Неопределенность против погрешности

[Геометр 953]

3 часа назад, Lavr сказал:

Вы не подскажете, почему единица величины - это величина, а эталон (образец) единицы величины - техническое средство?

Уж извините, что вопросом на вопрос. Но как вы хотите провести физическую реализацию определения минуя некое техническое средство? Даже нитяной отвес, воплощающий в себе наилучшим образом определение направления силы тяжести, является техническим средством.

[Lavr 544]

6 часов назад, scbist сказал:

Почему величина это величина, а эталон это эталон?

Почему образец единицы - это не единица?

[Lavr 544]

6 часов назад, владимир 332 сказал:

И где тут про "техническое средство"

ФЗ102:

"эталон единицы величины - техническое средство, предназначенное для воспроизведения, хранения и передачи единицы величины".

[Lavr 544]

5 часов назад, Геометр сказал:

Уж извините, что вопросом на вопрос. Но как вы хотите провести физическую реализацию определения минуя некое техническое средство?

Причем здесь техническое средство, если единица длины "1 попугай" определена как длина шага попугая (судя по мультфильму "38 попугаев")?

[Metrology1979 27]

 

21 час назад, Lavr сказал:

Так, почему-же Вы говорите, что единицы назначают не у нас, если допущенные к применению единицы определил ФЗ-102?

Глаголы назначить и допустить предполагают разные действия и последствия.

[владимир 332 1335]

1 час назад, Lavr сказал:

Причем здесь техническое средство, если единица длины "1 попугай" определена как длина шага попугая (судя по мультфильму "38 попугаев")?

детский сад какой-то 

[scbist 1853]

This week we go a bit deeper into Type A uncertainty analysis.  As always, it begins with the measurement.  If we take a series of measurements and compute the measured value as the average of the of the individual measurements, the experimental standard deviation can be used as a first step in evaluating the type A uncertainty associated with process variability for the measurements.

Som formulas associated with Type A uncertainty

It should be intuitive that more measurements generally improve the quality of the measurement.  The picture below provides a qualitative example of how the standard deviation generally gets better the more measurements that are taken.  This is because the denominator for the experimental standard deviation formula gets larger with more measurements (larger value for n), which drives the value for the experimental standard deviation down.

 

Standard deviations for different values of n

If we are reporting the average of a series of measurements that were taken for a particular item, it is acceptable to use the standard deviation of the mean for the measurements as the evaluation of Type A uncertainty due to variability.

 

Formula for standard deviation of the mean

I know that this formula troubles a lot of people.  Many are not comfortable with making the Type A evaluation of uncertainty even smaller by dividing by the square root of the number of measurements.  This is despite the GUM thoroughly describing this evaluation process in section 4.2.3 of that document.  The reason that it is appropriate to use the standard deviation of the mean is because the actual variation about the average of a series of measurements is much smaller than the standard deviation of the individual measurements themselves.  The best physical example that I have found for this is to observe the dispersion of the trace of a digital oscilloscope with no input on its lowest volts per division setting.  When no input is connected, the oscilloscope will pick up noise from the environment, and the noise is seen on the trace.  Generally, the trace can be very wide, nearly 1 centimeter due to this noise.  What we are seeing is the total variation of each sweep for the oscilloscope.    Digital oscilloscopes have the ability to take a number of measurements, or sweeps, and then display the average of those measurements.  The first picture below shows an example of an oscilloscope on the 2 mv/div range in sample mode, where it displays every sample.  The second picture then shows the display changed to the average of 16 samples. Without doing the formal math, we can still observe qualitatively that the variation for the individual samples is larger than the average of 16 samples by looking at the sweep width in each case.

 

Photo of oscilloscope in sample mode

 

Photo of oscilloscope in average mode (16 averages)

 

I want to provide a word of caution that there are applications where using the standard deviation of the mean is not appropriate.  Particularly, when it is decided to do a one-time experiment evaluate process variability and to use that to represent the type A uncertainty for subsequent calibrations.  An example of this is when the laboratory opts to only take one measurement for a calibration process for normal production, like when calibrating low resolution digital multimeters or perhaps low resolution dimensional hand tools, but they do a Type A analysis by taking 10 to 30 measurements one time to use as a representation for process variability for all their calibrations.  Since you are not reporting the average for the specific set of measurements for the calibration of the particular instrument, it is not appropriate to use the standard deviation of the mean.  However, the standard deviation is very adequate in this situation to represent to the general variation that can be seen in such a process when only one measurement is routinely taken.

