谁是“测量结果（测得值、校准结果）”、“测量误差”...

何必 发表于 2015-12-8 21:19
说实在话，我之前也没有细分这两者差别的思想！看到论坛上njlyx老师这样表述过，在与我们单位的一位计量 ...

　　严格来说，测量方案的不确定度、测量操作过程的不确定度、测量结果的不确定度可视为相等，测量方案的不确定度和测量操作过程的不确定度可当作测量结果的不确定度使用。但反过来用测量结果的不确定度当作测量方案或测量操作过程的不确定度使用则有不妥。
　　因为测量方案的不确定度使用了所用测量设备最大允差信息进行评估，测量结果的不确定度则使用所用测量设备的具体计量特性信息（证书给定的信息）进行评估，前者明显大于后者。不确定度用大者代替小者有益于测量工程的安全性，用小者代替大者对测量工程安全性有害，将增加测量过程的风险，因此不赞成不确定度用小者代替大者的代用。在不确定度评定中同一个输入量引入的不确定度分量如果同时使用了A类评定和B类评定两种方法，得到了两个不确定度分量应取大舍小，也是这个道理，目的都是为了确保测量工程的安全性。

规矩湾锦苑 发表于 2015-12-8 20:40
　　我前面说过输入量的误差是产生输出量不确定度的“因”，一个输入量的误差就产生一个不确定度分量，没 ...

先说清楚，确实没细看您在本贴中全部的讨论。就您的回复来看，标准器的重复性确实包含在允许误差中，但注意一次测量的重复性包括被测对象、测量方法、人员操作、环境和标准器的，其它四方面的重复性一般远大于标准器的。

njlyx 发表于 2015-12-8 20:27
现行的“测量不确定度”包含“测量操作”的不确定和“被测对象”的不确定，这应该不是本人的“非要”！  ...

时间关系没去复制您的原文，曲解了您的观点非常抱歉。但我要表达的重点是一次测量的测量不确定度由五大要素或者10大来源共同产生，没必要去区分，真要区分也是按现在公认的五大要素或10大来源来区分。就像您说的“量值不确定度”，怎么获得？我大胆推测一下，也要通过测量来获得吧，然后这次测量您又分成测量技术的和量值不确定度2号，然后要获得2号，又通过测量来获得，得到测量技术2号和量值不确定度3号…………
补充：    五要素：人员、计量器具、方法、环境、被测对象。
       10大来源（后面3个是专家加的，便于理解，实际是包括在前面10项中）：
1、对被测量的定义不完整或不完善；
2、复现被测量定义的方法不理想 ；
3、测量所取样本的代表性不够 ；
4、对测量过程受环境影响的认识不周全，或对环境条件的测量与控制不完善 ；
5、对模拟式仪器的读数存在人为偏差 ；
6、仪器计量性能上的局限性（最大允许误差、灵敏度、分辨力、稳定性、死区等） ；
7、赋予测量标准和标准物质的标准值的不准确 ；
8、引用常数或其它参量的不准确 ；
9、与测量原理、测量方法和测量程序有关的的近似性或假定性；
10、在相同的测量条件下，被测量重复观测值的随机变化 ；
11、对一定系统误差的修正不完善 ；
12、测量列中的粗大误差因不明显而未剔除 ；
13、按照约定进行的数据修约。

何必 发表于 2015-12-8 21:19
说实在话，我之前也没有细分这两者差别的思想！看到论坛上njlyx老师这样表述过，在与我们单位的一位计量 ...

对的，“测量”在科学中的 重要性就不说了，一次测量就是一个完整的过程，没必要分开也不能分开。

规矩湾锦苑 发表于 2015-12-8 22:39
　　您的案例被测对象是45个人的平均身高，测得值（测量结果）为h0=170.05cm，按直接测量法可写出测量模 ...

您这属于会找事不会解决问题的，njlyx先生给您的条件很充分了，还要再给什么有用信息，您是讲过很多年课的老师、论坛里版主专家，提出问题前怎么不想好怎么解决，要是下棋走一步看一步还不直接让人KO了

您没明白njlyx先生题目的用意，揣测一下，错了请njlyx先生指正，是想让您评定一下这个测量中被测对象学生身高在测量不确定度中的分量是什么，您怎么考虑

给您个答案，您参考一下   假定测高仪测量不确定度远小于0.1cm， 测量结果为   全班平均身高 ： 170.05cm   U95=2.00cm

规矩湾锦苑 发表于 2015-12-8 22:39
　　您的案例被测对象是45个人的平均身高，测得值（测量结果）为h0=170.05cm，按直接测量法可写出测量模 ...

