耐特信计量检测服务平台_计量管理软件

标题: 论“计量是统计测量” [打印本页]

作者: wangwu 时间: 2016-8-18 19:29
标题: 论“计量是统计测量”
-
                                       论“计量是统计测量”
-
                                                                                                               史锦顺
-
（一）两类测量区分的标准
   在测量计量领域中，无论是理论研究还是实际操作，都必须区分两类测量。其核心思想是对象与手段的区分。
   两类测量区分的意义是明确如下诸点：该用哪个σ，即该不该除以根号N；能不能剔除异常数据；怎样选取测量仪器；测得值表征量属于对象还是手段。
-
   若着眼点是对象的问题，表征量归属于对象，称为统计测量。统计测量的条件是：
                  Δ(手段) ＜＜ Δ(对象)                                                                   （1）
   若着眼点是手段的问题，表征量归属于手段，称为基础测量。基础测量的条件是：
                  Δ(对象) ＜＜ Δ(手段)                                                                   （2）
   Δ指变化量或误差范围的指标值（二者中取大者）。
-
   （1）（2）是测量计量划分两类测量的一般标准、通用标准。
-
   测量，以认识量值为目的。在测量中，对象是被测量，测量仪器是手段。Δ(对象)是被测量的变化，记为Δ(物)；Δ(手段)是测量仪器的误差，记为Δ(仪)。
   测量中的基础测量条件具体化为：
                  Δ(物) ＜＜ Δ(仪)                                                                         （3）
   测量中的统计测量条件具体化为：
                  Δ(仪) ＜＜ Δ(物)                                                                         （4）
-
（二）计量是统计测量
   计量的对象是测量仪器。考察的是仪器的误差值。由于计量中所用的标准的标称值是已知的，标准的误差范围是可略的，于是可以用标准的标称值来代表标准的真值。
-
   仪器的误差元等于仪器示值减真值。计量场合真值已知，研究误差，就是研究仪器的示值。
-
   仪器误差是示值与真值之差，即“真误差”；人们得到的是示值与标称值之差，称“视在误差”，视在误差与真误差之差，是计量误差。计量误差范围等于所用标准的误差范围R(标)。计量的必要条件是R(标)可略。设被检仪器的误差范围指标值为R(仪)，层次比q=R(标)/R(仪)，q越小越好，通常要求q≤1/4，时频计量要求q≤1/10.
-
   由于标准的误差范围可略，于是可用标准的标称值来代表真值。就是用视在误差来代表误差（真误差）。
-
   误差有两部分，一部分在重复测量中不变，这是系统误差；一部分在重复测量中变化，这是随机误差。测量仪器的随机误差，表现为仪器示值有随机变化。
-
   仪器的示值，在重复测量中变化，是随机变量。通常，将示值代入贝塞尔公式计算，求σ，求σ(平)，这都是把仪器示值当随机变量来处理。
-
   被检仪器的示值是准随机变量（大的常值上有小的随机变量），对准随机变量的测量定义为“统计测量”。因此说：“计量是统计测量”。
-
   在计量场合，对象是被检测量仪器，而手段是计量标准。计量标准的指标必须远小于被检仪器的指标，符合条件（1），因此，计量是统计测量。计量与测量的对象与手段有原则性不同，判别计量是哪类测量，不能用测量场合的特定条件（3）与（4），而必须用通用条件（1）与（2）。
-
（三）计量的数据处理方式
   1 计量中的严格的定量计算
   设标准的真值为Z，标称值为B，仪器示值为Mi，测量次数为N。
   1.1 求平均值M(平)
                  M(平) = (∑Mi)/√N                                                                      （5）
   1.2 按贝塞尔公式计算实验标准偏差σ。σ是统计变量的单值分散性的表征量，记为σ(单)。
   1.3 求平均值的σ(平)
                  σ(平) = σ/√N                                                                               （6）
   1.4 求测量点的系统误差
                  R(系)=│M(平)－B│                                                                         （7）
   1.5 平均值的随机误差是3σ(平)
   1.6 被检测量仪器示值的随机偏差是3σ
   1.7 被检测量仪器的误差范围由系统误差R(系)、确定系统误差时的测量误差3σ(平)与示值的随机误差3σ合成。因有第3项，第二项可略。因系以标准的标称值为参考得出，称其为误差范围实验值，记为
                  R(实验)= R(系) + 3σ                                                                      （8）
   1.8 被检测量仪器的误差范围（以真值为参考的真误差范围）
                  R = R(实验) + R(B)
                     = R(系) + 3σ+R(B)                                                                      （9）
   R(B)是所用标准的误差范围。因为误差范围定义为误差元的最大可能值，故（8）（9）式都取加号。
-
   2 计量中严格的合格性判别
   被检测量仪器的误差范围R不大于仪器的指标值，合格。
                  R ≤ R(仪)
               R(实验) + R(B) ≤ R(仪)
               R(实验) ≤ R(仪) – R(B)                                                                   （10）
               R(系) + 3σ ≤ R(仪) – R(B)                                                             （11）
               │M(平)– B│ +3σ ≤ R(仪) – R(B)                                                    （12）
-
   误差范围是误差元绝对值的最大可能值，因此计量时要找误差元的最大可能值。（10）中R(实验)是一个测量点上的误差最大可能值（统计方法用3σ）。注意，测量仪器的误差范围指标是就量程的各个点而言的，因此要找各点的误差范围值的最大值。
-
   3 计量中的简化处理
   在检定工作中，为简化计算，可采用如下计算与判别方式：设Δ是仪器测得值与标准标称值之差，若
                  │Δ│max ≤ R(标称) – R(B)                                                             （13）
则仪器合格。
-
   为充分显现误差元的最大可能值，要根据测量仪器的特点，合理的设置标准的标称值。标准的标称值要有足够的细度、足够的量值范围，合理的分布。检定中，要有足够的采样点，有足够的测量次数。要重点针对测量仪器的薄弱点。总的原则是要找到测量仪器误差的最大可能值。
-
   在上述关于计量的讨论中，核心概念是误差范围。因为计量场合有计量标准，误差元是可以求的，但求误差元是过渡，最后都要落实到误差范围上。
-
（四）JJF1094-2002《测量仪器特性评定》补充与置疑
      JJF1094-2002的合格性判别式为
               │Δ│ ≤  R(标称) – U95                                                                   （14）
   1 补充
   │Δ│是被检仪器的示值与标准的标称值之差。测量中，可能只测量一个值，是随机选取的，因此它体现了单值的分散性；也可能是多个取值，而要取其中的最大值。各测量点的值不同，要取最大者。│Δ│不能取平均值，因为取平均值等于抹杀被检仪器的随机误差。因此，应加最大值符号max，记为│Δ│max。
-
   2 置疑
   比较判别式（14）与（13）可知,右侧的R(标)换成了U95，是错误的。U95包含了被检仪器的性能，是不应该的。
-
（五）A类不确定度评定的三个弊病
      1 对统计测量，本应是σ(单)而错误的用σ(平)。除以根号N是错误的。除以根号N的作用，是抹杀随机变量的变化特性。
-
   在统计测量中，随机变量的偏差这个随机变量，本来是一个常值加一个可正可负、可大可小的随机值，偏差元d与偏差范围D应为
                  d = r(平) ± 3σ
                  D = D(系) + 3σ
   其中
                  D(系)=│M(平)– L(标)│+3σ(平)
   有
                  D=│M(平)– L(标)│+3σ(平) + 3σ

