本帖最后由 史錦順 于 2014-4-25 09:52 編輯
讀帖有感(3) ——區(qū)間有兩個(gè) 史錦順 - 在測(cè)量計(jì)量領(lǐng)域,區(qū)間有兩個(gè)。 誤差是泛指的概念,包括誤差元與誤差范圍兩個(gè)概念。誤差元等于測(cè)得值減真值,是個(gè)可正可負(fù)的值。誤差元的絕對(duì)值的一定概率(3σ,99.73%)意義下的最大可能值是誤差范圍,恒正。誤差元說(shuō)明誤差的物理意義,通常僅在理論推導(dǎo)中應(yīng)用,而在儀器的研制、計(jì)量、應(yīng)用測(cè)量這三大場(chǎng)合下,都用誤差范圍。在極個(gè)別的情況下,有很大的恒定的系統(tǒng)誤差,要進(jìn)行修正,這時(shí)用誤差元的概念,要給出正負(fù)號(hào)。而通常,誤差指誤差范圍。“誤差理論”研究的主要是誤差范圍的理論。測(cè)量?jī)x器研制的著眼點(diǎn)是誤差范圍,計(jì)量考究的是誤差范圍,測(cè)量的依靠是儀器的合乎要求的誤差范圍,測(cè)量的結(jié)果質(zhì)量的表達(dá),也是誤差范圍。 測(cè)量?jī)x器研制時(shí)確定了測(cè)量?jī)x器的誤差范圍。有了誤差范圍,就有了測(cè)得值與真值的最大距離,知道其中的一個(gè),就可以確定另一個(gè)存在的范圍。在不同場(chǎng)合下,已知量與求知量不同,就有兩種不同的區(qū)間。 計(jì)量中的區(qū)間是測(cè)得值的區(qū)間。測(cè)得值區(qū)間,以真值為中心,以誤差范圍為半寬。計(jì)量時(shí),用被檢測(cè)量?jī)x器“測(cè)量”計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)稱(chēng)值可看作真值,合格的測(cè)量?jī)x器,測(cè)得值必須在“以真值為中心、以誤差范圍為半寬的區(qū)間”中。甲儀器測(cè)得值在區(qū)間中,則甲合格;乙儀器測(cè)得值不在區(qū)間中,則乙不合格。 測(cè)量中的區(qū)間是被測(cè)量真值的區(qū)間。這是真值可能存在的區(qū)間,可以叫“真值區(qū)間”,以測(cè)得值為中心,以誤差范圍為半寬。測(cè)量時(shí),用測(cè)量?jī)x器測(cè)量被測(cè)量,得到測(cè)得值。只要使用的是合格的測(cè)量?jī)x器,被測(cè)量的真值必定(以99.73的概率)在“以測(cè)得值為中心、以誤差范圍為半寬的區(qū)間”中。測(cè)得值加減誤差范圍是測(cè)量結(jié)果,測(cè)量結(jié)果包含被測(cè)量的真值。誤差理論說(shuō)明這一點(diǎn),計(jì)量體系保證這一點(diǎn)。這就是誤差理論幾百年來(lái)成功應(yīng)用的真諦。 不確定度論行嗎?不行。不確定度論的區(qū)間只有一個(gè),且含混不定。 - 劉彥剛說(shuō)的區(qū)間,把兩個(gè)區(qū)間混在一起了。 規(guī)矩灣的區(qū)間是懸浮的。不能定位的區(qū)間毫無(wú)意義。他又說(shuō),真值的存在區(qū)間以真值為中心。真值既然在中心,還哪有別處的真值?邏輯不通。他又創(chuàng)造了個(gè)“上游測(cè)量說(shuō)”。計(jì)量中有標(biāo)準(zhǔn),必然可用真值當(dāng)中心;測(cè)量有測(cè)得值,就是中心。不必找“上游”。 VIM的區(qū)間沒(méi)有中心。沒(méi)有中心的區(qū)間,沒(méi)有實(shí)用意義。 都成先生的不確定度區(qū)間,以測(cè)得值Y為中心,以U為半寬,真值在此區(qū)間中,概念是清楚的。至于對(duì)此區(qū)間的評(píng)價(jià),下次再說(shuō)。 …… 不確定度的區(qū)間,談?wù)摰亩际侵笢y(cè)量問(wèn)題。 我認(rèn)為,在被測(cè)量是常量的基礎(chǔ)測(cè)量中,不能說(shuō)不確定度區(qū)間是真值的分散性。一塊黃金,重量是確定的,唯一的,也就是說(shuō),黃金重量的真值沒(méi)有分散性。