前贴已说明：测高仪的性能指标请您适当设定。

还要些什么“信息”才能报告“测量结果”呢？也请您适当假定一个可以报告“测量结果”的条件吧。

csln 发表于 2015-12-9 09:30
您这属于会找事不会解决问题的，njlyx先生给您的条件很充分了，还要再给什么有用信息，您是讲过很多年课 ...

【假定测高仪测量不确定度远小于0.1cm， 测量结果为   全班平均身高 ： 170.05cm   U95=2.00cm】

“假定测高仪测量不确定度远小于0.1cm”或是合理的，相应的，此“测高仪”测量身高时的“测量误差”相对于“x班同学身高散布”而言近似可以忽略不计——那么，“U95=2.00cm”是什么“含义”呢？

“x班同学”总计全体就是45名，【平均身高 = 170.05cm】是这45名同学全体身高测得值的“平均值”，并不存在“样本均值”与“总体均值”的“可能差异”。如果要给出一个“x班同学平均身高”的“测量不确定度”，那它就应该是一个主要由“测高仪的那个远小于0.1cm的‘（仪器）测量不确定度’”决定的“数值”，如假定【测高仪的‘（仪器）测量不确定度’=0.1cm[95%]】，则“测量结果”报告很可能应该是

“x班同学”的“平均身高 ”= 170.05cm，U95=0.09cm；
“x班同学”的“身高散布标准偏差 ” s=10.15cm。

或者是

“x班同学”的“身高 ”= 170.1cm，U95=20.3cm。

这个“U95=20.3cm”主要是反映了“x班同学身高的自身‘散布’范围”，“测量误差”的“贡献”微乎可略。将它称之为【x班同学身高的‘不确定度’】或比称为【x班同学身高的‘测量不确定度’】更贴切一点。

thearchyhigh 发表于 2015-12-9 08:43
时间关系没去复制您的原文，曲解了您的观点非常抱歉。但我要表达的重点是一次测量的测量不确定度由五大要 ...

对如此“全面”的影响因素，应该有适当的“专业”分工，各司其职才可能“评估”的比较“恰当”。

专业的“计量测试人员”宜专业负责与“测量技术”相关的部分。

njlyx 发表于 2015-12-9 12:00
【假定测高仪测量不确定度远小于0.1cm， 测量结果为   全班平均身高 ： 170.05cm   U95=2.00cm[/backcolo ...

规版的置疑是正确的，您这个例子条件不充分,主要是测量重复性未知，当然您那三句有颜色的话的定性是对的（定量由于需要计算不好说）。数学模型h(均)＝(h1+h2+……+h45)/45。要知道h(均）的不确定度，要由u(h1)~u(h45)合成，而u(hi)的不确定度包括（测量重复性[对同一个人测量10次得到]，测高仪的计量特性），最后合成时，由于有相关性，还需要算相关系数……
开始假定：测高仪MPE0.1cm，测量方法及人员操作到位，重复性为零。
可知U(h1)=U(h2)=...=U(h45)=0.1cm，k=1.732。由于各分量都由测高仪供献，相关系数为1，各分量合成时直接求合，各分量灵敏度系数为1/45。
可得U（h(均)）＝(U（h1）+U(h2)+...U（h45）)/45=0.1cm,k=1.732。
所以 ，x班同学”的“平均身高 ”= 170.05cm，U=0.1cm，k=1.732。此不确定度的意义仅表示，X班同学的平均身高测量结果的分散范围，也就是说您再测量或多次测量X班同学的平均身高得到的结果的可能范围是169.95~170.15cm。

另外去计算各同学身高的散布标准差，是另外的问题了，如您测量一个6边形（完全不等边）的周长，L＝L1+..L6，L1~L6之间的散布有什么用？，再简单点您测量一个矩形的面积，通过测量长宽得到，长和宽之间的不同或散布有什么用？

csln 发表于 2015-12-9 09:30
您这属于会找事不会解决问题的，njlyx先生给您的条件很充分了，还要再给什么有用信息，您是讲过很多年课 ...

别太针对了。看下84#

njlyx 发表于 2015-12-9 11:29
前贴已说明：测高仪的性能指标请您适当设定。

还要些什么“信息”才能报告“测量结果”呢？也请您适当假 ...