   D(系)是测量仪器示值的平均值与标称值之差的绝对值，称系统偏差范围。
   不确定度的A类评定，把3σ丢掉，实际是将D代换成D(系)，这是不对的。这大大降低了被测量客观存在的分散性。
-
   2 对基础测量，随机误差由测量仪器引起。测量仪器的误差范围为
                  R(仪)= R(系)+3σ
      R(系)只在有计量标准的场合，即计量场合才能确定。因此在测量场合，A类评定不能完成独立的评定。由此，不确定评定，不能没有B类评定，而B类评定中的“说明书
规格”中，已包含仪器的随机误差范围。A类评定，重计了。也就是说，对基础测量来说，A类评定是多余的。
-
   3 评定检定的误差与检定装置的检定能力，错误地加进被检仪器的性能。居然出现用铯标准检定不了通用频率计的怪事。错误理论，危害大矣！
   不确定度论的错误，产生的根源之一是不能区分两类测量，没有认识到计量是统计测量。
-
(六) 明确“计量是统计测量”的意义
      1 计量中不能剔除异常数据。有异常数据，要找到原因，是被检仪器的问题，就判定仪器不合格。是检定装置或环境条件的原因要改进。在没有异常数据的条件下，才能给出检定结果。
      2 要找被检仪器示值变化的最大可能值。因为测量仪器的随机误差的表征量是σ(单)，而不是σ(平)。
      3 计量标准在检定中是手段，手段的因素必须可以忽略。检定必须用够格的计量标准。
      4 必须区分手段与对象，不能把对象的问题错赖在手段上。要抵制不确定度评定的错误作法。评定检定装置的检定能力，不能把被检仪器的性能计入。合格判别的U95的评定，包含有被检仪器的因素，不对；要把U95换成标准的误差范围R(标)。
-
-
   笔者提出“计量是统计测量”，反对者甚多。确实，理解这个问题有一定难度。但老史确信：赞成者会越来越多。是金子，总会发光。是真理，就不怕被人反对。希望一时还反对这个论点的网友，仔细思考一下，不要轻率地排斥新学说。需知，真知灼见是抹杀不了的，真理是压制不住的！
-
-

