Неопределенность против погрешности

[Lavr 544]

14 часов назад, Владислав Ф. сказал:

Я просто изложил подход IEC, притом изначально это должно было показать, что есть разные подходы к цели измерений.

В этой теме часто задают вопрос о цели измерений. Не могли бы Вы сформулировать цель измерения или несколько различных подходов к определению цели измерений, как сказали выше?

[scbist 1853]

Заинтересовался, что же думают там о метрологической совместимости. Кто из нас прав. Задал гуглу вопрос и вот первая статья на эту тему. https://tsapps.nist.gov/publication/get_pdf.cfm?pub_id=902441  Перевод опять-таки Гугловский 

Цитата

1. Введение
Наиболее широко используемым методом оценки согласованности нескольких измеренных значений для одной и той же измеряемой величины является критерий Бирджа, опубликованный физиком Рэймондом Т. Бирджем в 1932 году [1]. Тест Бирджа основан на статистическом анализе ошибок. Это привело к концепции статистической согласованности нескольких измеренных значений для одной и той же измеряемой величины. По мере развития науки и техники измерения ограничения представления статистического анализа ошибок измеренных значений стали препятствием для передачи научных и технических измерений; поэтому ведущие метрологи мира разработали современную концепцию неопределенности измерений. Современный взгляд описан в Руководстве по выражению неопределенности в измерениях (GUM) [2] и расширен в третьем издании Международного словаря по метрологии (VIM3) [3]. Согласно GUM и VIM3 результат измерения состоит из измеренного значения и связанной с ним стандартной неопределенности. Измеренное значение рассматривается как ожидаемое значение, а стандартная неопределенность рассматривается как стандартное отклонение функции плотности вероятности на уровне знаний (PDF), приписываемое неизвестному значению измеряемой величины.
Как правило, PDF, приписываемый измеряемой величине, определяется не полностью. Статистический взгляд на непротиворечивость не соответствует представлению GUM о неопределенности измерения и не применяется к результатам измерения, выраженным в виде измеренных значений со стандартными неопределенностями. Поэтому в VIM3 введено понятие метрологической совместимости нескольких результатов измерения одной и той же измеряемой величины. Мы используем термин «метрологическая согласованность» для концепции метрологической совместимости VIM3.
В разделе 2 мы рассмотрим концепцию статистической непротиворечивости. В разделе 3 мы рассматриваем понятие метрологической непротиворечивости (совместимости). В разделе 4 мы обсудим различия между этими двумя концепциями. Заключение дано в разделе 5.

Фраза "Измеренное значение рассматривается как ожидаемое значение, а стандартная неопределенность рассматривается как стандартное отклонение функции плотности вероятности на уровне знаний (PDF), приписываемое неизвестному значению измеряемой величины." ну прямо бальзам на мою душу.

и 

Цитата

5. Вывод
Мировая коммерция, торговля, производство, машиностроение и научные исследования требуют, чтобы различные измеренные значения одной и той же измеряемой величины, определенные в разных местах, в разное время и с помощью различных процедур измерения, были взаимно согласованы. Традиционный взгляд на непротиворечивость, используемый метрологами, является статистическим. Однако современная концепция неопределенности измерения, установленная GUM, сделала статистический взгляд на непротиворечивость устаревшим и неприменимым к результатам измерения, выраженным в виде измеренных значений со стандартными неопределенностями. Поэтому VIM3 ввел понятие метрологической совместимости. Мы предпочитаем и используем термин «метрологическая согласованность» для концепции метрологической совместимости VIM3. Понятие метрологической непротиворечивости соответствует современному взгляду на неопределенность измерений и применяется к результатам измерений, выраженным в виде измеренных значений со стандартными неопределенностями. Концепция метрологической согласованности является новой и еще не очень широко известной; Кроме того, он применяется только к двум результатам одновременно. Поэтому многие метрологи продолжают использовать статистическую непротиворечивость в качестве эмпирического правила, рассматривая квадраты стандартных неопределенностей u2(x1), …, u2(xn), как если бы они были известными дисперсиями выборочных PDF x1, …, xn. Это неправильное использование стандартных неопределенностей. На наш взгляд, использование статистической непротиворечивости должно быть заменено метрологической непротиворечивостью в области метрологии.

