擺設(shè)-障礙-隱患—誤差與不確定度辨析(17)

            擺設(shè)-障礙-隱患—誤差與不確定度辨析(17)

                                                            史錦順         

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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(jì)量的實(shí)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(shè)，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。

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（一）擺設(shè)

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(shè)。

現(xiàn)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(shù)據(jù)并不用，僅僅是判斷能否被忽略。

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20年前誤差理論當(dāng)家的時代的辦法：標(biāo)準(zhǔn)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(jì)量要求是小于1/10。現(xiàn)在人們在實(shí)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(yīng)付上級的檢查。網(wǎng)上有一段對話，雙方都是資深計(jì)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(shí)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(shí)踐上，對不確定度卻是漠視的態(tài)度。

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人們根據(jù)被檢儀器的誤差范圍來選購計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，并按需要布置檢定環(huán)境（恒溫、防磁、防干擾等）。被檢儀器范圍的確定、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的選取、環(huán)境影響的估計(jì)，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(jì)算。只能事后進(jìn)行的不確定度評定，多余。在這里，不確定度論是什么？——擺設(shè)。

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（二）障礙

不確定度的A類評定，包含著被測量的變化。在統(tǒng)計(jì)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(jié)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(wǎng)友說：他們單位進(jìn)口一臺微波功率計(jì)，指標(biāo)2%，送計(jì)量院，檢定合格。不確定度評審組來了，一評，這臺功率計(jì)的不確定度是8%。此后，這臺功率計(jì)也就沒人敢用了。

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本來，要評價2%的微波功率計(jì)，必須選用準(zhǔn)確度優(yōu)于0.7%的標(biāo)準(zhǔn)功率計(jì)和穩(wěn)定度優(yōu)于0.7%的穩(wěn)定微波信號源，這是計(jì)量的常識。不確定度論的A類評定，不講條件，明確規(guī)定用被評定的儀器 測量 被測量（不規(guī)定條件），見數(shù)據(jù)就評定。這是胡來。

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老史對上述那臺功率計(jì)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(wěn)定性差，有6%的功率波動是可能的。用2%的功率計(jì)測量普通微波信號源，功率顯示值變化達(dá)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(jié)果。把信號源的問題，嫁禍到功率計(jì)了。

好端端的功率計(jì)，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。

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（三）隱患

測量不確定度論，有項(xiàng)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。

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4.2.3
    σ^2(q平) 的最佳估計(jì)值即平均值的方差為

          s^2(q(平)) = s^2(q(k))/n                (5)

平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為s(q(平))，它等于s^2(q(平))的正平方根。實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)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(dú)立重復(fù)觀測X(ik)確定輸入量X(i)時，其估計(jì)值x(i)=X(平i)的標(biāo)準(zhǔn)偏差μ(x(i))是：μ(x(i))=s(X(平i)),其中s^2(X(平i))是根據(jù)式（5）計(jì)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(biāo)準(zhǔn)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(dāng)。

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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。

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宇航測速，要求頻率穩(wěn)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(dāng)?shù)乇碚黝l率穩(wěn)定性對測速準(zhǔn)確性的影響。評定信源頻率穩(wěn)定性，要求測量次數(shù)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(nèi)和國際上，能抵制不確定度論，這可能是個主要原因。

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不確定度論是什么東西呢？擺設(shè)——阻礙——隱患！

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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(rèn)清不確定度論的面目，暫不表態(tài)，可以諒解；如果你明知不確定度論問題多多，只因?yàn)樗穷I(lǐng)導(dǎo)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(zé)。至于我自己，認(rèn)穿不確定度的本質(zhì)，就要狠狠地揭，狠狠地批，這是我的義務(wù)。

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