作者: ck99945 时间: 2016-8-18 20:00
看了先生的很多文章，对先生说的东西也非常赞同
前些日子看了一部电影，结尾，主角推翻了所有的概念，认为目前的概念都是错误的。我十分的赞同~！电影的名称《超体》
推荐先生有空的时候看看。

作者: lkamxmk 时间: 2016-8-18 20:44
　　未明白你说的错在何处，如果略作补充修正，你看如何？
　　史老师还说：若着眼点是手段的问题，……，称为基础测量。基础测量的条件是：Δ(对象)＜＜Δ(手段) (2)
　　用量块测量百分表的示值误差，因量块按等使用，使用的是实际值“名义值＋偏差（相当于修正值）”，因此量块的误差Δ(手段)将小于1μm→0。被测量（百分表的示值误差）的变化Δ(对象)将可能相当大（规程规定示值重复性3μm或示值漂移一个分辨力10μm），明显大于Δ(手段)，而不满足公式(2) Δ(对象)＜＜Δ(手段)，这个测量还能够说是“基础测量”吗？同样类似于这样的例子也很多，因此由公式(2)断定某项测量属于基础测量也需慎重。

作者: dzlqsq 时间: 2016-8-18 21:13
如果赞成史先生分“基础测量”与“统计测量”的做法（本人并不赞成），那所谓的“统计测量”应该是需要获取相关“标准偏差”之类“统计特征值”的测量【可能是要获取被测量的“标准偏差”——对于一般测量或者用“上级标准测量系统”对“下级标准量（器）”实施量传“标定”、“校准”、“检定”之类的“计量”；也可能是某个测量系统（器具）可能产生的测量误差的“标准偏差”——相应于用“标准量（器）”对“测量系统（器具）”实施量传“标定”、“校准”、“检定”之类的“计量”】，在此前提下，说“计量”是“统计测量”或许是“对”的。

