史锦顺
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不确定度论出世四十年了,大张旗鼓地宣传二十年了。但是,不确定度论在测量计量的实践中,究竟扮演着什么角色、起着什么作用呢?简单地说:它是摆设,它是障碍,它是隐患。有人可能很反感。有不同意见是正常的,请听听我的意见。
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(一)摆设
一些用不确定度的地方,本来用误差理论很好解决,用了不确定度,也起不到什么作用,这就是摆设。
现在,不确定度评定用得最多的地方是评价检定能力。只要评出的不确定度小于被检仪器允许误差的1/3,则算检定能力够格。评定的数据并不用,仅仅是判断能否被忽略。
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20年前误差理论当家的时代的办法:标准的误差范围,加上检定时的附加误差,就是检定能力,要求检定能力小于被检仪器误差范围的1/3。而频率计量要求是小于1/10。现在人们在实际工作中,也还是用这种简单、直观、够用的办法。为什么有时候还用不确定度呢,为了应付上级的检查。网上有一段对话,双方都是资深计量工作者,他们虽然不赞成对不确定度的批评,但却说:必要时(实际是检查时)用一下,平常工作,不必用。老史看了这段,颇有感慨,他们虽然反对老史的对不确定度论的批评,而实践上,对不确定度却是漠视的态度。
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人们根据被检仪器的误差范围来选购计量标准,并按需要布置检定环境(恒温、防磁、防干扰等)。被检仪器范围的确定、计量标准的选取、环境影响的估计,都得按误差范围说事,因此检定能力可方便地按误差理论评估计算。只能事后进行的不确定度评定,多余。在这里,不确定度论是什么?——摆设。
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(二)障碍
不确定度的A类评定,包含着被测量的变化。在统计测量中,被测量是变量。例如温度测量的温度,电磁与电子测量中的电压,频率测量中的信源的频率,都可能是变量,于是用A类评定时,评定结果,不仅有测量仪器的误差,而且有被测量的变化。于是,A类评定,可能夸大测量手段即测量仪器的误差。
有位网友说:他们单位进口一台微波功率计,指标2%,送计量院,检定合格。不确定度评审组来了,一评,这台功率计的不确定度是8%。此后,这台功率计也就没人敢用了。
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本来,要评价2%的微波功率计,必须选用准确度优于0.7%的标准功率计和稳定度优于0.7%的稳定微波信号源,这是计量的常识。不确定度论的A类评定,不讲条件,明确规定用被评定的仪器 测量 被测量(不规定条件),见数据就评定。这是胡来。
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老史对上述那台功率计评定的判断为:问题是由不确定度的A类评定引起的。通用微波信号源,幅度稳定性差,有6%的功率波动是可能的。用2%的功率计测量普通微波信号源,功率显示值变化达8%,是可能的(主要是微波信源的变化)。这是不确定度论手段与对象不分的结果。把信号源的问题,嫁祸到功率计了。
好端端的功率计,本来可用;不确定度论者给评定一下,“性能那么差”,人们就不敢用了。在这里,不确定度论的作用是什么?——障碍。
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(三)隐患
测量不确定度论,有项重要的操作,那就是用贝塞尔公式算出的西格玛要除以根号N。GUM 在引出不确定度时,即在贝塞尔公式之后,把西格玛除以根号N后的平均值的西格玛称为不确定度。有人说,你用单值西格玛,不要除以根号N吗。这是你的办法,我们讨论不确定度论,要评价的是原版的不确定度。
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4.2.3
σ^2(q平) 的最佳估计值即平均值的方差为
s^2(q(平)) = s^2(q(k))/n (5)
平均值的实验标准偏差为s(q(平)),它等于s^2(q(平))的正平方根。实验标准偏差s(q(平))说明q(平)与q的期望值μ(q)的接近程度,可以用作q(平)的不确定度的度量。
因此,对于由n次独立重复观测X(ik)确定输入量X(i)时,其估计值x(i)=X(平i)的标准偏差μ(x(i))是:μ(x(i))=s(X(平i)),其中s^2(X(平i))是根据式(5)计算得到。为方便起见,μ^2(x(i))=s^2(X(平i))及μ(x(i))=s(X(平i))通常分别被称为A类方差和A类标准不确定度。
引自《JCGM 100:2008(GUM)》。或见叶书P42。Sometimes一词译为“通常”更恰当。
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由上,除以根号N才叫不确定度;不除以根号N,不叫不确定度。
这个除以根号N可能成为隐患。
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宇航测速,要求频率稳定度高的信号源。我国和国际上都按阿仑偏差(阿仑方差的平方根)来要求。阿仑偏差不除以根号N。这可恰当地表征频率稳定性对测速准确性的影响。评定信源频率稳定性,要求测量次数N=100。如按不确定度论,西格玛要除以根号100,即除以10,如此,对信源的要求即降低10倍。这将形成隐患。时频界,国内和国际上,能抵制不确定度论,这可能是个主要原因。
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不确定度论是什么东西呢?摆设——阻碍——隐患!
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有人说老史反对不确定度论是走极端。我告诉你:如果你尚未认清不确定度论的面目,暂不表态,可以谅解;如果你明知不确定度论问题多多,只因为它是领导部门提倡的,只好随声附和,老史也不便说三道四,该如何处世,你自己掂量;如果你明知不确定度不是好东西,却偏要为它摇旗呐喊,你该顾及一下道义上的谴责。至于我自己,认穿不确定度的本质,就要狠狠地揭,狠狠地批,这是我的义务。
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