Речь все-таки не об оценке результатов измерений на производстве вместо неопределенности, а об измерении именно одной конкретной величины, но в разных местах. Т.е. это ближе к повторяемости, только в разных условиях. Т.е. поставщик у себя и я у себя на входном контроле должны иметь совместимые результаты измерений.

[Lavr 544]

4 часа назад, scbist сказал:

Фраза "Измеренное значение рассматривается как ожидаемое значение, а стандартная неопределенность рассматривается как стандартное отклонение функции плотности вероятности на уровне знаний (PDF), приписываемое неизвестному значению измеряемой величины." ну прямо бальзам на мою душу.

А, что Вас так забальзамировало в этой фразе?

[Metrology1979 27]

22 часа назад, Владислав Ф. сказал:

 Вы сильно не парьтесь, метрологическая совместимость является основным подходом IEC, поскольку он очень нехорошо относится к понятию истинное значение.

 

В 20.08.2022 в 12:45, Владислав Ф. сказал:

Т.е., мы сравниваем результаты не с истинным значением, а друг с другом.

 

В 20.08.2022 в 12:45, Владислав Ф. сказал:

Но это все - просто теория. На практике подход IEC реализуется таким образом, чтобы для каждого измеренного значения уже была готовая неопределенность,

 

В 20.08.2022 в 12:45, Владислав Ф. сказал:

Я давно уже независимо пришел к этому подходу,

 

В 20.08.2022 в 16:37, Владислав Ф. сказал:

Я вообще ни при чем. Я просто изложил подход IEC,

 

AIEC GUIDE 115

Application of uncertainty of measurement to conformity assessment activities
in the electrotechnical sector 

5.1.3 Ни одно измерение не является совершенным, а несовершенства приводят к ошибке измерения в результате. Следовательно, результат измерения является лишь приближением к измеренному значению (измеряемой величине) и является полным только в том случае, если сопровождается заявлением о неопределенности этого приближения.

[scbist 1853]

5 часов назад, Lavr сказал:

А, что Вас так забальзамировало в этой фразе?

То, что измеренное значение не известное, а ожидаемое.

И еще раз, само значение измеряемой величины неизвестное.

И все в одной фразе.

[Владислав Ф. 5]

12 часов назад, Lavr сказал:

В этой теме часто задают вопрос о цели измерений. Не могли бы Вы сформулировать цель измерения или несколько различных подходов к определению цели измерений, как сказали выше?

Не думаю, что скажу что-то новое. Чисто практически для меня цель измерений - это получить оценку величины с достаточной для данной измерительной задачи точностью и с минимальными финансовыми и временными затратами.

Если о теоретических подходах, то подход один - я других не знаю. Что классическая теория точности (пусть будет КП), что модерновая (КН) целью измерений декларируют получение оценки, максимально близкой к истинному значению величины в условиях данной измерительной задачи. Подход IEC - это скорее попытка нащупать какое-то более приземленное обоснование, но он пока сектантским выглядит.

[Lavr 544]

14 минут назад, scbist сказал:

То, что измеренное значение не известное, а ожидаемое.

И еще раз, само значение измеряемой величины неизвестное.

И все в одной фразе.

Если Вы знаете определение термина, значит этот термин Вам понятен, значит Вы знаете, что он означает. Именно в этом смысле я говорю, что значение величины известно уже из первичной дефиниции. Но дефиниция принципиально не может быть абсолютно исчерпывающей. Всегда останется какая-то неопределенность. Дальнейшее измерение не снимет эту неопределенность, а только усугубит ее, т.к. при измерении будет потеряна часть информации, содержащейся в исходной дефиниции. Таким образом результат измерений будет представляю собой не полное знание о значении величины. Повторяю: знание, но неполное. Имеющееся знание о значении величины позволит определить измеренное значение как ожидаемое значение, а стандартная неопределенность выразит неполноту знания о значении величины. 

