吳下阿蒙在實踐中的兩項突破

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                                      吳下阿蒙在實踐中的兩項突破
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                                                                                                      史錦順
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       參與本欄學術討論的小將吳下阿蒙，在他所在公司生產的穩壓電源性能的表達上，更改不確定度體系的兩項作法，得到美方（用戶）技術人員的認可，產品成功銷往美國。這兩項性能指標的處理方式，突破了國際規范GUM的常規，在實踐上質疑了不確定度體系。
       吳下阿蒙兩項作法促進生產，有利國家，方便國際交流。這位小將解放思想，突破框框，目光高遠，本文特介紹并稱贊！
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（一）電源性能指標用單值的標準偏差
【史錦順的理論表述】
       客觀量值有兩類：常量與隨機變量。
       對常量的測量是基礎測量。經典誤差理論，處理的就是基礎測量問題。基礎測量的著眼點是測量的誤差。
       對隨機變量的測量，是統計測量。統計測量的條件是測量儀器的誤差可略。著眼點是被測統計變量的標準偏差。
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       關于兩個σ的區分與不同用法，是測量計量工作者的基本知識。可惜，不確定度體系的炮制者們，缺乏這個基本的訓練，竟然定義平均值的標準偏差σ_平=σ / √N為A類標準不確定度。于是竟對統計變量的σ除以√N，這就錯了。統計變量的重復性或稱分散性的表征量是單值的σ，即不能除以√N。
       當N趨于無窮時，σ趨于一個常數，可以當分散性的表征量；而σ_平趨于零，不是隨機變量分散性的表征量。
       穩壓電源的電壓值是一個大的常量疊加一個小的隨機變量。穩壓電源的性能優劣體現在這個小隨機變量上，這個小量是焦點，因而穩壓電源的量值被視為隨機變量。隨機變量的表征量是單值的σ，因而穩壓電源的性能表達應是單值的σ。
       測得值取平均值，分散性的表征量是單值的σ。
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【吳下阿蒙的作法】
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【史評】
       吳下阿蒙的作法是用σ表征穩壓電源的性能，對。這種作法，否定了A類不確定度評定的“除以√N”的常規，好。
       JJF1059說些關于“實測次數”的話。其實，電源電壓的隨機變化是客觀存在，分散性σ的大小體現該電源本身的性能，與測量幾次沒有關系，與測量還是不測量也沒有關系。測量僅僅是對分散性的認識，測量次數越多，對σ認識越準確。通常取N=20，不能少于10，在時頻界，阿侖方差規定采樣對數（取差的二量為一對）為100。吳下阿蒙取N=30，恰當。（本網規矩灣錦苑宣揚講究“效益”，力圖少取測量次數，那是反科學的謬誤主張）
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（二）計量的誤差不應包括被檢儀器的性能
【理論：《史法測量計量學》（第9章）】
       計量的誤差公式推導如下。
       必須認清：求什么，用什么，靠什么，得什么。要明確：分析計量的誤差，是分析計量活動的影響，自變量必須是計量的因素，而測得值函數在計量中是常量。
       測量是用測量儀器測量被測量，以求得被測量的值。而檢定是用被檢儀器來測量已知量值的標準，以求得測量儀器的誤差，看是否合格。檢定是測量的逆操作。測量儀器的誤差，是檢定的認識對象。檢定的目的是求得儀器的誤差，而得到的是儀器示值與標準標稱值之差；對計量本身的誤差分析，就是求這二者的差別。
       設測得值為M，計量標準的標稱值為B，標準的真值為Z；儀器的誤差元（以真值為參考）為r_儀，檢定得到的儀器測得值與標準的標稱值之差值為r_示，標準的誤差元為r_標。
       1）要得到的測量儀器的誤差元為：
                 r_儀 = M – Z                                                                           （9.1）
       2）檢定得到儀器的視在誤差元為：
                 r_視 = M – B                                                                           （9.2）
       3）標準的誤差元為
                 r_標 = B–Z            
       4）（9.2）與（9.1）之差是計量誤差元：
                 r_計 = r_視 – r_儀 =（M-B）-（M-Z）
                      =（Z–B）
                      = r_標                                                                                  （9.3）
        誤差范圍是誤差元的絕對值的最大可能值。誤差范圍關系為：
                 |r_計|_max = |r_標|_max
即有
                 R_計 = R_標                                                                             （9.4）
       （9.4）式是計量誤差的基本關系式，計量誤差由標準的誤差決定。計量誤差與被檢儀器的誤差因素無關。
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       不確定度體系在計量中的誤區，是計量不確定度（計量的誤差）包括被檢儀器的部分性能。
       U₉₅的內容，包含被檢儀器的部分性能。這部分內容是對象的性能，已體現在 |Δ|_max 中。用U₉₅取代R_標是錯誤的。U₉₅部分堵塞合格性通道（有時甚至堵死合格性通道），是不確定度體系的一項嚴重錯誤。
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       在穩壓電源的指標檢測中，檢測的誤差，不應包括被檢儀器的分辨力與分散性。
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【吳下阿蒙的作法】
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【史評】
       國際規范GUM/VIM之計量中評定U₉₅，都包括：1）計量標準的誤差范圍；2)被檢儀器的重復性σ_平；3）被檢儀器的分辨力。我國的有關計量（檢定、校準）的兩項規范，《JJF1094-2002 測量儀器特性評定》、《cnas-GL27 聲明檢測或校準結果及與規范符合性的指南》都規定，計量中的待定區的半寬是U₉₅.
      作為計量誤差的U₉₅，內容包含1）是對的；而2）、3）兩項都不應包含。
      吳下阿蒙把電源分辨力項去掉，對。
      注意，這是對不確定度體系GUM的突破。本來，國際規范是對各國的共同的指導與約束。GUM弄錯了，被中美雙方技術人員共同起腳踢開，實在是國際學界的一項新聞。是的，對GUM不要迷信！挺起腰板，理直氣壯講道理，美國人也能說通。小將吳下阿蒙，好樣的！
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補充內容 (2017-12-14 07:20):
“吳下阿蒙取N=30”，我是在另一帖中看到的。與截圖有出入。取N=10可以；取N=30更好。不論N取多少，σ都不能除以根號N。