我認(rèn)為,說(shuō)不確定度是測(cè)得值的分散性,是可以說(shuō)得通的,因?yàn)橛枚嗯_(tái)合格的測(cè)量?jī)x器測(cè)量同一塊黃金,測(cè)得值不同,這是測(cè)得值的分散性,怎能說(shuō)是黃金重量真值的分散性? 一條繩子把小船系在湖邊的樹(shù)上。確定了樹(shù)的位置,可以確定船位置的范圍,反過(guò)來(lái),確定了船的位置,也可以確定樹(shù)的位置的范圍。由樹(shù)的位置確定船的位置,確定10次,數(shù)值不同,這個(gè)不同是船的位置的分散性。然而,由船的位置確定樹(shù)的位置,也確定10次,所確定的樹(shù)的位置不同,這可不能說(shuō)是樹(shù)的位置的分散性,樹(shù)的位置是確定的,樹(shù)的位置沒(méi)有分散性,數(shù)值的不同,是船位置的移動(dòng)而引起的,仍然是船位置的分散性。 把樹(shù)的位置比做真值,船的位置就是測(cè)得值。真值沒(méi)有分散性。分散性是測(cè)得值的。 - 不確定度的主定義“分散性”含混其詞,這是它沒(méi)底氣的表現(xiàn)。他自己本身含混,難怪別人不理解。 - 以上所說(shuō),針對(duì)的都是基礎(chǔ)測(cè)量,即常量測(cè)量(包括測(cè)量中表現(xiàn)不出的慢變化量的測(cè)量)。 在統(tǒng)計(jì)測(cè)量的情況下,情形不同。此時(shí)儀器的誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于被測(cè)量的變化,儀器誤差可略,測(cè)得值就是量值,真值的稱(chēng)謂(為區(qū)別測(cè)得值與實(shí)際值而引入)已無(wú)必要。這時(shí)說(shuō)“量值的分散性”是沒(méi)錯(cuò)的。但測(cè)量計(jì)量界早有專(zhuān)用名詞,那就是“穩(wěn)定度”,專(zhuān)指量值本身的變化范圍。頻率穩(wěn)定度,經(jīng)常用。電壓穩(wěn)定度、溫度穩(wěn)定度,也常用。另外,還有復(fù)現(xiàn)性等。這些都是量值本身的變化,不是測(cè)得值的分散性,說(shuō)是“量值分散性”是可以的。 可惜,不確定度論本身沒(méi)有區(qū)分開(kāi)兩類(lèi)測(cè)量,籠統(tǒng)地說(shuō)“量值的分散性”,就必然造成理解與應(yīng)用上的混亂。 GUM在引出不確定度的概念時(shí)說(shuō):σ除以根號(hào)N是不確定度。“什么是什么”就是定義,因此,這可以看做是不確定度的第一個(gè)定義。這個(gè)定義對(duì)統(tǒng)計(jì)測(cè)量(快變化量測(cè)量)是恰當(dāng)?shù)模驗(yàn)榇藭r(shí)測(cè)量誤差可略(系統(tǒng)誤差當(dāng)然可略),要考究的是被測(cè)量量值本身的變化,如果僅考慮隨機(jī)變化,這樣說(shuō)是可以的;但不確定度論出世的目的是取代誤差理論,必須面對(duì)應(yīng)用誤差理論的場(chǎng)合——基礎(chǔ)測(cè)量(常量測(cè)量);而在基礎(chǔ)測(cè)量中,定義為“σ除以根號(hào)N”,那就是只考慮隨機(jī)誤差,而不能處理存在系統(tǒng)誤差的情況。須知,測(cè)量?jī)x器的誤差范圍是以系統(tǒng)誤差為主的,因此定義為“σ除以根號(hào)N”的不確定度,沒(méi)法用。不確定度論常說(shuō):系統(tǒng)誤差消除后怎樣怎樣,這是廢話(huà),99%以上的測(cè)量計(jì)量是不消除系統(tǒng)誤差的,而其中大部分是不可能消除系統(tǒng)誤差的。由此,不確定度概念一露面,就表明它不適應(yīng)測(cè)量計(jì)量的絕大多數(shù)情況。 - 總之,在不確定度論的框架下,沒(méi)法說(shuō)清關(guān)于區(qū)間的概念。因?yàn)椴淮_定度是個(gè)集合概念,而沒(méi)有構(gòu)成此集合的單元,因此沒(méi)法推導(dǎo)出區(qū)間來(lái)。那么,誤差理論可以推導(dǎo)嗎?當(dāng)然可以,我已在本欄目推導(dǎo)幾次,可惜,一些被不確定度論蒙蔽的網(wǎng)友,不理會(huì)老史的嚴(yán)格推導(dǎo)。 |