Теперь сравните то, что я сказал с тем, что Вы процитировали:

10 часов назад, scbist сказал:

"Измеренное значение рассматривается как ожидаемое значение, а стандартная неопределенность рассматривается как стандартное отклонение функции плотности вероятности на уровне знаний (PDF), приписываемое неизвестному значению измеряемой величины."

 

[Lavr 544]

7 минут назад, Владислав Ф. сказал:

Чисто практически для меня цель измерений - это получить оценку величины

В классическом подходе оценка не считается измерением. Для оценки в принципе не нужны технические средства, а в классике измерение без средства измерений невозможно.

 

10 минут назад, Владислав Ф. сказал:

Что классическая теория точности (пусть будет КП), что модерновая (КН) целью измерений декларируют получение оценки, максимально близкой к истинному значению величины в условиях данной измерительной задачи.

Получить значение максимально близкое к истинному значению, значит получить значение с минимальной погрешностью. Для КП подходит, но для КН явно нет. В КН результат в принципе не имеет погрешности.

 

15 минут назад, Владислав Ф. сказал:

Подход IEC - это скорее попытка нащупать какое-то более приземленное обоснование

Я, конечно, не знакомился с подходом IEC, но из того, что было процитировано я понял, что он не является каким-то особым подходом к измерению. Это, как мне представляется, подход, позволяющий решить вопрос измерения векторных величин, изменяющихся во времени и пространстве, поскольку Руководство относится к измерению скалярных величин. Измерение векторных величин в Руководстве только проанонсировано, дескать это будет показано в дальнейшем.

 

[Владислав Ф. 5]

Цитата

В классическом подходе оценка не считается измерением.

Язык - средство коммуникации, Вы же поняли, что я имею в виду. Тем более, что я уже писал, что мы не можем сейчас делать корректные сравнения, не модифицировав несколько КП.

1 час назад, Lavr сказал:

Получить значение максимально близкое к истинному значению, значит получить значение с минимальной погрешностью.

Подход GUM состоит в том, чтобы установить интервал, в пределах которого лежит "по существу уникальное" (essentially unique), т.е. истинное значение измеряемой величины с заданной вероятностью, на основе имеющейся информации и т.д. (п.1.2). В переводе ВНИИМ "существенно уникальное" стало единственным. Примечание 1 к п.4.1.1 прямо говорит о том, что измеряемая величина характеризуется истинным значением (теперь это уже "существенно единственное" в переводе ВНИИМ). 

Изменено 21 Августа 2022 пользователем Владислав Ф.

[Lavr 544]

10 часов назад, Владислав Ф. сказал:

Примечание 1 к п.4.1.1 прямо говорит о том, что измеряемая величина характеризуется истинным (теперь это уже "существенно единственное" в переводе ВНИИМ). 

Пользуйтесь белорусским переводом:

"принято, что физическая величина сама может быть характеризована по существу уникальным значением".

Про истинное  значение здесь ничего не говорится. Можно сказать и "единственным значением". От этого ничего не изменится. Там же сказано "может", т.е. чисто теоретически неопределенности может и не быть. При бесконечном измерении результат должен стремиться к единственному значению (интервал должен сжаться в точку).

Изменено 22 Августа 2022 пользователем Lavr

[scbist 1853]

2 часа назад, Владислав Ф. сказал:

Подход IEC - это скорее попытка нащупать какое-то более приземленное обоснование, но он пока сектантским выглядит.

Жаль, что у нас нет под рукой оригинала документа. Мне кажется, что Вы что-то не так поняли.

[scbist 1853]

2 часа назад, Lavr сказал:

Дальнейшее измерение не снимет эту неопределенность, а только усугубит ее, т.к. при измерении будет потеряна часть информации, содержащейся в исходной дефиниции.

