划分与分类——三评不确定度论

  史锦顺 ·  2011-03-21 07:21  ·  38127 次点击
**划分与分类——三评不确定度论**
史锦顺
分类是根据对象的本质属性进行的划分。如误差分为系统误差和随机误差。这是分类,因为这是按误差的性质(必然还是随机)来划分的。划分得好。
不确定度论的两类评定,够不上分类,因为它没有“本质属性”的根据。夸它点说是划分,而它又是蹩脚的划分。
我们先读读逻辑学。“划分是通过把一个概念所反映的对象分为若干个小类,来揭示这个概念的外延的逻辑方法”。“划分的规则:1划分后的子项外延之和必须和母项的外延相等;2每次划分必须按同一标准;3划分的各子项应当互不相容”。
不确定度论的两类划分,A类B类,是根据什么划分的呢?根据数据的获得方法,是测得的还是书上查来的。这是计量技术这门实验科学不该用的划分法。
划分本来是明确概念的一种方法,概念本质上明确,才能有正确的划分方法;不确定度论自身概念含混,也出不了好的划分。A类B类划分的问题是:
1定义含混,无力明确外延。母项是不确定度,子项(B类评定)包括确定的系统误差。讲的是测得值对实际值的偏离问题,却主要是表达被测量的变化(A类评定)。
2A类按“是否是实际测量”分,B类的测量仪器误差也要测量,却是B类,划分标准不统一。
3子类间有相容。B类之仪器误差的随机误差体现在A类的测得值变化中,这部分重计了。
以上我们从普通逻辑的角度观察了不确定度在所采用的划分上的问题;更本质的问题是不确定度论缺少了一个最重要的划分:被测量本身的变化与测量仪器的误差。这是两个本质不同的方面,不确定度论给混淆了。
问:说人家不对,你怎样分类?
史答:请看根据事物本质属性的分类方法。请品评比较。
计量与测量,对象是量。量分两种:常量与变量。于是测量也就有两类:常量测量与变量测量。物理量的变化量远小于测量仪器误差范围的情况是基础测量即常量测量,又称经典测量,其理论被称作误差论。测量仪器误差范围远小于物理量变化量的情况是变量测量,又称统计测量,要用统计理论。例如,当今频率界的频率稳定度测量(用阿仑方差)就是统计测量。
进行测量,必须清楚是两类测量中的哪一类,不得混沌地表达。因为两类测量该用的σ,相差根号N倍!
当今,时频测量计量界,无论测量与计量,分清这两类,人们已形成习惯。或者选择误差满足要求即误差可忽略的频率计,去测量信号源的频率值及其变化量,测得结果的表征量是被测信源的;或者选误差范围可略的频率标准,被待考核的频率计测量,以考查频率计的指标,产生的偏差与变化量都算频率计的。如果有人用10的-6次方的频率计去测量10的-6次方级的晶振,那将被认为是不懂测量,因为这样给出的表征量,无法确定该归属哪一方。
再看看不确定度论,表征量是被测量的,还是测量仪器的,说不清。不明确测量目的,不根据需要选择符合要求的测量仪器,拉过来就测,测了就评,也不管评的结果干什么用。这是不确定度论的一大弊病,叫表达混沌。错误的根源是该划分的没划分:被测量的变化和测量仪器的误差是截然不同的两回事,不可混淆!

6 条回复

刘雷李凯旋  2011-04-09 20:38
精髓精髓。
XZKL1234  2011-03-31 13:10
佩服老师的解释,说实际的,对于不是专业研究的人员,使我们遇到这些问题时很迷惑,虽然对有些观点理解的不是很透彻,但多少给我们提示了分析问题的方法和途径,谢谢了。很期望看到您后面更精彩的文章。
史锦顺  2011-03-31 12:00
**回复 XZKL1234 的帖子**