In conclusion, using knowing which calculation to use for your Type A uncertainty analysis improves the quality of your measurements both through a possibly smaller evaluation of measurement uncertainty and by using the appropriate method of evaluation for the given circumstances.  #MetrologyMonday #FlukeMetrology

 

Цитата

 

На этой неделе мы углубимся в анализ неопределенности типа А. Как всегда, все начинается с измерения. Если мы проведем серию измерений и вычислим измеренное значение как среднее значение отдельных измерений, экспериментальное стандартное отклонение можно использовать в качестве первого шага в оценке неопределенности типа А, связанной с изменчивостью процесса для измерений.

Должно быть интуитивно понятно, что большее количество измерений обычно улучшает качество измерений. На рисунке ниже представлен качественный пример того, как стандартное отклонение обычно становится тем лучше, чем больше измерений проводится. Это связано с тем, что знаменатель формулы экспериментального стандартного отклонения становится больше с увеличением количества измерений (большее значение для n), что приводит к уменьшению значения экспериментального стандартного отклонения.

Если мы сообщаем среднее значение серии измерений, проведенных для конкретного объекта, допустимо использовать стандартное отклонение среднего значения измерений в качестве оценки неопределенности типа А из-за изменчивости.

Я знаю, что эта формула беспокоит многих людей. Многим не нравится делать оценку неопределенности типа А еще меньше путем деления на квадратный корень из количества измерений. И это несмотря на то, что ГУМ подробно описывает этот процесс оценки в разделе 4.2.3 этого документа. Причина, по которой уместно использовать стандартное отклонение среднего значения, заключается в том, что фактическое отклонение среднего значения серии измерений намного меньше, чем стандартное отклонение самих отдельных измерений. Лучший физический пример, который я нашел для этого, — это наблюдение за дисперсией кривой цифрового осциллографа без входа при настройке самого низкого напряжения на деление. Если вход не подключен, осциллограф будет улавливать шум окружающей среды, и шум будет виден на кривой. Обычно из-за этого шума след может быть очень широким, около 1 сантиметра. То, что мы видим, — это общее изменение каждой развертки осциллографа. Цифровые осциллографы имеют возможность выполнять ряд измерений или разверток, а затем отображать среднее значение этих измерений. На первом рисунке ниже показан пример осциллографа в диапазоне 2 мВ/дел в режиме выборки, где он отображает каждую выборку. Второе изображение показывает, что отображение изменено на среднее значение из 16 выборок. Не прибегая к формальным математическим расчетам, мы все равно можем качественно наблюдать, что вариация для отдельных выборок больше, чем в среднем для 16 выборок, глядя на ширину развертки в каждом случае.
 
Я хочу предостеречь: существуют приложения, в которых использование стандартного отклонения среднего значения нецелесообразно. В частности, когда решено провести одноразовый эксперимент, оценить изменчивость процесса и использовать ее для представления неопределенности типа А для последующих калибровок. Примером этого может служить ситуация, когда лаборатория решает провести только одно измерение в процессе калибровки для обычного производства, например, при калибровке цифровых мультиметров с низким разрешением или, возможно, габаритных ручных инструментов с низким разрешением, но они проводят анализ типа А, проводя от 10 до 30 измерений. один раз для использования в качестве представления изменчивости процесса для всех калибровок. Поскольку вы не сообщаете среднее значение для конкретного набора измерений для калибровки конкретного прибора, использовать стандартное отклонение среднего значения нецелесообразно. Однако стандартное отклонение в этой ситуации вполне адекватно для отражения общего отклонения, которое можно увидеть в таком процессе, когда регулярно проводится только одно измерение.
В заключение, знание того, какой расчет использовать для анализа неопределенности типа А, повышает качество ваших измерений как за счет, возможно, меньшей оценки неопределенности измерения, так и за счет использования соответствующего метода оценки для данных обстоятельств. #MetrologyMonday #FlukeMetrology

 

Каждый видит то, что хочет. Я например увидел две интересные фразы созвучные моему опыту.

