史锦顺
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【流星质疑】
1你说:“测得值与真值的差距用误差来描述”,“测得值减真值是误差元”。那么“测得值与真值的差距”和“测得值减真值”是不是一个意思?“测得值与真值的差距”是不是等于“测得值减真值”?如果相等,那么“误差”后面还有必要加个“元”字,再命名一个“误差元”吗?
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【史答】
“测得值与真值的差距用误差来描述”(以下简称第一句)与“测得值减真值是误差元”(以下简称第二句)这两句话,含义是不同的。第一句的“差距”是泛指,可以是:A差值的绝对值;B差值的可能的绝对值的最大值,即误差范围,在非矢量的线性场合,可称区间半宽(这是不确定度论的称呼,准确直观,在非矢量的情况下可吸纳)。C 测得值减真值,非正即负的量。因此第一句的“误差”是广义的误差概念,包括误差范围和误差元;第二句,特指误差的狭义概念即误差元,是可正可负、非正即负的值。
误差概念的基础是误差元,但误差概念的实用形态是误差概念包含的误差范围。理解误差概念的物理意义、进行误差的理论分析,要用误差元;表达性能,无论是要求、指标、水平的名义值,还是实际达到的值,都要用误差范围。因为误差范围包含了可能的误差元,因此知道了误差范围也就知道了误差元的限度。
由上分析,“元”字不可少。一个“元”字,可澄清许多模糊。而最重要的,就是可以驳斥“真值未知,误差不可求”那著名的来自不确定度论的攻击。因为测量中实用的误差概念,是误差范围,而误差范围不需要在测量现场确定,误差范围在有真值(高档标准的值)的地方认定。误差理论本无漏洞,不确定度论的问难,是它自己用混淆概念的办法制造的不实之词。
误差概念有广义、狭义两种概念,是有误差理论以来就存在的,在实践中,人们是能够正确区分和正确使用的。加个元字,有利于区分。特别是方便于抵制不确定度论。
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【流星质疑】
2你说:“在测量场合,误差范围是依据”,“依据”是不是人们事先给出的“规定”?如果是人们的“规定”,那么“规定”应该算“要求”,还是算“特性”?
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【史答】
仪器的误差范围是规定,是要求,但更重要的是性能。把误差范围只当做要求,只在判定仪器合格性时用,眼光太狭窄了,很不妥当。
在仪器计量的场合,误差范围确实是对仪器的“要求”,在经过检定,确认仪器合格后,误差范围指标就确实成了仪器的性能(本来是性能,但有怀疑,计量后就证实了)。细想想,不这样,检定还有什么意义?
买一台电压表,误差范围指标是千分之五,经计量部门检定合格后,用户就相信这个电压表的性能(即准确性方面的性能)就是千分之五。用此电压表测量电压,测得值是100.2伏,就知道了实际电压(即电压的真值)的信息:高,不会高过100.7伏;低,不会低于99.7伏。
误差范围为千分之五的电压表,它的准确性方面的性能就是千分之五,有什么错?
对一台测量仪器来说,“要求”“规定”“特性”这几个词,“特性”是基本的。特性可以是要求的,可以是规定的,可以是实际达到的。不该在要求与特性间划不可逾越的界限。要求的特性是指标,仪器的实际性能优于指标,就是仪器合格。经过计量认定合格的测量仪器,当然可以认定测量仪器的指标就是测量仪器的性能(由于实际性能优于指标,把指标当性能有一定保险的余量)。
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【流星质疑】
3你说:“在测量场合,……,测量者无法得知误差元(误差元等于测得值减真值,真值不知,也没有高等级的标准值),于是也就无法知道此时此地的测量的误差范围Δ(实)。但测量者知道测量仪器的误差范围Δ(标)。测量仪器是经过计量的,因此必有Δ(实) ≤Δ(标),这样就可以用测量仪器的误差范围来表征测量的误差范围”。
您称Δ(标)为“测量仪器的误差范围”,Δ(实)为“测量(结果)的误差范围”,我认为Δ(实)准确的说应该称为测量(结果)的“最大误差”,最大误差是一个值,而不应该称为“范围”。
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【史答】
Δ(实)是3倍西格玛加系统误差,比最大值还大些。按统计的观点,回避用“最大值”一词。因为随测量次数的多少,最大值将有变化。而误差范围是统计的结果,它也是一个值。它是范围球的半径,或是范围圆的半径;在线性的条件下,就是区间半宽。本人常用误差范围,而不用区间半宽,是因为,误差范围更通俗些,在历史上出现的时间也早得多。当然也包括老史点个人情绪:有能说清的方式,就不用不确定度论的语言。老史研究不确定度论20年,承认不确定度论可取之处只有两句话。一句是“区间半宽”,一句是“真值就是实际值”,其他那些大篇大篇的话,不是错话就是废话。
误差范围就是一个值,是一个统计意义下的值,它等于系统误差的绝对值加上3倍西格玛(系统误差与随机误差绝对值相加,是保险的办法,能否均方合成要研究证明)。它是非负的量。根据测得值算出的误差范围的值,是误差范围实验值。误差范围实验值,比实际测出的最大误差值大些(算几个例子就可知道)。
说范围是一个值,语言方面是通顺的。如说;“老史年老体衰,骑不得自行车,除孙子一两个月开车拉出去逛逛外,平常日子每天散散步,活动范围一公里”。这句话没错,老史每天上午和下午各散步一次,几乎天天如此。有时走五六百米,有时走八九百米,但最多不会超过一千米(多了走不动)。说老史散步的活动范围是一公里,有什么错?
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