　　好，测量设备的允差由我设定，那么45名学生的平均身高测量不确定度的评定可按如下步骤报告：
　　1概述
　　被测对象：45人的平均身高h(均)，实测结果h0＝170.05cm，“计量要求”（允差）没有提出。
　　使用测量设备：皮卷尺，测量范围0～2m，分度值5mm，分度值允差±1mm，最大最大允差Δ＝±(1.7+0.8L)mm＝±3.3mm。
　　测量环境：室温(20±10)℃。
　　测量方法:直接测量法。
　　2测量模型：h(均)＝(h1+h2+……+h45)/45。
　　3灵敏系数：Ch1＝Ch2＝……=Ch45＝1/45。
　　4标准不确定度分量分析
　　4.1输入量h1测量时引入的标准不确定度u(h1)
　　4.1.1皮卷尺计量特性引入的标准不确定度u(h1)1
　　皮卷尺示值允差引入的不确定度u1：按均匀分布处理u1=3.3mm/√3＝1.9mm；
　　皮卷尺估读引入的不确定度u2：按估读能力1/5格和均匀分布处理u2=(5mm/5)/√3＝0.58mm；
　　皮卷尺分度值允差引入的不确定度u3：按均匀分布处理u3=1mm/√3＝0.58mm；
　　u2和u3有重叠，两者取最大值u2＝0.58mm，与u1合成得u(h1)1＝2.0mm。
　　4.1.2身高测得值重复性引入的标准不确定度u(h1)2
　　选择一个同学多次重复测量身高，用贝塞尔公式求得标准偏差为sh=10.15cm＝101.5mm。说明：这个标准偏差明显违背常理，这么大的标准偏差是完全不可能的，因此本人建议废弃这个假设。另外，本分量与u(h1)1重叠取两者最大值，正常情况下u(h1)2一定小于u(h1)1，建议这个分量可以不用分析。
　　4.1.3环境条件对身高测得值引入的标准不确定度u(h1)3，此项分量很小可用忽略不计。
　　4.1.4上述各分量合成并乘以灵敏系数1/45后，得到输入量h1测量时引入的标准不确定度，u(h1)＝u(h1)1·(1/45)＝(2.0/45)mm。
　　4.2分别分析输入量h2、h3、……、h45给h0引入的标准不确定度分量u(h2)、u(h3)、……u(h45)
　　与4.1同样的方法分析可得u(h2)＝u(h3)＝……＝u(h45)＝u(h1)＝(2.0/45)mm
　　5求合成标准不确定度uc
　　因为h1至h45使用了同一个皮卷尺测量，且使用的显示值大体上相差不多，u(h1)至u(h45)等45个分量视为强相关，合成时应该取45个分量相加，因此uc＝(2.0/45)mm×45＝2.0mm。
　　6求扩展不确定度U
　　取包含因子k=2，则U=2.0mm×2＝4.0mm。
　　7结论
　　45名同学的平均身高测量结果为：(170.05±0.40)cm，k＝2。即平均身高h0＝170.05cm，平均身高测得值的扩展不确定度当包含因子取k＝2时为0.40cm。
　　说明：U95=20.3cm＝203mm是完全不可能的事，这个U95已经严重违背测量学的基本常识，203mm的差如果是45名同学之间最高身高与最矮身高的差，倒还是马马虎虎说得过去，但绝对不可能是测量方案或测量结果的可信性（即不确定度），如果测量不确定度达到这个程度，用这个测量方法得到的身高测量值就绝对不能被我们所采信。另外，这也就算对80楼的回复吧，恕我不再重复回复80楼了。

thearchyhigh 发表于 2015-12-9 14:46
规版的置疑是正确的，您这个例子条件不充分,主要是测量重复性未知，当然您那三句有颜色的话的定性是对的（ ...

你见过给一个人测身高要测10次才能给结果吗？  每人测一次能不能报告结果？

“多边形周长”、“矩形面积”与“x班同学的平均身高”一样，都是实用上“量值单一”的“个体量值对象”， 而“x班同学的身高”则是一个“有若干量值”的“群体量值对象”，两者是不好混为一团的。

thearchyhigh 发表于 2015-12-9 08:29
先说清楚，确实没细看您在本贴中全部的讨论。就您的回复来看，标准器的重复性确实包含在允许误差中，但注 ...