1.

Цитата

фактическое отклонение среднего значения серии измерений намного меньше, чем стандартное отклонение самих отдельных измерений.

2. 

Цитата

существуют приложения, в которых использование стандартного отклонения среднего значения нецелесообразно. В частности, когда решено провести одноразовый эксперимент, оценить изменчивость процесса и использовать ее для представления неопределенности типа А для последующих калибровок.

Т.е.,

1. если я на производстве имею однократные измерения, то вводить смещение по результату калибровки может исказить картину, т.к. я имею дело не со средним из серии, а конкретное измерение.

2. при однократном измерении ориентироваться на неопределенность типа А нецелесообразно.

[scbist 1853]

2 часа назад, Lavr сказал:

Почему образец единицы - это не единица?

А почему слово это не дело?

Из слов дом не построишь.

Сколько ни говори халва, халва, во рту слаще не станет.

[Lavr 544]

1 час назад, владимир 332 сказал:

детский сад какой-то 

 

14 минут назад, scbist сказал:

А почему слово это не дело?

Из слов дом не построишь.

Сколько ни говори халва, халва, во рту слаще не станет.

Сплошной надекват прет.

[владимир 332 1335]

3 часа назад, Lavr сказал:

Причем здесь техническое средство, если единица длины "1 попугай" определена как длина шага попугая (судя по мультфильму "38 попугаев")?

Про ..."1 попугай" советовал бы заглянуть в Абсурдопедию  

 последний пост 

 

Изменено 27 Ноября 2023 пользователем владимир 332

[Lavr 544]

13 часов назад, Metrology1979 сказал:

Глаголы назначить и допустить предполагают разные действия и последствия.

Раньше у нас были узаконенные единицы. Потом почему-то решили, что эти единицы надо назвать допущенными к применению. Не вижу какого-то противоречия в том, что-бы сказать, что метр является единицей, предназначенной для выражения размера длины в РФ. Чем это не назначение единицы длины?

[Metrology1979 27]

9 часов назад, Lavr сказал:

Раньше у нас были узаконенные единицы. Потом почему-то решили, что эти единицы надо назвать допущенными к применению. Не вижу какого-то противоречия в том, что-бы сказать, что метр является единицей, предназначенной для выражения размера длины в РФ. Чем это не назначение единицы длины?

Брошюра 9: "Метр, обозначение м (m), есть единица длины в SI". Это назначение.

ФЗ-102: "1. В Российской Федерации применяются единицы величин Международной системы единиц". Это норма установленная законом.

ФЗ-102: " Правительством Российской Федерации могут быть допущены к применению в Российской Федерации наравне с единицами величин Международной системы единиц внесистемные единицы величин". Это допущение к применению.

[scbist 1853]

11 часов назад, Lavr сказал:

Не вижу какого-то противоречия в том, что-бы сказать, что метр является единицей, предназначенной для выражения размера длины в РФ.

Русский язык является языком предназначенным для выражения мыслей чиновников и граждан в России.

Получается, что нам русский язык назначен.

[Геометр 953]

5 часов назад, scbist сказал:

Русский язык является языком предназначенным для выражения мыслей чиновников и граждан в России.

Получается, что нам русский язык назначен.

Ну, русский язык может быть и назначен. К примеру, назначен языком межнационального общения. Технически так можно было бы поступить с любым языком народов России и даже языком зарубежным. Но фактически выбран и назначен на эту роль язык большинства... Меньшинству же остается только принимать или не принимать это решение (заметьте: не язык, а именно решение).

[Lavr 544]

13 часов назад, Metrology1979 сказал:

"Метр, обозначение м (m), есть единица длины в SI". Это назначение.

Вы считаете, что была некая международная система единиц и были единицы, которые получали назначение в эту систему, что привело к наполнению системы единицами?

