Неопределенность против погрешности

[Metrology1979 25]

21 час назад, pivak сказал:

23 часа назад, Metrology1979 сказал:

Приведите примеры применения СКП в качестве МХ СИ для других измерений.

 

 

скдво (дисперсия Аллана) для стандартов частоты

Дисперсия Алана - показатель стабильности. СКП - это другое.

[Metrology1979 25]

9 часов назад, Lavr сказал:

Вы не видите разницы между результатом измерений и оценкой измеряемой величины, а стандарт видит. Читайте внимательно, начиная с определений терминов.

ГОСТ Р 8.736—2011 другого способа выражения результата измерений не содержит и не может содержать - среднее это оценка. Результат измерения "содержит" погрешность СИ и при однократных измерениях см. Р 50.2.038-2004

 

[Lavr 521]

2 часа назад, Metrology1979 сказал:

ГОСТ Р 8.736—2011 другого способа выражения результата измерений не содержит и не может содержать - среднее это оценка. Результат измерения "содержит" погрешность СИ и при однократных измерениях см. Р 50.2.038-2004

 

Вы читать умеете? Там есть определение терминов.

[Алал 211]

Коллеги, а можно глупый вопрос?

Есть система отопления. На ней установлен манометр с диапазоном измерения (0 - 1,6) МПа и классом точности 1,5. Манометр показывает 0,6 МПа. Какое давление в системе отопления с точки зрения КН и какое с точки зрения КП?

[scbist 1 709]

1 час назад, Алал сказал:

На ней установлен манометр с диапазоном измерения (0 - 1,6) МПа и классом точности 1,5. Манометр показывает 0,6 МПа. Какое давление в системе отопления с точки зрения КН и какое с точки зрения КП?

"Доннер-веттер, что за боль!

На любимый, на мозоль!.."

Какое давление в системе никто не знает, но есть результат измерения, который может быть выражен разными способами.

В КП мы скажем, что измеренное значение равно 0,6 с погрешностью +/- 0,024. В КН говорят, что оценка значения будет 0,6 с неопределенностью которую необходимо оценить на основании сертификата калибровки и учета внешних факторов. Численно это неопределенность может составить все те же 0,024.

Результат измерения может быть вполне обоснованно приписан измеряемой величине. Т.е. имеем право сказать, что давление в системе где-то около 0,6 и записать в журнал наблюдений именно это число.

 

 

[Логинов Владимир 846]

Главное убедиться, что манометр не заклинило в этом положении. Для этого ставят трехходовые краны, чтобы проверить ноль.

[Lavr 521]

10 часов назад, Алал сказал:

Коллеги, а можно глупый вопрос?

В моем понимании глупых вопросов не бывает.

 

10 часов назад, Алал сказал:

Есть система отопления. На ней установлен манометр с диапазоном измерения (0 - 1,6) МПа и классом точности 1,5. Манометр показывает 0,6 МПа. Какое давление в системе отопления с точки зрения КН и какое с точки зрения КП?

Как вы поставили вопрос, такой ответ вы и получите. В данном случае Вы поставили вопрос в котором давление рассматривается как некоторая случайная переменная. Для определения значения давления в системе отопления организован измерительный контроль, где средством измерительного контроля является манометр с нормированной хакрактеристикой погрешности (ошибки контроля). Манометр показывает 0,6 МПа, значит так оно и есть (если нормированная погрешность вас устраивает, ею можно пренебречь).

 

8 часов назад, scbist сказал:

В КН говорят, что оценка значения будет 0,6 с неопределенностью которую необходимо оценить на основании сертификата калибровки и учета внешних факторов.

Чтобы сказать, что оценка значения будет 0,6, значение для начала надо оценить. Для этого надо дать дефиницию значения давления так, чтобы это значение было единственным и на основе этой дефиниции построить модель измерения. Обратите внимание, что в КП исходят из того, что значение находится в некотором диапазоне, а следовательно возможных значений множество. В КН величина рассматривается как скаляр (ступенька) и, в принципе, может характеризоваться единственным значением. Рассеяние оценки значения величины образуется только из-за неполного определения.