Не надо жонглировать словами. Дефиниция это не измерение. Слово "дальнейшее" здесь лишнее.

Значения величины нет, значит нет и неопределенности этого значения. Есть неполное описание измеряемой величины.

При измерении информация не теряется, а приобретается. Появляется значение. Неопределенность этого значения не может перекрыть неполноту описания. Т.е. неопределенность измерения не может быть равна нулю. В пределе она стремится к дефинициальной неопределенности.

При измерении не может быть потеряна часть информации, содержащаяся в исходной дефиниции. Если это произошло, то значит квалификация исполнителя не удовлетворительная. Мы ведь говорим, что дефиниция разрабатывается под конкретную задачу. Если не все, что было предусмотрено в дефиниции выполнено, значит задача не решена. Необходимо все повторить заново.

Если же Вы разрабатываете идеальную дефиницию, то это нерешаемая и бессмысленная задача.

[Геометр 953]

В 21.08.2022 в 00:41, Владислав Ф. сказал:

Простите, я действительно не понял - "стоп" что конкретно?

Это я про неприятие выражения точности результатов измерений в виде погрешности. Просто зачастую при калибровке неопределенность измерений зависит не от эталона и даже не от методики измерений, а от самого средства измерений. И тогда становится совершенно невозможным говорить о неопределенности, как о параметре, характеризующем качество калибровки и тем более уже невозможно говорить о целевой неопределенности...

[Lavr 544]

8 часов назад, scbist сказал:

Значения величины нет

Вы произносите это как заклинание.

 

8 часов назад, scbist сказал:

При измерении информация не теряется, а приобретается.

Почему тогда неопределенность с каждой калибровкой не уменьшается, а увеличивается?

 

8 часов назад, scbist сказал:

Появляется значение.

Вот так, не было ничего и вдруг появилось. А, как же быть с тем, что существовало 

 

8 часов назад, scbist сказал:

неполное описание измеряемой величины

По Вашему значение величины и описание того, что значит "величина" - это разные понятия? Разве располагая описанием нельзя воспроизвести величину, так же как Вы ее воспроизводите располагая тем, что Вы называете значением?

Да, если хотите, я играю словами. Я поместил слово "величина" в кавычки, чем подчеркнул, что это именно слово (термин, знак), поскольку только у знака может быть значение. У материальных  объектов, как и у их свойств, никаких значений не существует. Свойства есть, а значений нет.

В классической метрологии измеряют свойства материальных объектов, узнавая их значения от СИ. В КН присваивают значения словам, обозначающим свойства материальных объектов. Именно поэтому я не перестаю повторять: "В начале было слово, а уже потом его реализация в качестве величины". В КН значение первично по отношению к величине как свойству материального объекта. Величины не существует, пока не определено ее значение и это определение не реализовано.

8 часов назад, scbist сказал:

При измерении не может быть потеряна часть информации, содержащаяся в исходной дефиниции. Если это произошло, то значит квалификация исполнителя не удовлетворительная.

В КН калибровка (измерение) состоит в том, чтобы выразить исходную дефиницию в других терминах. Эти термины тоже имеют некоторую неопределенность. Поэтому значение, присвоенное в результате измерения неизбежно будет иметь большую неопределенность, чем неопределенность исходной дефиниции.

 

8 часов назад, scbist сказал:

Если не все, что было предусмотрено в дефиниции выполнено, значит задача не решена.

Все, что указано в исходной дефиниции должно быть выполнено или внесены соответствующие поправки.

[Владислав Ф. 5]

6 часов назад, Геометр сказал:

Это я про неприятие выражения точности результатов измерений в виде погрешности. Просто зачастую при калибровке неопределенность измерений зависит не от эталона и даже не от методики измерений, а от самого средства измерений. И тогда становится совершенно невозможным говорить о неопределенности, как о параметре, характеризующем качество калибровки и тем более уже невозможно говорить о целевой неопределенности...