另：即便如此分出了“统计测量”，也免不了获得相应“均值”的“最佳估计值”时，要考虑其“测量不确定度”的“西格玛除以根号N”的问题！

作者: vooper 时间: 2016-8-18 21:27
史老又发表论文了，恭喜！

作者: ttyn727 时间: 2016-8-18 21:43
您自己定义的统计测量的条件是：
         Δ(手段) ＜＜ Δ(对象)    （1）
         Δ(对象)是被测量的变化，记为Δ(物)；Δ(手段)是测量仪器的误差，记为Δ(仪)。
   测量中的统计测量条件具体化为：
         Δ(仪) ＜＜ Δ(物)          （2）
   且不说您对统计测量的定义是否科学。
   您断定计量（检定或校准）是统计测量
   请问检定/校准一个砝码或标准电阻，在检定/校准的过程中是否可以认为砝码或标准电阻的量值保持不变，即Δ(物)认为等于零，而Δ(仪)是不可能认为等于零的，这样（1）和（2）式能成立吗？能是您定义的统计测量吗？您怎么自己给出的定义自己都不会用呢？您硬将Δ(物) 理解成被检定/校准对象的误差，请问量的变化和误差是一回事吗？不要觉得否认了这一点会动摇您的许多观点，要知道这点事是很好理解的，您不承认并不影响大家的判断。
   您还认为计量（检定或校准）是统计测量吗？

作者: zhoujingli 时间: 2016-8-18 22:07
看来您再不确定度评定方面有一定见解。本帖是：论“计量是统计测量” ，先不去管别的，问题一个一个地解决。史老师提出了两类测量及其判定准则，在多个地方讨论过，在这里史老师单独讨论 “计量是统计测量” ，我们先不说这种提法是否科学，您觉得计量符合史老师定义的统计测量吗？是的理由是什么？不是的理由是什么？

作者: nshukwrd 时间: 2016-8-18 22:54
<font size="5">史先生的初衷是好的，想避开“概率与统计”的一些似乎有点“深奥”的基本概念，实用的“界定”什么时候“那个西格玛要除以根号N“？...只是这确实有点难度！

如果稍用一点“概率与统计”的基本概念【要求大家认识“随机量”的“统计特征值”：诸如“均值”、“标准偏差”之类】，便无需再费十分的精力区分“基础测量”与“统计测量”了——

一个“测量”的测量结果（测得值）与被测量（被测对象）及测量系统（测量手段）两方面相关！无论是普通的测量，还是与“计量”活动相关的特殊测量，对于被测量（被测对象）与测量系统（测量手段）这两方面，只有在其中一方面特性【诸如“均值”、“标准偏差”之类的“统计”特征值】已知的前提下，才可能通过测量结果（测得值）获得另一方面的特性【诸如“均值”、“标准偏差”之类的“统计”特征值】。..... 已知测量系统（测量手段）的特性【诸如“测量误差”的“均值”、“标准偏差”之类】，才能由测量结果（测得值）获得被测量（被测对象）特性【诸如“被测量”的“均值”、“标准偏差”之类】的“最佳估计值”；反之亦然。若是两者皆茫然，便会是一笔糊涂帐了！

至于“测量不确定度”引用的那个“西格玛”是否应该除以根号N，或是一个不太难抉择的事：针对被测量（或“测量系统”的测量误差）的“均值”，考虑其“测量不确定度”时，相应的“西格玛”应考虑除以根号N的问题（也不能闭眼瞎除！实际情况根本不会满足“除以根号N的假定条件”！）；而被测量（或“测量系统”的测量误差）本身“标准偏差”的“最佳估计值”是不应该再除以什么根号N的，除非你要考虑它的“测量不确定度”[当前似乎尚未‘深入’到这个层次？]。

作者: qq53039 时间: 2016-8-18 23:14
对于量具的检定，就是要获得被检量具的量值，这和测量一个量具的量值没有什么区别，您说的普适条件和特定条件就统一了，只能确定为要么基础测量要么统计测量，我想咱们确定为基础测量是没有疑问的吧！而当看做计量时您硬说是统计测量，您的理由就是把“被检仪器的指标”当成了“被测量的变化”，这两个它不是一个东西！像您这样将“被测的指标”和“被测量的变化”相混淆的话，则几乎所有的测量都将变成统计测量，因为任何需要测量的量大都会有一个指标，我们测量的手段必须要远小于这个指标，即为统计测量！例如看看查体报告，是不是有指标；产品的检验是不是有指标，等等。
您不觉得用了两种标准吗？
可以明确的告诉您，虽然在这里跟您讨论您的两类测量，并不是赞成，而是坚决反对这种划分，关于测量的分类教科书中给出了很多，都够用了。您说计量是统计测量，请问检定时通常测量1次，2次、3次或4次等取平均值即可完事，用了多少统计知识，造词也要看其内涵，如果测量过程并没有用到统计知识，而说是统计测量，不是很勉强吗？
史老似乎对检定量具是否为统计测量避而不谈？谈谈看！