Какой вопрос может быть решен с применением КН? Например вопрос о значении давления определенного газа в некоторой замкнутой системе при температуре 25 градусов Цельсия. Реализовать температуру точно 25 градусов не получится, поэтому для решения задачи понадобятся знания о температурном расширении газа. Эти знания позволят внести соответствующие поправки в результат, полученный на основе многократных наблюдений. Логика оценки неопределенности  вроде бы всем понятна и дополнительных пояснений не требует.

Таким образом, разной является постановка задачи. Как в этом случае могут быть одинаковые результаты?

Это если рассуждать с точки зрения Руководства, которое оставило без ответа вопрос о том, как в КН работать с переменной. Но ведь КП как-то решает проблему работы с константами, значит и КН сможет работать с переменными.

[scbist 1 709]

2 часа назад, Lavr сказал:

Например вопрос о значении давления определенного газа в некоторой замкнутой системе при температуре 25 градусов Цельсия.

Ну Вы совсем оторвались от жизни.

14 часов назад, Алал сказал:

Есть система отопления.

Этот газ называется вода. Температура тоже не 25 градусов. Замкнутая система это опять не к нам.

[scbist 1 709]

2 часа назад, Lavr сказал:

с точки зрения Руководства, которое оставило без ответа вопрос о том, как в КН работать с переменной.

Лень искать, но Руководство рассматривало такой вопрос. Правда, там величиной являлось не конкретное давление в какой-то момент, а параметр процесса за какой-то период.

Можно, конечно, рассматривать единичное измерение, но процесс циркуляции теплоносителя в системе отопления имеет некоторые временные характеристики. Вполне логично оценивать не случайно выхваченное число, а параметры графика изменения во времени.

Но это все для длительной обработки, а водопроводчик или какой-то оператор в журнал записывает то, что видит. Его ни погрешность, ни неопределенность не интересуют.

[Lavr 521]

12 минут назад, scbist сказал:

Ну Вы совсем оторвались от жизни.

Этот газ называется вода. Температура тоже не 25 градусов. Замкнутая система это опять не к нам.

Какая разница, газ или вода? Важен принцип.

5 минут назад, scbist сказал:

Лень искать, но Руководство рассматривало такой вопрос. Правда, там величиной являлось не конкретное давление в какой-то момент, а параметр процесса за какой-то период.

Можно, конечно, рассматривать единичное измерение, но процесс циркуляции теплоносителя в системе отопления имеет некоторые временные характеристики. Вполне логично оценивать не случайно выхваченное число, а параметры графика изменения во времени.

Величина, изменяющаяся в пространстве-времени - это КП. В КН значение определяется на множестве условий.

[Metrology1979 25]

23 часа назад, Lavr сказал:

В 23.10.2024 в 18:39, Metrology1979 сказал:

ГОСТ Р 8.736—2011 другого способа выражения результата измерений не содержит и не может содержать - среднее это оценка. Результат измерения "содержит" погрешность СИ и при однократных измерениях см. Р 50.2.038-2004

 

Вы читать умеете? Там есть определение терминов.

Результат измерения - среднее арифметичемкое значение, границы погрешности и вероятность - все строго в соответствии с терминами и их определениями.

9 часов назад, Lavr сказал:

Важен принцип.

 

[scbist 1 709]

9 часов назад, Lavr сказал:

Величина, изменяющаяся в пространстве-времени - это КП.

Цитата

1.2 Настоящее Руководство в первую очередь рассматривает выражение неопределенности измерения хорошо определенной величины, характеризуемой единственным значением. Если предмет изучения нельзя охарактеризовать единственным значением, а лишь некоторым распределением значений или если он характеризуется зависимостью от одного или более параметров (например, представляет собой временной процесс), то измеряемыми величинами, требуемыми для его описания, являются параметры распределения или зависимости.

 

[Lavr 521]

11 часов назад, Metrology1979 сказал:

Результат измерения - среднее арифметичемкое значение

Вы все-таки по-русски читать не умеете.

3.1 результат измерения физической величины; результат измерения; результат: Значение величины, полученное путем ее измерения. [Рекомендации по межгосударственной стандартизации [1], статья 8.1]

3.2 неисправленный результат измерений величины: Результат измерений величины, полученной до введения в него поправки в целях устранения систематических погрешностей.