谢谢您转达网友的意见。意见有一定的普遍性,回答如下。
一 任何一种理论,能处理多少问题,即适应范围大小,很重要。测量计量领域,任何一种通用理论必须能处理的问题是:1 测量结果的误差范围多大? 2 怎样确定测量仪器的误差范围?3 怎样确定计量标准的误差范围?4 怎样确定基准的误差范围? 5 怎样判断下一级测量仪器(标准)是否合格?这第5点对我们计量人员更重要,说到底我们的计量检定人员的工作就是检查判断下一级测量仪器是否合格。这些,误差理论都能顺畅解决。如您说:“不确定度的定义说的已经非常清楚,不确定度是测量结果的特性,不是测量仪器的特性”,这正是要害,上述的5项任务,只着眼一项,而这又是计量人员的非本职工作,计量工作该管的后4项都不管,计量工作还要不确定度理论干什么?
二 你说“测量不确定度是针对测量结果的,正是有了测量结果才进行不确定度评定,是测量者先选择了符合要求的测量仪器,测出了测量结果,然后才进行不确定度评定的,怎么会‘不根据需要选择符合要求的测量仪器,拉过来就测,测了就评’呢?” 是的,有经验的测量计量工作者,进行测量前一定要根据需要选择合用的测量仪器,您可能正是这样做的。请注意,我们评价的不是某人的水平,我们评的是不确定度这种理论。不确定度论没有也不可能告诉人们该如何选取测量仪器。
不确定度理论怎么用,“测量不确定度评定与表征指南”作了示范。示范中各例的作者,都是我国计量界的顶尖人物,他们都对不确定度有透彻了解,所作示范,体现了不确定度论的原义。他们选择测量仪器了吗?没有。请看史锦顺的三评样板评定(载原创版块),那确实是“拉过来就测,测了就评”。
三 且看样板评定中的温度测量的例子。用温度计测量恒温箱。用误差为2摄氏度的温度计测量恒温箱,数据变化范围约2摄氏度, A类B类评下来,给的结果是不确定度是1.8摄氏度。这1.8摄氏度算是恒温箱的控制水平,还是温度计的误差?这不是一笔糊涂帐吗?
正确的作法是要明确是在干什么。
第一种可能是考查恒温箱是否合格(即通常的检验)。如果恒温箱指标要求是变化小于1.5摄氏度,那就该选用误差范围小于0.5摄氏度的温度计,测得的结果是属于恒温箱的(测量仪器误差可略),是能判断温箱是否合格的;样板评定用误差为2摄氏度的温度计,评出来不确定度是1.8摄氏度,这是温度计误差与恒温箱温度变化的共同结果,敢说人家恒温箱合格还是不合格吗?这样测,不管怎样判,买主卖主总有一方有理由不认可。
第二种可能是判断温度计是否合格(这是计量),如果此温度计指标是2摄氏度,则要选用均匀性、变化性小于0.5摄氏度的温箱,并用误差小于0.5摄氏度的标准温度计,测出结果的偏差量是属于温度计的(温箱的变化量与不均匀性可略,标准温度计的误差可略),这样才能判断温度计是否合格。
不确定度论的A类B类评定,把测量仪器的作用与被测量的变化混在一起,是笔混沌帐。在计量中必须用“分割法”或称“孤立法”。绝不可把被测量的变化与测量仪器误差混在一起。不确定度论的评定方法,所谓A类评定加上B类评定,就是犯了两类不同事物混在一起的大病。
XZKL1234  2011-03-30 11:28
下面是有个网友对这个问题的见解,转发给史老师:
“再看看不确定度论,表征量是被测量的,还是测量仪器的,说不清。不明确测量目的,不根据需要选择符合要求的测量仪器,拉过来就测,测了就评,也不管评的结果干什么用。”
1.我认为,不确定度的定义说的已经非常清楚,不确定度是测量结果的特性,不是测量仪器的特性,为什么还“说不清”呢?
2.测量不确定度是针对测量结果的,正是有了测量结果才进行不确定度评定,是测量者先选择了符合要求的测量仪器,测出了测量结果,然后才进行不确定度评定的,怎么会“不根据需要选择符合要求的测量仪器,拉过来就测,测了就评”呢?怎么会说颠倒了呢?
3.“也不管评的结果干什么用”。标准定义的注5已经说的再清楚不过了,评定的结果就是表述“测量结果正确性的可疑程度”大小啊,怎么会不管评的结果干什么用呢。
XZKL1234  2011-03-27 13:56
还是实用些好。。。
d2018  2011-03-21 19:29
学习了~~~~~

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