**两类测量区分的四项功能**—《新概念测量计量学》讨论之三
史锦顺
把测量划分为两类测量：基础测量和统计测量，其意义是可以进行下列区分：1、西格玛该不该除以根号N；2、能不能剔除离群数据；3、表征量该归属哪方；4、该如何选取测量仪器。
（1）该不该除以根号N
搞技术测量，人们已养成习惯，测量不能只测一次，要多测几次，求平均值。再进一步就是求西格玛。得到的西格玛该不该除以根号N，这要看所进行的测量是哪类测量。一般的认识量值的测量，当被测量可以看做是常量时是基础测量，西格玛要除以根号N.
如果测得值的变化量远大于所用测量仪器的随机测量误差，那就是统计测量。这时测得值的变化是被测量本身的变化，西格玛是变化量的表征量，不能除以根号N。
（2）能不能剔除离群数据
测量剔除离群数据，这是一般测量计量书都讲的。但这样做，是有条件的，即只有基础测量才能这样做，统计测量是不能剔除离群数据的。因为在基础测量中被测量是常量，离群值是认识不当产生的，认识不当要改正，故可舍弃；而统计测量的前提是仪器误差远远小于被测量的变化量，出现的离群数据是客观存在，故不能舍弃，而要找出原因，分别处理。如果是仪器原因，要换仪器；如是环境影响，要想法回避；最大可能而又是最重要的情况是离群数据由被测量引起，那就是有隐患，能解决该解决，不能解决就要按不合格处理。
我在80、90年代，曾任几代航天外测工程的计量师，负责分机整机的技术指标的测试、验收工作。还应邀做关键指标的跟班测量。由于我进行的高精度频率测量是统计测量（一般测量不找我），贯彻我的主张，出现异常数据，一定要找到原因，原因找到就会得到解决，而不舍任何一个数据。为找出原因，付出一些精力与代价，事实证明是值得的，也是必要的。记得有一次，短稳数据有离群数，要求研制者找原因，后来找到原因，是一个分机的直流稳压电源出了点问题，改进了电源，异常数据就消失了。一次有异常数据，找到原因是邻机有同频干扰，后来分开放置，异常数据消失。还有一次出现异常数据，尽管出现概率小，我坚持找原因，开了几个夜车，才找到原来是所用一台交流电源变压器的机械振动问题，换掉就好了。总之，在统计测量中，认识到异常数据是客观存在，认真去解决，这有利于提高产品质量。异常数据的出现，是提示，是警告；不重视它，一舍了之，这种理论不当。
当然，这个观点的贯彻是有阻力的。开始有些顶牛现象，但我坚信出于公心，别人是会理解的。这正像我当前对不确定度论的揭露和对新的测量理论的宣传，只要言之有理，自信总会有人能理解。有人不理解，没关系，慢慢来。
支持我上述观点（统计测量不舍异常数据）的第一人是国防科委测通所的丁国祯教授。他做为军方代表，在出所鉴定会上，高度评价了我的理论和作法。
至于曾对我的作法有抵触的人，在工程获奖之后，又来感谢我。我坚信好心总会有好报的。一时误解，难免。人该看的远些，看得开些。
（3）表征量归哪一方
在我从事一生的计量测量实际工作中，牢记并贯彻“分割法”“孤立法”的原则，严格防止出现测量手段与被测对象混淆的情况。对带过的年轻人，教他们的第一课就是测量与计量要分清手段与目的这两个方面。一经出现含混，就严格纠正。正因为有这个扎实的基础，不确定度的风一来，就看出A类评定潜伏着混淆手段与目的的可能。细研究GUM测温度的例子，以及后来看到的样板评定的例子，原来都存在严重的手段与目的的混淆。现在明确提出区分两类测量，就可避免这类混淆。
前几天看了一遍优酷网上的叶培德先生的关于不确定度的教学片。其中有一段，竟是对不确定度的严历批评。叶先生说“被测量的问题怎能和测量仪器的问题混在一起？举例说，用万分之一的仪器，测量百分之一的被测量，那只能是比百分之一差，哪能评出仪器水平。”回想起我以前写的评样板评定的第一篇（一评样板评定的实例，本版块第4页），叶先生的那个评定，只给一个频率值，不搞所谓“A类评定”，正是叶先生这个观点的贯彻。当时我写到：
10老史称赞此例评定的总体构思，即只评频率计的测量不确定度，而不评被测对象的测量不确定度，即根本不理所谓的不确定度A类评定。这是违反不确定度的规则的，但这样做是对的，这就避免了测量工具的性能与被测量变化二者的混淆。且看GUM上测量温度的例子，温度计的误差与温箱温度变化搅在一起，真是混沌。庆贺本样板评定跳出两类评定的洋框框！
两类测量的化分，就可明确知道表征量归哪一方，从而避免混沌。
（4）正确选用测量仪器
测量有个特点，测量仪器与测量对象间总得先肯定一方，才能通过测量来确定另一方，以得到所要的信息。两个都不知，就形成混沌帐。
当人们进行一项测量时，是按测量准确度要求来选用测量仪器的。在农贸市场，一个人在萝卜车前买一个萝卜，车前放着大台秤不用，要用邻摊位的电子案秤测，因为大台秤，量程大.分辨力低，测一个萝卜，误差可能大到0.2kg，而用电子案秤测量，误差不大于10g.
称一枚金戒子，又不能用电子案秤来测量，而必须用天平。每克约200元，要求测准到0.01克是正常的，一般天平可满足要求。
技术测量，测量者必须按任务要求选用测量仪器。在文化素质较低的年代，形成的凭经验或常规办事的情况，是可以的，但并不够，还是应该科学化，要知道该怎样选用仪器。
以上这些都是基础测量的选用仪器，根据准确度要求选定。现代测量，不全是常量测量，有些是变量测量。选用测量仪器，必须考虑这一点。频率稳定度、电压稳定度、温度稳定度等等的测量，都是变量测量，称统计测量。这时选用的测量仪器的误差范围要远小于被测量的变化，才能测得到被测量的真实变化情况。
样板评定的测温的例子，给出的温度计误差范围是2摄氏度，其随机误差可能是1摄氏度或更小，测量恒温箱的测量数据变化约为2摄氏度，这2摄氏度的变化，既像是温度计的，又像是恒温箱的，而最大的可能是恒温箱与温度计共同产生的。评下来1.8摄氏度的变化性，是恒温箱的，不敢说，你温度计误差都2摄氏度；说是温度计的也不像，不该有那么大。或许说既不是评恒温箱的，也不是评温度计的，而评定的是这次测量的可信性。当然，书可以念可以背，而实际有什么用呢，连测量结果是属于谁的，都说不清，还有什么可信性？
遇到这种情况，处理很容易。换个误差范围0.1摄氏度的温度计，一测便知。如果变化量仍为2摄氏度，则变化量是恒温箱引起的；说明恒温箱就是这个水平。如果变化量是0.5摄氏度，则说明恒温箱是0.5摄氏度的水平，而原来用误差2摄氏度的温度计测量，选仪器不当。不换高精度温度计，就只能是一笔混沌帐。