3.3 исправленный результат измерений величины: Результат измерений величины, полученный после введения поправки в целях устранения систематических погрешностей в неисправленный результат измерений величины.

3.4 неисправленная оценка измеряемой величины: Среднее арифметическое значение результатов измерений величины до введения в них поправки в целях устранения систематических погрешностей.

3.5 исправленная оценка измеряемой величины: Среднее арифметическое значение результатов измерений величины после введения поправки в целях устранения систематических погрешностей в неисправленную оценку измеряемой величины.

3.6 группа результатов измерений величин: Несколько результатов измерений (не менее четырех, п > 4), полученных при измерениях одной и той же величины, выполненных с одинаковой тщательностью, одним и тем же средством измерений, одним и тем же методом и одним и тем же оператором.

В КП различают измерение и оценивание.

[Lavr 521]

10 часов назад, scbist сказал:

1.2 Настоящее Руководство в первую очередь рассматривает выражение неопределенности измерения хорошо определенной величины, характеризуемой единственным значением. Если предмет изучения нельзя охарактеризовать единственным значением, а лишь некоторым распределением значений или если он характеризуется зависимостью от одного или более параметров (например, представляет собой временной процесс), то измеряемыми величинами, требуемыми для его описания, являются параметры распределения или зависимости.

Если вам поручат контролировать давление в системе отопления, вы будете оценивать матожидание и сравнивать его с допуском?

[scbist 1 709]

1 час назад, Lavr сказал:

Если вам поручат контролировать давление в системе отопления, вы будете оценивать матожидание и сравнивать его с допуском?

 

22 часа назад, scbist сказал:

водопроводчик или какой-то оператор в журнал записывает то, что видит. Его ни погрешность, ни неопределенность не интересуют.

 

22 часа назад, scbist сказал:

Можно, конечно, рассматривать единичное измерение,

Цитата

F.2.4.1 Единичное измерение калиброванным средством измерений

Если оценка входной величины получена в результате единичного наблюдения с использованием средства измерения, калиброванного по эталону с малой неопределенностью, то оценка неопределенности в основном будет связана с повторяемостью результатов измерений. Оценка дисперсии для повторных измерений с помощью данного средства измерений может быть получена в ходе предшествующих наблюдений. Если результаты таких измерений отличаются от полученной оценки входной величины, но достаточно близки к ней, то указанная оценка дисперсии может быть применена к входной величине. Если сведения о предшествующих наблюдениях отсутствуют, то оценку составляющей неопределенности для данной входной величины следует основывать на характеристиках используемого средства измерений, на оценках дисперсии, полученных с применением аналогичных средств измерений, и тому подобной информации.

F.2.4.2 Единичное измерение поверенным средством измерений

Свидетельством о калибровке или документацией с указанием реальных метрологических характеристик снабжают не все средства измерений. Однако их производят в соответствии с определенными стандартами (техни ческими условиями) и испытывают (изготовитель или третье лицо) на соответствие характеристик требованиям этих стандартов. Такие стандарты содержат требования к метрологическим характеристикам, часто в виде максимально допустимых отклонений этих характеристик от номинальных. Соответствие требованиям проверяют в испытаниях путем сравнения с эталонным средством измерения, для которого обычно в стандарте указывают максимально допустимую неопределенность измерения его метрологической характеристики. Эта неопределенность будет со ставной частью неопределенности измерения метрологической характеристики испытуемого средства измерений. При отсутствии информации об отклонении реальной метрологической характеристики средства измерений от номинальной следует исходить из предположения, что значения этой характеристики равномерно распределе ны в пределах допустимого отклонения, предписанного стандартом. Однако средства измерений некоторых типов обладают такой особенностью, что эти отклонения, например, всегда положительны в одной части измерительного диапазона и всегда отрицательны в другой. В ряде случаев сведения о подобных особенностях характеристики содержатся в самом стандарте.

 

[Геометр 929]

4 часа назад, Lavr сказал:

Вы все-таки по-русски читать не умеете.