作者: lillian0630 时间: 2016-8-18 23:32
看了您的自我介绍，非常敬佩！晚辈有礼了！您的精神可嘉，可咱得说的有道理，不能自己否定自己。
   您在1#的（二）计量是统计测量的后边写到：
      “在计量场合，对象是被检测量仪器，而手段是计量标准。计量标准的指标必须远小于被检仪器的指标，符合条件（1），因此，计量是统计测量。”
   再看看（一）两类测量区分的标准是怎么写的：
   若着眼点是对象的问题，表征量归属于对象，称为统计测量。统计测量的条件是：
                  Δ(手段) ＜＜ Δ(对象)                                                                   （1）
   测量，以认识量值为目的。在测量中，对象是被测量，测量仪器是手段。Δ(对象)是被测量的变化，记为Δ(物)；Δ(手段)是测量仪器的误差，记为Δ(仪)。
   测量中的统计测量条件具体化为：
                  Δ(仪) ＜＜ Δ(物)                                                                         （4）

      在您的两类测量区分的标准中：Δ(对象)是被测量的变化，记为Δ(物)，可是在您判定计量是统计测量时却把“被检仪器的指标”当成了“被测量的变化”，例如将被检标准电阻、砝码、电容、电感等量具或仪器的指标当成了其量值的变化，在检定过程中量具或仪器的指标是可观的，而其量值的变化是微量的。请问“被检仪器的指标”和“其量值的变化”是一回事吗？自己下的定义自己不会用了吗？

      两个σ的问题1059和1059.1都已说的很清楚，用错了那是个别使用者的问题，计量是否为统计测量才是关键问题，关系重大，您还是先来解决这个问题吧。

作者: 2支棒棒糖 时间: 2016-8-18 23:51
-
                  关于“计量是统计测量”的答辩(1)
-
                                                                                                                                       史锦顺
-
   都成说规矩湾的帖子一半问错了，把质疑变成了证实。无奈，规矩湾不解都成的意思，又说了一遍，还是帮史锦顺说话。史锦顺就只好偷着乐——反对我的观点，却在论述我的说法是正确的。我坐享其成了。
-
   规矩湾说：
   用量块测量百分表的示值误差，因量块按等使用，使用的是实际值“名义值＋偏差（相当于修正值）”，因此量块的误差Δ(手段)将小于1μm→0。被测量（百分表的示值误差）的变化Δ(对象)将可能相当大（规程规定示值重复性3μm或示值漂移一个分辨力10μm），明显大于Δ(手段)，而不满足公式(2) Δ(对象)＜＜Δ(手段)，这个测量还能够说是“基础测量”吗？同样类似于这样的例子也很多，因此由公式(2)断定某项测量属于基础测量也需慎重。
-
   【史评】
   检定百分表，标准是量块。量块是手段，Δ(手段) 很小，百分表是对象，Δ(对象)相当大。Δ(手段)＜＜Δ(对象)，满足公式（1），是统计测量，而不是基础测量。
   规矩湾说：用量块检定百分表，不满足条件（2），不是基础测量；说法正确。
   用量块检定百分表，不满足条件（2），不是基础测量；不满足条件（2），而满足条件（1），因此，用量块检定百分表是统计测量。老史的论题是“计量是统计测量”，该项计量是统计测量，这是证明老史论点成立的一个实例。在计量中，类似的实例很多。这大量的实例都证明老史的“计量是统计测量”的判断成立。
-
   用量块、砝码检定测量仪器，或用标准测量仪器检定一般测量仪器，Δ(手段)＜＜Δ(对象)，满足判别公式（1）是统计测量，这一点，应该容易达成共识。难点是：检定量块、检定砝码，还能说是统计测量吗？理解这个问题，老史费了几个月的时间，才完成一次认识上的飞跃。此点都成质疑在前，有又几位有同样的质疑，老史绝不回避要害问题，一定答复。只是话要长些，几乎与我整个学术活动史有关。我将努力交一份经得住历史考验的答卷。因手头在写关于两个西格玛的文章，过些日子才能回复质疑者们。只想先交代一句：老史是胸有成竹的。要仔细研究老史的文章，才能提出有分量的质疑。一棵小草，一踩便倒；扳倒一棵树，就得有足够的力气。六年北大的熏陶，十年国家计量院的磨砺，五十二年的理论创新、学术论战的历史，与八位院士的争辩，与几十位教授级学者的切磋与探讨，练就的是辨别是非的识别能力、不畏权威的置疑精神、不断提出新见解、新理论乃至新学说的勇气。我这里自我表白一通，目的是吸引网友，都来看看老史这篇有新意的文章，对还是不对。不论赞成还是反对，都该认真想一想。
-

