——测量计量基本概念(9)
史锦顺
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真值,多么好的名称。在经典误差理论中,真值概念是核心。有时真值被尊崇过度,竟蒙上一层神秘的面纱。1993年推行不确定度论以后,真值概念又极受非议,被贬得如同魔鬼,许多人不敢涉及。
我喜欢真值。我谈真值,有人说真值你得不到,你那个真值是空的,因而你谈的一切,也都是空的。我不谈真值,又觉着什么也说不清楚。于是,几年来,我硬着头皮论真值。我认为,我没有错。道理本来是对的,却难被一些人接受。最近,想到改换一下表达方式,要点是真值概念的通俗化。
科学讲究实事求是,要如实地反映事物与客观规律,不必神化,也不该妖魔化。本文从实用的角度看真值,还它个本来面目。第一符合客观规律;第二减小歧解的可能;第三通俗易懂。
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建议称真值为“实际值”。
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GUM说:“真值的‘真’字没必要,可称量值”。我反对不确定度论,反对GUM,但觉得这句话可略加修改而后采用。因为真值是相对测得值而说的,把真值改称“量值”,不便表明与测得值的区别,因为测得值也是量值。而实际值一词,就表示是客观值、也就是真值。
把真值称为实际值,这就是老史建议的对真值的通俗化。
以往的误差理论书籍与文件,如果把原有的真值换成实际值,不破坏原意。
这样改,可适应统计测量的情况。统计测量误差可略,测得值与真值归一,不必再称真值,而叫实际值或量值即可。
把真值改称实际值,不再给不确定度论者留攻击的借口。那些人总不好意思说:实际值不可知。
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对量值概念,重新表述如下。
量是空间、时间、物质、物体、现象的可定量确定的属性。量的表达是量值。
量值分三个层次:定义值、实际值(原本称真值)、测得值。
定义值又称约定值。通常由国际计量大会给出。标称值是定义值用于特定计量标准的一种形式。
量的实际值,就是量的客观值。量是事物可定量确定的属性,量的实际值是可知的。
量子物理的不确定性原理指出:同时测量有特定关系的两个物理量,二者的波动量的乘积,不能小于一个特定的量值。而单个量的测量,没有测量准确度的门限,即测得值可以无限制地接近实际值,因而实际值是可知的。
对一般情况来说,实际值存在着、作用着、变化着。人们可以准确认识。
人们利用实际值的作用来认识实际值。当测量发现被测量的变化时,变化是量的真实的变化,因此测得值是实际值。统计测量(测量误差远小于量值的变化),测得值就是实际值。计量中,所用标准的值,视为近似实际值,其误差表现为计量误差,要计及。
实际值处处在。人们测量得到了测得值,又用误差范围圈住了实际值,就是认识了实际值。误差范围越小,对实际值的认识越精确。准确度达到实际需要,就完成了对实际值的准确认识,即取得了实际值。
一旦测量误差远小于量值本身的变化,则测得值个个是实际值,也就没有区分的必要。实际值,测得值,都是量值。叫量值即可。
特殊情况,是物理常数的实际值。物理常数是宇宙中最稳定的量,是用世界上已有的最准确的测量仪器,测量得到的值,其不确定度包含有测量仪器的误差与物理常数变化这两部分。因此,物理常数的给出值是相对准确的实际值。随着科技的发展,物理常数的测量误差越来越小。
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基准的功能是复现计量单位的量值。单位的量值是定义值,又称标称值。基准的准确度是基准的量值对定义值(标称值)的偏差范围。基准的准确性靠特殊的物理机制;其准确度由严格的误差分析与严格的测量给出。基准的实际值在基准的标称值加减偏差范围的区间内。基准的准确度,是测量计量准确性的总基础。人类以最先进的科技手术段不断提高基准的准确度。
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计量标准是计量工作的基础,是检定的手段。标准的实际值,在标准的标称值加减标准的误差范围之内。计量以标准的准确,保证测量仪器的准确。典型的检定方法,是用被检仪器测量计量标准。仪器的示值与标准的标称值之差,是视在误差。视在误差等于仪器误差(测得值减实际值)与标准的误差(实际值减标称值)的合成结果,只有当标准的误差很小而可以忽略时,视在误差才等于测量仪器的误差。因此计量检定的条件,是标准的误差范围必须远小于被检仪器的误差范围。
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测量的目的是得到被测量的实际值。要根据测量任务的要求,选用准确度够格的测量仪器。测得值加减测量的误差范围是测量结果。在正确使用测量仪器、满足测量仪器工作条件的情况下,测量仪器的误差范围,就是测得值的误差范围。而测量仪器的误差范围必定小于等于测量仪器误差范围的指标值,因此测量者可以用测量仪器误差范围的指标值当做测量的误差范围(冗余代换)。
测量结果等于测得值加减误差范围。测量结果包含被测量的实际值。测量者得到测量结果,只要误差范围满足实用要求,就是得知了被测量的实际值。
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