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計量論壇

標題: 擺設-障礙-隱患—誤差與不確定度辨析(17) [打印本頁]

作者: 史錦順 時間: 2012-4-26 16:30
標題: 擺設-障礙-隱患—誤差與不確定度辨析(17)
本帖最后由史錦順于 2012-4-26 16:34 編輯

擺設-障礙-隱患—誤差與不確定度辨析(17)

史錦順

不確定度論出世四十年了，大張旗鼓地宣傳二十年了。但是，不確定度論在測量計量的實踐中，究竟扮演著什么角色、起著什么作用呢？簡單地說：它是擺設，它是障礙，它是隱患。有人可能很反感。有不同意見是正常的，請聽聽我的意見。

（一）擺設

一些用不確定度的地方，本來用誤差理論很好解決，用了不確定度，也起不到什么作用，這就是擺設。

現在，不確定度評定用得最多的地方是評價檢定能力。只要評出的不確定度小于被檢儀器允許誤差的1/3，則算檢定能力夠格。評定的數據并不用，僅僅是判斷能否被忽略。

20年前誤差理論當家的時代的辦法：標準的誤差范圍，加上檢定時的附加誤差，就是檢定能力，要求檢定能力小于被檢儀器誤差范圍的1/3。而頻率計量要求是小于1/10。現在人們在實際工作中，也還是用這種簡單、直觀、夠用的辦法。為什么有時候還用不確定度呢，為了應付上級的檢查。網上有一段對話，雙方都是資深計量工作者，他們雖然不贊成對不確定度的批評，但卻說：必要時（實際是檢查時）用一下，平常工作，不必用。老史看了這段，頗有感慨，他們雖然反對老史的對不確定度論的批評，而實踐上，對不確定度卻是漠視的態度。

人們根據被檢儀器的誤差范圍來選購計量標準，并按需要布置檢定環境（恒溫、防磁、防干擾等）。被檢儀器范圍的確定、計量標準的選取、環境影響的估計，都得按誤差范圍說事，因此檢定能力可方便地按誤差理論評估計算。只能事后進行的不確定度評定，多余。在這里，不確定度論是什么？——擺設。

（二）障礙

不確定度的A類評定，包含著被測量的變化。在統計測量中，被測量是變量。例如溫度測量的溫度，電磁與電子測量中的電壓，頻率測量中的信源的頻率，都可能是變量，于是用A類評定時，評定結果，不僅有測量儀器的誤差，而且有被測量的變化。于是，A類評定，可能夸大測量手段即測量儀器的誤差。

有位網友說：他們單位進口一臺微波功率計，指標2%，送計量院，檢定合格。不確定度評審組來了，一評，這臺功率計的不確定度是8%。此后，這臺功率計也就沒人敢用了。

本來，要評價2%的微波功率計，必須選用準確度優于0.7%的標準功率計和穩定度優于0.7%的穩定微波信號源，這是計量的常識。不確定度論的A類評定，不講條件，明確規定用被評定的儀器測量被測量（不規定條件），見數據就評定。這是胡來。

老史對上述那臺功率計評定的判斷為：問題是由不確定度的A類評定引起的。通用微波信號源，幅度穩定性差，有6%的功率波動是可能的。用2%的功率計測量普通微波信號源，功率顯示值變化達8%，是可能的（主要是微波信源的變化）。這是不確定度論手段與對象不分的結果。把信號源的問題，嫁禍到功率計了。

好端端的功率計，本來可用；不確定度論者給評定一下，“性能那么差”，人們就不敢用了。在這里，不確定度論的作用是什么？——障礙。

（三）隱患

測量不確定度論，有項重要的操作，那就是用貝塞爾公式算出的西格瑪要除以根號N。GUM 在引出不確定度時，即在貝塞爾公式之后，把西格瑪除以根號N后的平均值的西格瑪稱為不確定度。有人說，你用單值西格瑪，不要除以根號N嗎。這是你的辦法，我們討論不確定度論，要評價的是原版的不確定度。

4.2.3
σ^2(q平) 的最佳估計值即平均值的方差為

s^2(q(平)) = s^2(q(k))/n (5)

平均值的實驗標準偏差為s(q(平))，它等于s^2(q(平))的正平方根。實驗標準偏差s(q(平))說明q（平）與q的期望值μ(q)的接近程度，可以用作q（平）的不確定度的度量。

因此，對于由n次獨立重復觀測X(ik)確定輸入量X(i)時，其估計值x(i)=X(平i)的標準偏差μ(x(i))是：μ(x(i))=s(X(平i)),其中s^2(X(平i))是根據式（5）計算得到。為方便起見，μ^2(x(i))=s^2(X(平i))及μ(x(i))=s(X(平i))通常分別被稱為A類方差和A類標準不確定度。

引自《JCGM 100:2008(GUM)》。或見葉書P42。Sometimes一詞譯為“通常”更恰當。

由上，除以根號N才叫不確定度；不除以根號N，不叫不確定度。

這個除以根號N可能成為隱患。

宇航測速，要求頻率穩定度高的信號源。我國和國際上都按阿侖偏差（阿侖方差的平方根）來要求。阿侖偏差不除以根號N。這可恰當地表征頻率穩定性對測速準確性的影響。評定信源頻率穩定性，要求測量次數N=100。如按不確定度論，西格瑪要除以根號100，即除以10，如此，對信源的要求即降低10倍。這將形成隱患。時頻界，國內和國際上，能抵制不確定度論，這可能是個主要原因。

不確定度論是什么東西呢？擺設——阻礙——隱患！

有人說老史反對不確定度論是走極端。我告訴你：如果你尚未認清不確定度論的面目，暫不表態，可以諒解；如果你明知不確定度論問題多多，只因為它是領導部門提倡的，只好隨聲附和，老史也不便說三道四，該如何處世，你自己掂量；如果你明知不確定度不是好東西，卻偏要為它搖旗吶喊，你該顧及一下道義上的譴責。至于我自己，認穿不確定度的本質，就要狠狠地揭，狠狠地批，這是我的義務。

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