 

13 часов назад, Metrology1979 сказал:

ФЗ-102: "1. В Российской Федерации применяются единицы величин Международной системы единиц". Это норма установленная законом.

Эту же норму закона можно было бы записать следующим образом: "В Российской Федерации к применению допускаются единицы величин Международной системы единиц". Тем более, что следующая фраза звучит следующим образом:  " Правительством Российской Федерации могут быть допущены к применению в Российской Федерации наравне с единицами величин Международной системы единиц внесистемные единицы величин".

[Lavr 544]

6 часов назад, Геометр сказал:

Ну, русский язык может быть и назначен. К примеру, назначен языком межнационального общения. Технически так можно было бы поступить с любым языком народов России и даже языком зарубежным. Но фактически выбран и назначен на эту роль язык большинства... Меньшинству же остается только принимать или не принимать это решение (заметьте: не язык, а именно решение).

Очень хорошее сообщение. Хотел бы присоединиться к этим словам, но боюсь навредить, поскольку мои оппоненты готовы оплевать и растоптать все, о чем говорю я. Поэтому пусть ваши слова остануться только Вашими словами. Я обращу внимание только на следующую фразу:

 

6 часов назад, Геометр сказал:

Меньшинству же остается только принимать или не принимать это решение (заметьте: не язык, а именно решение).

В этой фразе, как ни странно, выражено главное различие двух концепций - можно принимать язык, а можно принимать решение о языке. В КП принимают язык, а в КН принимают решение о языке.

Изменено 29 Ноября 2023 пользователем Lavr

[scbist 1853]

14 часов назад, Геометр сказал:

Меньшинству же остается только принимать или не принимать

А кто назначил чеченцам чеченский язык для общения внутри группы, чукчам - чукотский, бурятам - бурятский?

Кто этот назначатель?

[владимир 332 1335]

42 минуты назад, scbist сказал:

15 часов назад, Геометр сказал:

Меньшинству же остается только принимать или не принимать

А кто назначил чеченцам чеченский язык для общения внутри группы, чукчам - чукотский, бурятам - бурятский?

Для справки из Вики

Цитата

 

около 1,7 млн. человек, в основном в Чеченской Республике и члены чеченской диаспоры по всей России и остальной части Европы, Иордании, Австрии, Турции, Азербайджане, Украине, Центральной Азии (в основном Казахстан и Кыргызстан) и Грузии.

Согласно Всероссийской переписи населения 2020 года, 1 490 000 человек сообщили, что могут говорить по-чеченски в России.

 

Цитата

Хотя чукотский язык преподается в 28 начальных школах Чукотского автономного округа 1616 детям (по данным 2015-2016 годов),^[6] и на чукотском языке ежедневно ведется несколько часов теле- и радиопередач, повседневное использование и уровень владения языком среди коренных чукчей снижается. Согласно переписи населения 2020 года, 8 526 из 16 200 чукчей говорят по-чукотски; и большинство чукчей сейчас говорят по-русски (менее 100 сообщили, что вообще не говорят по-русски).

Цитата

Общее число говорящих на бурятском языке по разным данным от 318 000 до 369 000^{[4][прим. 2]}.

В России — 218 557 (2010, перепись), в Китае — около 18 тысяч^{[прим. 2][5][прим. 3]}, в Монголии — 48 тысяч (в том числе бурят 45,1 тыс. и учтённых переписью отдельно от бурят баргутов 3,0 тыс.)^[6].

Согласно Всероссийской переписи населения 2010 года на территории Республики Бурятия бурятским владеет только 13,7 % населения (в 2002 г. было 23,6 %).^[7] Также, по данным статистики, в России за последние десятилетия наблюдается существенное снижение доли владеющих родным языком среди самих бурят с 81,4 % до 43,6 %.

 

15 часов назад, Геометр сказал:

Ну, русский язык может быть и назначен. К примеру, назначен языком межнационального общения.

Конституция РФ

Цитата

Статья 68

 

 

Статья 68 <*>

1. Государственным языком Российской Федерации на всей ее территории является русский язык как язык государствообразующего народа, входящего в многонациональный союз равноправных народов Российской Федерации.
2. Республики вправе устанавливать свои государственные языки. В органах государственной власти, органах местного самоуправления, государственных учреждениях республик они употребляются наряду с государственным языком Российской Федерации.
3. Российская Федерация гарантирует всем ее народам право на сохранение родного языка, создание условий для его изучения и развития.

