计量标准的误差范围。计量的资格是标准的误差范围与被检仪器误差范围之比不大于q,q值通常取1/4,越小越好。
计量者掌握以上误差知识就可以了。计量靠实测数据说话;不需要就被检仪器进行误差分析。
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(二)计量中不确定度评定之误
1 实际测量与理论分析的混淆与重叠
理论分析的结论,要靠实际测量的检验。二者不能混同。
计量不确定度评定的模型为
Δ= M-B (5)
在计量的场合,已知计量标准的标称值B,测量得到测得值M,就可以知道差值Δ。
在量程内选10个有代表性的测量点,应包括上下两端点,及误差可能较大的点。为简化操作,仅在随机误差较大的一个点上做重复测量10次(取其中最大|Δ|值作为该点的差值),其他点只测量一次。找到各测量点上的|Δ|的最大值,记为|Δ|max。
以上是实际测量。测量仪器的系统误差与随机误差,都体现在|Δ|max中。
不确定度评定对(5)式进行分析。要写出对测得值M有影响的因素,这就重复了。
实测已经体现了系统误差因素、随机误差因素的作用,就不必再分析了,不确定度的评定结果,是把一部分实际起作用的因素与理论分析的因素叠加了,就是同一误差因素算两次。
评定是理论计算,是在没有标准的情况下,进行的分析。计量的场合有标准,计量的目的是实际测量被检仪器的性能。能够实测的项目,就不要再加上分析出的值了。加上,就错了。
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2 混淆两个不同层次的问题
M的误差与B的误差,是两个不同层次的问题。混在一起处理,是错误的。
测得值M的误差是测量仪器的误差,是认识的客观对象,有多大算多大,不能缩小也不能扩大,必须如实反映。计量就是给出误差范围的实测结果。以公证被检仪器的合格性。
标准的标称值误差范围,引入计量的误差,此值越小越好。
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不同的两个层次的问题,要分别处理。知道标准的误差范围,是计量的误差(求仪器误差时的误差),应在检定之前选定够格的计量标准。
至于测得值M的系统误差与随机误差,都要靠实测来获得,不该把M与不同档次的B放在一起去微分。混在一起了,算出的U95,就不是待定区的半宽了。U95放在合格性判别的公式中,必然形成错误判断。这是两个不同层次误差放在一起的恶果。
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3 错误地拆分测得值函数
测量仪器就是一台函数机。输入端是被测量的真值,输出端是测得值。测得值与真值,通过测得值函数而相互对应。这个函数的参量是误差范围R。误差范围R在研制时确立;计量的任务是抽样证实这个误差范围R。也就是说在一个点上多次测量,测得值对标准的偏离的最大值(即误差元的绝对值的最大值),都不能超过被检仪器的误差范围指标值R(仪/指标),这是在一个测量点上对系统误差与随机误差综合作用的实测检查;还要在量程上的其他点(量程低端、量程高端、以及可能有较大误差的约10个点)上测量。尽可能地找到误差绝对值的最大值。
客观存在的误差元,在每个测得值中表现出来。有多大算多大,还要评定干什么?
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不论在计量中,还是在测量中,误差范围是个整体,不能拆分。GUM法评定不确定度,是把测得值函数作泰勒展开,对误差重新计算、合成。合成计算的结果,又不经过实测证实,没有公证,没有可信性可言。拆分测得值函数的实际效果是重计误差项。因为测量仪器的性能指标,就是误差范围的指标值R(仪/标称),已经由制造厂确定并给出,在计量部门又经过实测公证,再搞评定,就画蛇添足了,就错了。
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归根结底一句话:不确定度评定是多余的。评则必错。
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