3.1 результат измерения физической величины; результат измерения; результат: Значение величины, полученное путем ее измерения. [Рекомендации по межгосударственной стандартизации [1], статья 8.1]

3.2 неисправленный результат измерений величины: Результат измерений величины, полученной до введения в него поправки в целях устранения систематических погрешностей.

3.3 исправленный результат измерений величины: Результат измерений величины, полученный после введения поправки в целях устранения систематических погрешностей в неисправленный результат измерений величины.

3.4 неисправленная оценка измеряемой величины: Среднее арифметическое значение результатов измерений величины до введения в них поправки в целях устранения систематических погрешностей.

3.5 исправленная оценка измеряемой величины: Среднее арифметическое значение результатов измерений величины после введения поправки в целях устранения систематических погрешностей в неисправленную оценку измеряемой величины.

3.6 группа результатов измерений величин: Несколько результатов измерений (не менее четырех, п > 4), полученных при измерениях одной и той же величины, выполненных с одинаковой тщательностью, одним и тем же средством измерений, одним и тем же методом и одним и тем же оператором.

В КП различают измерение и оценивание.

И это правильно!

К примеру, я измеряю горизонтальный угол между направлениями на местности с помощью теодолита. В результаты измерения я вношу поправку за коллимационную погрешность для каждого из направлений. Если я провожу измерения на пункте государственной геодезической сети, то делаю это двенадцатью полными приемами. И в каждом из приемов я устраняю коллимационную погрешность введением соответствующих поправок. Далее, вычисляю среднее арифметическое значение угла. Далее, провожу оценку точности измерений через вычисление средней квадратической погрешности измерения угла (заметьте, инструментальную систематику я уже устранил). Далее, в треугольнике таким же образом измеряю два оставшихся угла. Далее оцениваю отклонение суммы измеренных углов от 180 градусов. Небольшая невязка все же будет присутствовать. Эту невязку в процессе уравнивания по определенным правилам распределяем между полученными значениями так, чтобы сумма углов получилась равной 180 градусов. После этого производится окончательная оценка точности результата измерений. Ну, что вы как маленький? Я ж вам говорю, что когда геодезия занималась оценкой измеряемых величин и точности (неопределенности) результатов измерений, концепция неопределенности даже в проектах не значилась. Да и вообще, у меня порой создается впечатление, что создатели КН взяли да и просто беспардонно слизали основные положения геодезии и перетолмачили их на свой птичий язык.

[Metrology1979 25]

11 часов назад, Lavr сказал:

23 часа назад, Metrology1979 сказал:

Результат измерения - среднее арифметичемкое значение

Вы все-таки по-русски читать не умеете.

3.1 результат измерения физической величины; результат измерения; результат: Значение величины, полученное путем ее измерения. [Рекомендации по межгосударственной стандартизации [1], статья 8.1]

КП говорит (РМГ 29-99):

5.5 многократное измерение
"Измерение физической величины одного и того же размера, результат которого получен из нескольких следующих друг за другом измерений, т. е. состоящее из ряда однократных измерений"

Т.е результат один и является средним арифметическим значением.

ГОСТ называе среднее арифметическое значение - "оценкой". Имеет право.

КП (РМГ) ничего об оценке не знает.

Это если уметь читать.

 

[scbist 1 709]

 

Цитата

 

Метрологический понедельник! #91 Обсуждение оценки соответствия, правил принятия решений и риска принятия решений об измерениях – Рождение соотношения 4:1

Джефф Гаст

Старший директор по метрологии, соблюдению нормативных требований и нормативному регулированию — главный корпоративный метролог в корпорации Fluke — преподаватель, наставник и энтузиаст в области измерений.

 

 

29 октября 2024 г.

Соотношение 4:1 — это то, что было зацементировано в программах калибровки по всем Соединенным Штатам и также просочилось в остальной мир. Я нахожу, что его обычно неправильно понимают и часто неправильно цитируют. Сегодня я собираюсь вернуть вас к изобретению соотношения 4:1.