4. Культура в Российской Федерации является уникальным наследием ее многонационального народа. Культура поддерживается и охраняется государством.

Конституция Украины https://yurist-online.org/laws/Constitution/ru/constituciya_na_russkom.pdf  (последней версии не имею) удивила

Цитата

Статья 10. Государственным языком в Украине является украинский язык. http://yurist-online.org/ (положению части первой статьи 10 дано официальное толкование согласно решению Конституционного Суда Украины от 14.12.99 г. N 10-рп/99

Государство обеспечивает всестороннее развитие и функционирование украинского языка во всех сферах общественной жизни на всей территории Украины.

В Украине гарантируется свободное развитие, использование и защита русской, других языков национальных меньшинств Украины.

Государство способствует изучению языков международного общения. Применение языков в Украине гарантируется Конституцией Украины и определяется законом.

Национальный состав

Национальный состав населения Украины по данным переписей населения

По данным последней всеукраинской переписи населения, проведённой в 2001 году, украинцы составляют 77,8 % населения и являются большинством во всех регионах, кроме АР Крым и Севастополя; русские — 17,3 %, составляют значительную часть населения в восточных и южных областях, особенно в АР Крым, а также в крупных городах); также проживают белорусы — 0,6 %, молдаване — 0,5 %, крымские татары — 0,5 %, болгары — 0,4 %, венгры — 0,3 %, румыны — 0,3 %, поляки — 0,3 %, евреи — 0,2 %, армяне — 0,2 %, греки — 0,2 %, татары — 0,2 %, другие — 1,2 %^[215][216].

На Украине почти 20 лет не производилась перепись населения, потому современный этнический состав населения оценить сложно. Тем не менее, исследование статистики органов ЗАГС, в той части, где в актах гражданского состояния указывается национальность, позволяет говорить о наличии тенденции отождествления этнической принадлежности и гражданства. Так, в органах ЗАГС в 1993 году в Харькове 43,6 % указывали этническую принадлежность русские, а в 2014 году таких было всего 7,3 %; одновременно, доля тех, кто указывал национальность украинцы возросла с 49,9 % до 90,1 %^[217].

не буду про Политику...

[Metrology1979 27]

10 часов назад, Lavr сказал:

Вы считаете, что была некая международная система единиц и были единицы, которые получали назначение в эту систему, что привело к наполнению системы единицами?

Почему была - она есть. "В 1960 г. 11-я ГКМВ официально сформировала и определила SI" (Брошюра 9).

10 часов назад, Lavr сказал:

В 28.11.2023 в 18:36, Metrology1979 сказал:

ФЗ-102: "1. В Российской Федерации применяются единицы величин Международной системы единиц". Это норма установленная законом.

Эту же норму закона можно было бы записать следующим образом: "В Российской Федерации к применению допускаются единицы величин Международной системы единиц". Тем более, что следующая фраза звучит следующим образом:  " Правительством Российской Федерации могут быть допущены к применению в Российской Федерации наравне с единицами величин Международной системы единиц внесистемные единицы величин".

Фраза "В Российской Федерации применяются" - это требование. Фраза "Правительством Российской Федерации могут быть допущены" не содержит требования, не отменяет требования по применению единиц SI, но дает некоторые возможности Правительству. Закон, в данной части, абсолютно конкретен.

10 часов назад, Lavr сказал:

В этой фразе, как ни странно, выражено главное различие двух концепций - можно принимать язык, а можно принимать решение о языке. В КП принимают язык, а в КН принимают решение о языке.

"Международная система единиц, SI, предпочтительно используется во всем мире как
основной язык в области науки, техники, промышленности и торговли с момента своего
создания в 1960 г" (Брошюра 9).

Вне зависимости от концепций.

[Lavr 544]

2 часа назад, Metrology1979 сказал:

Почему была - она есть. "В 1960 г. 11-я ГКМВ официально сформировала и определила SI"

Речь о том, что было в 1960 году. Поэтому "была".