Простите, опять не понял. GUM не отвергает погрешность, как нечто неприемлемое. А погрешность СИ, она и при калибровке погрешность СИ. И при калибровке СИ невысокой точности, как большинство рабочих СИ, в большинстве случаев неопределенность, связанная с погрешностью СИ будет вносить наибольший вклад в суммарную стандартную неопределенность. Часто ее вклад настолько доминирует, что остальными составляющими просто пренебрегают.

[Владислав Ф. 5]

11 часов назад, scbist сказал:

Жаль, что у нас нет под рукой оригинала документа. Мне кажется, что Вы что-то не так поняли.

"Я точно не знаю, но я вас уверяю, что..."  Не воспринимайте как выпад, просто меня эта фраза улыбнула . 

 

[Владислав Ф. 5]

11 часов назад, Lavr сказал:

Пользуйтесь белорусским переводом

Я пользуюсь оригиналом  . В англоязычных статьях эта тема обсосана уже лет 15 как давно.

11 часов назад, Lavr сказал:

Про истинное  значение здесь ничего не говорится. Можно сказать и "единственным значением". От этого ничего не изменится. Там же сказано "может", т.е. чисто теоретически неопределенности может и не быть. При бесконечном измерении результат должен стремиться к единственному значению (интервал должен сжаться в точку).

Понятие "истинное значение", относится к базовым, считающимся интуитивно понятным. Дать ему определение - это аксиоматизировать его. И от этой аксиомы (и других) уже строится теория. Хотите дать определение через погрешность - никаких проблем. Хотите через интервал охвата - ради бога. Это как в Лилипутии - полемика между остроконечниками или тупоконечниками.

Как по мне, отношение к истинному значению - это не то, что придает дискуссии под названием "Неопределенность против погрешности" какую-либо содержательность. Есть куда более существенные для практики вопросы.

[Lavr 544]

22 минуты назад, Владислав Ф. сказал:

Понятие "истинное значение", относится к базовым, считающимся интуитивно понятным.

Менять надо интуитивные понятия, навеянные длительным применением КП. Правильное понимание - залог правильного применения.

 

38 минут назад, Владислав Ф. сказал:

большинстве случаев неопределенность, связанная с погрешностью СИ будет вносить наибольший вклад в суммарную стандартную неопределенность.

Что Вы понимаете под неопределенностью, связанной с погрешностью?

[scbist 1853]

3 часа назад, Lavr сказал:

Вы произносите это как заклинание.

Так это краеугольный камень нашего спора.

3 часа назад, Lavr сказал:

Почему тогда неопределенность с каждой калибровкой не уменьшается, а увеличивается?

Так иерархия калибровок идет как и в ГПС сверху вниз. От определения и первичного эталона к СИ.

3 часа назад, Lavr сказал:

Вот так, не было ничего и вдруг появилось. А, как же быть с тем, что существовало 

Существовало предположение. Мы его подтвердили или опровергли. Было изделие с ожидаемым значением какого-то параметра. Мы провели измерение и узнали фактическую величину. Она может нас удовлетворить, а может и нет.

3 часа назад, Lavr сказал:

По Вашему значение величины и описание того, что значит "величина" - это разные понятия?

Да. Значение в метрологическом смысле, как это описано в словаре. Число с основой для сравнения.

3 часа назад, Lavr сказал:

Разве располагая описанием нельзя воспроизвести величину, так же как Вы ее воспроизводите располагая тем, что Вы называете значением?

Если это эталон, то можно. Но возможность воспроизвести это не воспроизведение. Если это просто какая-то деталь, то воспроизвести значение какого-то ее параметра по описанию невозможно. Деталь можно изготовить по чертежу, но это не воспроизведение значения.

3 часа назад, Lavr сказал:

Поэтому значение, присвоенное в результате измерения неизбежно будет иметь большую неопределенность, чем неопределенность исходной дефиниции.