Человеком, который изначально придумал эту идею, был Джерри Хейз, работавший в ВМС США. Если бы существовала гора Рашмор для людей, связанных с разработкой Стандарта качества калибровки, Джерри, несомненно, был бы на ней. Он в основе своей задумал большинство требований к системам качества калибровки, которые мы используем сегодня. Джерри был моим другом, и я поддерживал с ним связь, иногда видя его на конференции по науке об измерениях, а иногда просто отправляя ему электронные письма или звоня ему после того, как он окончательно вышел на пенсию. Эта информация основана на интервью и разговорах, которые я имел с ним за пару лет до его смерти.

 

Джерри в прежние времена

Во время Второй мировой войны произошло несколько технологических прорывов, невиданных ранее человечеством. В этой войне были изобретены атомная бомба, реактивный снаряд и реактивный двигатель. Это были устройства, которые начали свое существование как научный эксперимент, в ходе которого инженеры и ученые пытались создать первый из них. К концу Второй мировой войны правительство США потребовало их массового производства. Часто правительство США требовало, в целях секретности, чтобы подрядчики строили только часть этих систем, а правительство собирало их по получении в конечный продукт. Из-за сложных допусков как для размерных, так и для электронных компонентов, когда правительство их получало, они либо не подходили друг другу, либо работали ненадлежащим образом. Причиной этого были ошибки калибровки.

Джерри обнаружил это, работая в Лаборатории военно-морских вооружений США в середине 1950-х годов. Он работал в Отделе качества продукции Департамента оценки ракет. Проблема, с которой они столкнулись, заключалась в том, что ракеты, которые ВМС получали от подрядчиков, не были надежными, как и связанные с ними отчеты об испытаниях. Ему было поручено решить проблему, чтобы определить, почему это было так. Он представил свои результаты в Техническом меморандуме от 24 октября 1955 г. № 63-106 «Факторы, влияющие на надежность измерений». Он пришел к выводу, что проблемы качества калибровки были основной причиной надежности ракет. Он написал: «Системы контроля выбора и измерений, установленные программами калибровки и совместимости, были изложены в этой статье как средство выявления и сдерживания проблем с измерениями». После того, как он представил эту информацию своим начальникам, они поручили ему выйти и построить полную систему для контроля этих проблем с калибровкой.

 

В те дни компьютеры не были широко доступны, поэтому большую часть математической работы приходилось выполнять вручную и с помощью логарифмических линеек (если вы не знаете, что это такое, узнайте!). Первоначально он намеревался достичь цели 10:1 в своей программе калибровки на основе MIL-STD-120, военного стандарта для проверки калибров (размерных стандартов). Однако он обнаружил, что 10:1 недостижимо с помощью микроволновой электроники, связанной с испытательными установками для ракет. Он черпал вдохновение из двух статей: «Метод обработки ошибок при тестировании и измерении» Алана Игла и статья Фрэнка Граббса и Хелен Кун «Об установлении пределов испытаний относительно пределов спецификаций». Обе были опубликованы в журнале Industrial Quality and Control в марте 1954 года.

Целевые показатели для ложного принятия и ложного отклонения, установленные руководством (с некоторой помощью/влиянием Джерри), были установлены на уровне 1%. И оценка неопределенности измерений, и надежность на конец периода (EOPR) были установлены на уровне 95%, примерно 2-сигма. Когда Джерри делал расчеты для решения этой проблемы, он заметил, что если отношение пределов испытаний ракеты к пределам спецификации приборов было 4:1, то риск ложного принятия был рассчитан как чуть менее 1%, а риск ложного отклонения был чуть более 1%. Воодушевленный этим результатом, он передал эту информацию своему руководству. Им понравилась эта идея, потому что ее было легко вычислить, и она соответствовала их требованиям к целевому риску.

 

Вам знаком этот график?

На этом этапе очень важно отметить, что соотношение 4:1 было основано на совместной вероятности, а не на условной вероятности. Также важно понимать, что эта цель была основана на требованиях ложного принятия и ложного отклонения, и что соотношение 4:1 при правильных обстоятельствах может это обеспечить. Соотношение 4:1 не даст 1% риска ложного принятия, если EOPR не близок к 95%. Соотношение 4:1 может иметь риск ложного принятия намного меньше 1%, если неопределенность измерения или EOPR выше 2-сигм. Тем, кому не нравится соотношение 4:1 или совместная вероятность, следует понимать и признать, что почти все, что мы делаем сегодня в калибровке, основано на этих идеях. Соотношение 4:1 — это правило принятия решений, которое позволяет вам быть уверенным в том, что у вас есть 1% вероятности риска ложного принятия для любого измерения от -100% до +100% пределов теста. #MetrologyMonday #FlukeMetrology

 

Вот интересно. Джефф приписывает Америке первенство в соотношении 4/1, а как было у нас во времена Менделеева и позже?