　　“标准器的重复性确实包含在允许误差中”，这一点我们达到意见统一。“一次测量的重复性包括被测对象、测量方法、人员操作、环境和标准器的，其它四方面的重复性一般远大于标准器的”这一点我也赞成，但关键还是要清楚不确定度评定中必须紧紧围绕着输入量，有一个输入量就有一个不确定度分量，不能随意增加，也不能随意减少。该测量模型中只有唯一一个与计量标准有关的输入量，找不到与被测对象读数有关的任何蛛丝马迹。被测对象的示值（也就是读数），无论它多大多小都是输出量，都是被测量，自己不能给自己引入不确定度分量，这是不确定度评定的基本原则。

规矩湾锦苑 发表于 2015-12-9 14:58
　　好，测量设备的允差由我设定，那么45名学生的平均身高测量不确定度的评定可按如下步骤报告：
　　1概 ...

【选择一个同学多次重复测量身高，用贝塞尔公式求得标准偏差为sh=10.15cm＝101.5mm。说明：这个标准偏差明显违背常理，这么大的标准偏差是完全不可能的，因此本人建议废弃这个假设。】

这个你“理解”错了，  “sh=10.15cm”是全班45人的身高测得值的“标准偏差估计值”！！！

规矩湾锦苑 发表于 2015-12-9 14:58
　　好，测量设备的允差由我设定，那么45名学生的平均身高测量不确定度的评定可按如下步骤报告：
　　1概 ...

【说明：U95=20.3cm＝203mm是完全不可能的事，这个U95已经严重违背测量学的基本常识，203mm的差如果是45名同学之间最高身高与最矮身高的差，倒还是马马虎虎说得过去，但绝对不可能是测量方案或测量结果的可信性（即不确定度），如果测量不确定度达到这个程度，用这个测量方法得到的身高测量值就绝对不能被我们所采信。另外，这也就算对80楼的回复吧，恕我不再重复回复80楼了】

你觉得“x班同学的平均身高”与“x班同学的身高”是一回事吗？   82#中的“U95=20.3cm”是针对后者，原帖已说明。

【45名同学的平均身高测量结果为：(170.05±0.40)cm，k＝2】
这是一个可以接受的“报告”。（“评定”细节不予纠缠，“数值”上应可接受。）

规矩湾锦苑 发表于 2015-12-9 15:08
　　“标准器的重复性确实包含在允许误差中”，这一点我们达到意见统一。“一次测量的重复性包括被测对象 ...

       Y＝X0模型举例：用卡尺测量橡胶棒（较软）的直径，橡胶棒较软产生的不确定度是表现在卡尺的显示值上的，同意吧?按您的理解，用卡尺测橡胶棒和用卡尺测量块的测量不确定度一样了，都只考虑卡尺的计量特性，因为X0是在卡尺上读出来的。
       我再重申正确的测量过程或模型：Y＝X0模型 ，实际是Y＝数值‘’X0‘’+修正值“0”，这个0已经修正值，意思是您忽略了修正值，那这个“0”的不确定度就是最大允许误差；如果您使用了外校证书上的修正值，Y＝X0+b，那这个“b”的不确定度就是外校证书给的校准结果不确定度。数值“X0”，本身在一 次测量中仅一个数值，没有不确定度，但多次测量会不同，所以有重复性。

njlyx 发表于 2015-12-9 15:07
你见过给一个人测身高要测10次才能给结果吗？  每人测一次能不能报告结果？

“多边形周长”、“矩形面积 ...

　　你的这个观点我完全赞成。因此，我在86楼的不确定度评定报告就是按照45个人每人测量一次身高，然后将全部测得值相加除以人数的测量方法，把最终计算值赋予输出量（平均身高）h(均)，给出的测量模型，再根据这个测量模型评估输出量的测量不确定度。

njlyx 发表于 2015-12-9 15:07
你见过给一个人测身高要测10次才能给结果吗？  每人测一次能不能报告结果？

“多边形周长”、“矩形面积 ...

又回到老问题，再强调测一次不能报告包括不确定度的结果。评定不确定度时基本必须要考虑的来源“在相同的测量条件下，被测量重复观测值的随机变化”，需要重复性测量 才能得到。至于测不测10次的问题或者说平时工作怎么办，总不能每次都测量10次吧，方法见JJF1059.1中4.3.2.6  预评估重复性。 另外您的“文字描述”我都理解，不用再说。但您的数学计算能力或者说严密的计算过程基本没体现。

thearchyhigh 发表于 2015-12-9 15:29
又回到老问题，再强调测一次不能报告包括不确定度的结果。评定不确定度时基本必须要考虑的来源“在相同的 ...