作者: darny 时间: 2016-8-18 23:56
　　史老师说：若着眼点是对象的问题，表征量归属于对象，称为统计测量。统计测量的条件是：Δ(手段)＜＜Δ(对象) (1)
　　用光学计检定光滑量规，光滑量规是实物量具被测量的变化Δ(对象)→0，光学计的误差Δ(手段) 将大于Δ(对象)，而不满足公式(1) Δ(手段)＜＜Δ(对象)，这个检定（史老师说的计量）还能够说是“统计测量”吗？计量检定和校准活动中类似于这样的例子还有许多，因此用公式(1)断定“计量是统计测量”需要慎重。
　　史老师还说：若着眼点是手段的问题，表征量归属于手段，称为基础测量。基础测量的条件是：Δ(对象)＜＜Δ(手段) (2)
　　用量块测量百分表的示值误差，量块的误差Δ(手段)→0，被测量百分表的示值误差变化Δ(对象)将大于Δ(手段)，而不满足公式(2) Δ(对象)＜＜Δ(手段)，这个测量还能够说是“基础测量”吗？同样类似于这样的例子也很多，因此由公式(2)断定某项测量属于基础测量也需慎重。

作者: 一条龙 时间: 2016-8-18 23:57
您前半部分关于统计测量的反驳是对的，但是后半部分关于基础测量的反驳是错误的。请再斟酌。

作者: 3266364gxf 时间: 2016-8-19 00:17
你自称“晚辈”，得知你年轻，我好生羡慕。
      两次发问，理直气壮，颇有质疑精神。
      关于“两类测量”的划分与“两个西格玛”的区分，哪个分量重的问题，我和你有不同的认识。我认为后者更重要，因为这涉及测量计量工作的具体的操作、具体的数据处理方法。你说对两个西格玛的处理已经解决得很好，这表明你在这个问题上，多点迷信，少点质疑精神。我正在写一篇继续探讨两个西格玛区分的文章，几天内可挂出。请你批评。我的两类测量划分的提法，主要是为了便于区分两个西格玛。也有一些其他应用，如判别该不该剔除异常数据以及该如何选取测量仪器等。
   其实你还没进入赞成还是反对两类测量划分这个本质问题，仅仅是在舞弄“以其矛攻其盾”这种逻辑武器。请你注意，我给出的条件（1）是普适的，可以用于测量，也可以用于计量；而仅仅在测量（认知量值）的情况下，才可以蜕化为条件（4）.计量时的对象与手段，与测量时的对象与手段截然不同。不能用条件（4）来处理计量的类别划分问题。计量时的手段问题必须远远小于对象的问题，所以我才判断计量是统计测量。这是符合条件（1）的，并没有逻辑错误。你用测量之矛，攻计量之盾，是因为你把两类测量划分的不同条件下的不同标准弄混了。一个是普适条件，一个是特定条件，我在文章中是交代过的。你大概没注意，请你再仔细看看。

欢迎光临耐特信计量检测服务平台_计量管理软件 (http://weblims.cn/)