[Данилов А.А. 1 960]

2 часа назад, scbist сказал:

 

... как было у нас во времена Менделеева

Из Временника 1894, №1, стр 119 следует, что соотношение 1/2,5 - см. https://www.vniim.ru/files/b-12133636.pdf

[Данилов А.А. 1 960]

2 часа назад, scbist сказал:

 

и позже?

См. МИ 187, МИ 188 - от 1/2 до 1/10

[владимир 332 1 220]

11 часов назад, Данилов А.А. сказал:

Из Временника 1894, №1, стр 119 следует, что соотношение 1/2,5 - см. https://www.vniim.ru/files/b-12133636.pdf

впечатлило + 

[libra 532]

Что-то тихо в теме -как на кладбище

Как вам это:

Отсюда : стр.153 Ф. Мюсттлер, Дж. Тьюки "Анализ данных и регрессия"

 

[scbist 1 709]

1 час назад, libra сказал:

Как вам это:

Ну это же элементарно, Ватсон.

Если мы имеем конкретный образец, то его конкретные характеристики индивидуальны. Мы можем только предполагать, что они соответствуют усредненным характеристикам. Но на самом деле они могут быть не средними, а закритическими.

По теории вероятности риски аварий шатлов или Чернобыльской АЭС были близки, но не равны нулю. Итог мы знаем.

По своей практике могу сказать, что когда к нам на завод приезжали потребители с претензией, я говорил, что вероятность безотказной работы нашего устройства равна 0,99, на что потребитель говорил, мне эта вероятность по-фигу. У меня поезд на перегоне встал и меня за это лишили премии. А это всего-лишь один контакт не замкнулся.

Кстати, когда в книжках рисуют гистограммы каких-то событий, то огибающая никогда не бывает идеальным колокольчиком. Этот гауссовский колокольчик можно очертить вокруг реальной статистики с некоторой натяжкой.

Когда мы проводим многократные измерения, то проверяем результаты на соответствие нормальному распределению, которое мы хотим видеть. А то, что не ложится в теорию просто отбрасываем как ошибки. А в жизни мы не можем отбросить какие-то факты, которые не соответствуют ожиданиям. На то он и факт. Он свершился, хотя мы его и не ждали.

 

Вспомнился еще один термин. Ошибка выжившего. Т.е. мы анализируем то, что к нам попало, а то, что не попало, того и не анализируем. Мы можем проанализировать поведение пойманных преступников о преступлениях которых нам известно, а если о преступлении не известно, то и анализировать нечего. В статистику это не попадает, хотя события существуют.

[libra 532]

4 часа назад, scbist сказал:

 

По теории вероятности риски аварий шатлов или Чернобыльской АЭС были близки, но не равны нулю. Итог мы знаем.

По своей практике могу сказать, что когда к нам на завод приезжали потребители с претензией, я говорил, что вероятность безотказной работы нашего устройства равна 0,99, на что потребитель говорил, мне эта вероятность по-фигу. У меня поезд на перегоне встал и меня за это лишили премии. А это всего-лишь один контакт не замкнулся.

 

Там биноминальное распределение

http://mathprofi.ru/binomialnoe_raspredelenie_veroyatnostei.html

[libra 532]

4 часа назад, scbist сказал:

Ну это же элементарно, Ватсон.

Элементарно то, что под "передовой теорией" КН нам 30 лет втюхивают товар не первой свежести.

Например:

 В книге "Фундаментальные основы метрологии"  под редакцией академика В. В. Лянчева  предлагалось использовать  альтернативные методы оценки СКО ( медианная оценка, оценка на основе абсолютных отклонений, усеченное выборочное СКО)

Изменено 17 Ноября пользователем libra