 

2 часа назад, Metrology1979 сказал:

Фраза "В Российской Федерации применяются" - это требование.

Это не требование, а разрешение на применение (допуск).

 

2 часа назад, Metrology1979 сказал:

Фраза "Правительством Российской Федерации могут быть допущены" не содержит требования, не отменяет требования по применению единиц SI

Вдумайтесь в то, что Вы сказали. В таком случае, применяя допущенную к применению внесистемную единицу, вы будете обязаны параллельно применять системную единицу.

2 часа назад, Metrology1979 сказал:

13 часов назад, Lavr сказал:

В этой фразе, как ни странно, выражено главное различие двух концепций - можно принимать язык, а можно принимать решение о языке. В КП принимают язык, а в КН принимают решение о языке.

"Международная система единиц, SI, предпочтительно используется во всем мире как
основной язык в области науки, техники, промышленности и торговли с момента своего
создания в 1960 г" (Брошюра 9).

Вне зависимости от концепций.

Это называется "В огороде бузина, а в Киеве дядька". Вы абсолютно не поняли то, что сказал я и ответили совершенно невпопад.

[Геометр 953]

9 часов назад, scbist сказал:

А кто назначил чеченцам чеченский язык для общения внутри группы, чукчам - чукотский, бурятам - бурятский?

Кто этот назначатель?

Мама с папой. Они зачинатели-назначатели. Но это лишь часть истины. Кроме всего прочего "назначателем" будет этнос, внутри которого находится индивид. Как говорится: так сложились обстоятельства.

[Геометр 953]

18 часов назад, Lavr сказал:

В этой фразе, как ни странно, выражено главное различие двух концепций - можно принимать язык, а можно принимать решение о языке. В КП принимают язык, а в КН принимают решение о языке.

Не согласен. Уж извините. Язык единиц величин не зависит от концепции. И принятие решения тоже не зависит от концепции.

[Lavr 544]

5 часов назад, Геометр сказал:

Не согласен. Уж извините. Язык единиц величин не зависит от концепции. И принятие решения тоже не зависит от концепции.

Я надеялся, что Вы, для начала, хоты-бы уточните, что я имею ввиду, поскольку, как мне кажется, сразу трудно понять, что значит "принять язык" , а что значит "принять решение о языке", но Вы начали с  возражаний.

Метрология - это наука, позволяющая вести речь (общаться) о величинах. Для того, чтобы вести речь о чем-то, нужен язык. Предположим, что у вас нет такого языка. Как принять язык, позволяющий общаться, если до сих пор никакого языка не было? Другими словами, как создать такой язык?

Вопрос о том, что значит "принять решение о языке" я пока оставляю за скобками.  

[Геометр 953]

42 минуты назад, Lavr сказал:

Вопрос о том, что значит "принять решение о языке" я пока оставляю за скобками.

Решение принимается когда есть альтернатива. Если таковой не имеется, то и решать нечего.

 

45 минут назад, Lavr сказал:

Метрология - это наука, позволяющая вести речь (общаться) о величинах. Для того, чтобы вести речь о чем-то, нужен язык. Предположим, что у вас нет такого языка. Как принять язык, позволяющий общаться, если до сих пор никакого языка не было? Другими словами, как создать такой язык?

Давайте мы уже не будем предполагать и будем отталкиваться от уже имеющегося. Тем более, что величины и единицы величин есть ни что иное как продукт договоренности заинтересованных сторон. И та же самая длина может вдруг стать шириной, высотой и даже глубиной, хотя суть от этого нисколько не изменится.

[Lavr 544]

1 минуту назад, Геометр сказал:

Решение принимается когда есть альтернатива. Если таковой не имеется, то и решать нечего.

Куда Вы торопитесь? Я же сказал, что этот вопрос пока оставляем за скобками.

 

2 минуты назад, Геометр сказал:

Давайте мы уже не будем предполагать и будем отталкиваться от уже имеющегося. Тем более, что величины и единицы величин есть ни что иное как продукт договоренности заинтересованных сторон.

Языка нет! Как будете договариваться о языке?