似乎不是事實吧，如果沒有記錯，吳下阿蒙說：是外方技術人員認為不確定度不應該引入穩壓電源分辨力項的

http://m.bkd208.com/forum.php?mo ... p;extra=&page=1

評定測量結果的不確定度，如果可以把 被測對象 帶來的不確定度分量剔除的話，
那用一個高等級的標準去測量一個低等級的設備，得到的測量結果的不確定度應該和用同樣高等級的標準去測量更低等級的設備，假設其他條件不變的情況下，得到的測量結果的不確定度是一樣的，這顯然不合常理。

csln 發表于 2017-12-14 09:43
似乎不是事實吧，如果沒有記錯，吳下阿蒙說：是外方技術人員要求他們把不確定度中穩壓電源分辨力項去掉的 ...

       “不是事實”這個帽子很大。如果吳下阿蒙在最后評定中沒有去掉“分辨力項”，那才是不符合事實。什么是事實？事實是去掉了分辨力項。吳下阿蒙是實際工作者，關鍵是怎樣做的，他自己沒說在理論上突破，我也沒說吳下阿蒙實現了理論上的突破。冠以“不是事實”的帽子，不恰當！
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       以前討論中，一提不該包括分辨力項，有人就反對，并且說原來的不確定度才合理。是誰，人們該記得。同樣一個“去掉分辨力項”，中國人說多少次也不以為然，還極力反對，甚至討厭重復說；而外國人有個同樣的表態，卻用來代替一切。吳下阿蒙不去與外國人反復討論，外國人會憑空讓去掉分辨力項嗎？外國人說得對，應該尊重，但對自己的同胞也不能輕視。事實怎樣？中美技術人員“共同起腳踢開”計量檢測的U₉₅中的分辨力項，難道不正確嗎？堅持“不該去掉分辨力項”主張的人，該認真想一想了。
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口舌之爭沒有意義，3#的鏈接可以說明一切

參與本欄學術討論的小將吳下阿蒙，在他所在公司生產的穩壓電源性能的表達上，更改不確定度體系的兩項作法，得到美方（用戶）技術人員的認可，產品成功銷往美國。這兩項性能指標的處理方式，突破了國際規范GUM的常規，在實踐上質疑了不確定度體系。
吳下阿蒙兩項作法促進生產，有利國家，方便國際交流。這位小將解放思想，突破框框，目光高遠，本文特介紹并稱贊！

事實是外方工程師認為吳下阿蒙先生評定的不確定度不應引入電源分辨力項，要求他整改，吳下阿蒙先生有點小不服氣或者什么，進而論壇發帖討論，經討論認識到外方工程師應該是對的

GUM的常規是什么？GUM說的分辨力是測量儀器的分辨力，與程控源何干

以前討論中，一提不該包括分辨力項，有人就反對，并且說原來的不確定度才合理。是誰，人們該記得。同樣一個“去掉分辨力項”，中國人說多少次也不以為然，還極力反對，甚至討厭重復說；而外國人有個同樣的表態，卻用來代替一切。吳下阿蒙不去與外國人反復討論，外國人會憑空讓去掉分辨力項嗎？外國人說得對，應該尊重，但對自己的同胞也不能輕視。事實怎樣？中美技術人員“共同起腳踢開”計量檢測的U95中的分辨力項，難道不正確嗎？堅持“不該去掉分辨力項”主張的人，該認真想一想了。