许多费钱、费力的实验都只能进行一次，相应的“测量结果”都不能报告“测量不确定度”吗？！... 在此问题上，你附再多的资料，也只能说明您并没有完全消化这些资料。

许多所谓的“重复性”问题都是由“测量系统”的“特性”决定的，相应的“评定”通常都在实际测量之前（偶尔也会事后补充）通过“校准”之类的“实验”及一系列理论分析而完成，在被测量未知的“实际测量”中求解“测量系统”“重复性”的情况反而较少见（它要以“被测量”近似“常量”为前提；“实际测量”重复多次的代价会较大）。

njlyx 发表于 2015-12-9 15:37
许多费钱、费力的实验都只能进行一次，相应的“测量结果”都不能报告“测量不确定度”吗？！... 在此问题 ...

你又见过哪个有数据结果的实验只测量一次能发表的？

单次测量理论上是无法得到测量不确定度的，所谓的预评估的应用也是有条件限制的，被测对象的型号要与预评估时基本一致，比如分辨力什么的与预评估一致，被测本身重复性所占比重是比较小的且基本与预评估时的值基本一致的，各种因素要完全处于受控条件下。总之，一般不推荐单次测量，不然万一碰到异常值岂不坏事。

njlyx 发表于 2015-12-9 15:16
【说明：U95=20.3cm＝203mm是完全不可能的事，这个U95已经严重违背测量学的基本常识，203mm的差如果是45 ...

　　“x班同学的平均身高”与“x班同学的身高”的确不同，但您的题目是：共计45人，测得平均身高为：h0=170.05cm；身高测得值的标准偏差（贝塞尔公式估计值）为sh=10.15cm，要求报告一下“X班同学身高”的“测量结果”，和“测量不确定度”取什么值。
　　请问，你的被测参数到底是什么？全班平均身高？全班个人的身高？还是全班身高的分布宽度（身高差）？
　　如果“sh=10.15cm”是全班45人的身高测得值的“标准偏差估计值”，而不是测量方法的标准偏差，我不能表示怀疑。那么这个sh在身高测量结果的不确定度评定中那也就的确用不着了。
　　我的结论【45名同学的平均身高测量结果为：(170.05±0.40)cm，k＝2】，意思是全班平均身高的测量结果是170.05cm，170.05cm这个测量结果的扩展不确定度是0.40cm，扩展不确定度0.40cm的包含因子是k＝2。但这个完整的测量结果表述绝不是说平均身高介于169.65cm至170.45cm之间，平均身高只有一个唯一测得值，这就是170.05cm。
　　至于不确定度评定细节，我知道您不感兴趣，那是我是对80楼的回复。

thearchyhigh 发表于 2015-12-9 15:39
你又见过哪个有数据结果的实验只测量一次能发表的？

我见得不少。

要多少次重复测量的“结果”才有意义，完全取决于“量值对象”本身的特性。如果有充分的“把握”认定“量值对象”就是一个不变的“常量”【个体对象】，那一次测量的“结果”就有实用意义，称盐、买菜大都是一次称量成交； 如果“量值对象”是一个公认的“随机量”【群体对象】，那测量一次肯定是不够的，但这每一次的“测量结果”也都可以报告相应的“测量不确定度”，用以表达相应被测样本的“测得值”与“真值”的可能“差异”。

规矩湾锦苑 发表于 2015-12-9 15:58
　　“x班同学的平均身高”与“x班同学的身高”的确不同，但您的题目是：共计45人，测得平均身高为：h0=1 ...

【至于不确定度评定细节，我知道您不感兴趣，那是我是对80楼的回复。】

如果“评定”细节合理，自然会有人感兴趣。

你我在“（测量）不确定度”问题上的根本分歧就在于：你认为【...这个完整的测量结果表述绝不是说平均身高介于169.65cm至170.45cm之间，...】; 而本人则认为【这个完整的测量结果表示：平均身高有95.4%的可能介于169.65cm至170.45cm之间】。大事项上歧见，细节便次要了。

285166790 发表于 2015-12-9 15:57
单次测量理论上是无法得到测量不确定度的，所谓的预评估的应用也是有条件限制的，被测对象的型号要与预评估 ...

对于“被测对象”本身有“分散性”的情况【“校准”的“被测对象”——“被校仪表”的特性参量，往往就在此列】，单次测量肯定是不够的（通常是没有实际用处的）。