Неопределенность дефиниции это недосказанность или недодуманность. Т.е. весьма эфемерное понятие. Неопределенность значения это уже некое число.

[Геометр 953]

1 час назад, Владислав Ф. сказал:

Простите, опять не понял. GUM не отвергает погрешность, как нечто неприемлемое. А погрешность СИ, она и при калибровке погрешность СИ. И при калибровке СИ невысокой точности, как большинство рабочих СИ, в большинстве случаев неопределенность, связанная с погрешностью СИ будет вносить наибольший вклад в суммарную стандартную неопределенность. Часто ее вклад настолько доминирует, что остальными составляющими просто пренебрегают.

Многие здесь придерживаются того же мнения. Но не все. И именно поэтому данная тема разрослась уже просто до гротескных размеров...

[scbist 1853]

1 час назад, Владислав Ф. сказал:

"Я точно не знаю, но я вас уверяю, что..."  Не воспринимайте как выпад, просто меня эта фраза улыбнула . 

Ну, что Вы!

Я только хотел сказать, что у меня нет оригинала того документа на который ссылаетесь Вы. Я привел свои цитаты и они не согласуются с Вашими выводами. Хотелось бы видеть на основании чего у Вас возникли такие мысли.

Дело в том, что на свою память я уже не надеюсь. Не всегда оставшееся ощущение соответствует тому, что было в оригинале. Часто приходится пересматривать документы, чтобы убедиться, или наоборот, пересмотреть свое мнение.

[Геометр 953]

1 час назад, Владислав Ф. сказал:

Как по мне, отношение к истинному значению - это не то, что придает дискуссии под названием "Неопределенность против погрешности" какую-либо содержательность. Есть куда более существенные для практики вопросы.

О! Слова не мальчика но мужа, зело умудренного опытом практической деятельности!

 

[Владислав Ф. 5]

1 час назад, Lavr сказал:

Менять надо интуитивные понятия, навеянные длительным применением КП. Правильное понимание - залог правильного применения.

Я так понимаю, это не просто критика, а еще и самокритика?

 

1 час назад, Lavr сказал:

Что Вы понимаете под неопределенностью, связанной с погрешностью?

Под этим ничего не понимаю. Что-то понимаю под неопределенностью, связанной с погрешностью СИ.

[Lavr 544]

2 часа назад, scbist сказал:

Так это краеугольный камень нашего спора.

Так заклинаниями ничего не добьешся

 

2 часа назад, scbist сказал:

Так иерархия калибровок идет как и в ГПС сверху вниз. От определения и первичного эталона к СИ.

Неверно. В КН все идет снизу вверх. От первичного определения значения величины к определению единицы.

 

2 часа назад, scbist сказал:

Существовало предположение.

Первичная дефиниция - это не предположение, а требование (предписание).

 

2 часа назад, scbist сказал:

Было изделие с ожидаемым значением какого-то параметра. Мы провели измерение и узнали фактическую величину. Она может нас удовлетворить, а может и нет.

Не рассказывайте мне КП.

 

2 часа назад, scbist сказал:

Да. Значение в метрологическом смысле, как это описано в словаре. Число с основой для сравнения.

Это число с основой для сравнения и есть дефиниция, но не первичная, а как результат измерения.

 

2 часа назад, scbist сказал:

Деталь можно изготовить по чертежу, но это не воспроизведение значения.

Деталь уже есть. Она указана в дефиниции, но условия надо воспроизвести.

 

2 часа назад, scbist сказал:

Неопределенность дефиниции это недосказанность или недодуманность. Т.е. весьма эфемерное понятие.

Это понятие, за которым кроется конкретное число.

Вам не надоело спорить? может быть попытаетесь понять?

[Lavr 544]

1 час назад, Владислав Ф. сказал:

Под этим ничего не понимаю. Что-то понимаю под неопределенностью, связанной с погрешностью СИ.

Вы так и будете уходить от прямого ответа? Если так, то скажите, что вы понимаете под неопределенностью, связанной с погрешностью СИ?