如此泛泛一說是不利于問題的澄清的，有說服力的方法是把當時的討論鏈接過來，大家看看是誰、在什么情況下反對不確定度評定去掉分辨力項？說的是測量儀器還是也包括程控源？

是吳下阿蒙先生與外國人反復討論，外國人才同意去掉分辨力項呢？還是外方直接就認為吳下阿蒙先生電源不確定度評定不應該包含分辨力項，3#的鏈接很容易說明這個問題

經常做檢測工作的技術人員概念很清楚，DUT是測量儀器，測量不確定度就需要包含DUT分辨力項，DUT是程控源，測量不確定度就不應包含DUT的分辨力項，這是基本常識

.....額。。。。幾天沒來嚇到了=。=！確認如csln先生所說，是美方要求更改去除分辨力的，最終結果也和美方討論清楚了，我寫的本意就是我們不該隨意照搬規程的內容，而且評定時牽涉很廣，所以我才說知識看的不夠

又是一大笑話！！！！！！！！！！！！！！！我是越來越同情這位老先生了

史老提到的問題，實際中是存在的，但我認為這不是不確定度體系本身的問題，而是使用者缺乏足夠的知識造成的（比如我之前那樣）。不確定度的評定真的不是找幾本規程看一看，拿一本書套一套就能評定的正確的，只能似是而非。
不確定度全稱為測量結果的不確定度，必須完全理解我們評定的測量結果的含義，測量結果的方法才可能正確的評定。
1.除不除以根號n，取決于我們需要的測量結果是單值還是均值。
2.分辨力這一不確定度分量來源于被測儀器的表顯值儀器本身進行的修約，那么當我們的測量結果使用的到了被測儀器的表顯值，那么此分量就是必須要引入的，而如果并未用到那當然是無需引入的。

以電源輸出電壓為例。一個電源輸出電壓在說明書中需要的規格有兩個（即被測項），一個是設定值誤差，一個是回讀值誤差。
1.設定值誤差，此測試項的含義是，當我們給電源設定10V時(舉例），其實際輸出的電壓值U與設定值10V的差距，用來確認電源輸出電壓的能力。測量方法則是使用標準電壓表接與電源兩端，以標準電壓表顯示值U1減設定值10V。可見設定值誤差是完全和被檢源表顯毫無關系的一個測量結果，故其不該引入被檢儀器的分辨力。
2.回讀值誤差，此測試項的含義是，當我們給電源設定10V時，其實際輸出的電壓值U與電源表顯值U2的差距，用來確認電源內部電壓表表顯的準確度。測量方法則是使用標準電壓表接與電源兩端，以標準電壓表顯示值U1減電源表顯值U2。可見回讀值誤差是和被檢源表顯有關的測量結果，那么必須考慮電源表顯修約造成的影響，即電源的分辨力。
3.上面我提到需考慮電源表顯修約造成的影響，也就是分辨力。而我之前評定的不確定度時方法不同，我們的電源是自動化生產測試，其中的電源表顯值并不是讀取電源的表顯，而是使用程序直接抓取電源內部的未修約的值。此時引入電源表顯值的分辨力同樣是不合理的，此時應該引入電源內部抓取值的分辨力。

史老提到的10次，30次。我之前評定的不確定度，并不是單臺電源的不確定度，而是這個型號的電源的不確定度，其中重復性選用的不是對單臺電源的多次測量，而是對30臺電源的單次測量的重復性，其中包含臺于臺之間的差異。

當然，這只是我根據工作內容自己總結出來的一些東西，對錯的話，只能說我感覺沒啥問題。因為我找不到相關的書籍。。。

吳下阿蒙 發表于 2017-12-15 11:12
史老提到的問題，實際中是存在的，但我認為這不是不確定度體系本身的問題，而是使用者缺乏足夠的知識造成的 ...

學到東西了。
最近一直對不確定度思考，查資料，查標準。很多標準沒有給出現實意義，讓人無法理解。
樓主這個帖子，昨天寫了一份看法，因為表述不太理想，總覺得如鯁在喉，你的解說讓我明白了，條理清晰。謝謝你。

吳下阿蒙 發表于 2017-12-15 11:12
史老提到的問題，實際中是存在的，但我認為這不是不確定度體系本身的問題，而是使用者缺乏足夠的知識造成的 ...

說的太好了，實踐出真理。窩在辦公室空想是不可能想出正確的答案來的，