Понятие "измерение погрешности", определение значения погрешности

[Дмитрий Борисович 1 013]

Да на счет каши... некоторые выдержки, цитаты, положения, я привожу из книги о которой уже говорил

Ф.Г.Ланге "Статистические аспекты построения измерительных систем" 1981г.

Для справки - Ф.Г.Ланге член корреспондент АН ГДР.....

Другие некоторые выдержки привожу из монографии Ж.Макс "Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях"

1983г.

Для справки - Ж.Макс сотрудник Высшей электротехнической школы и руководитель отдела "Обработки сигналов" Лаборатории

электроники и информационной техники Центра ядерных исследований в Гренобле.

[Дмитрий Борисович 1 013]

Я же сказал, что присутствует элемент недоверия.

неДОверие и НЕверие понятия разные!

[Дмитрий Борисович 1 013]

Сомнение можно как-то оценить, например как стандартное отклонение или как интервал (расширенная неопределенность). Но коэфициент расширения каждый волен выбрать сам. В зависимости от понимания важности решаемой задачи сомнения могут расти.

Я из этого хочу понять ЧТО я как производитель должен буду записать в Технические условия...

Затем это пойдет в методику поверки...

Затем в описание типа...

Затем в спецификацию на прибор...

И как это будет расшифровывать потребитель трассоискателя?

Или например еще одного нашего прибора:

"Измеритель толщины диэлектрических покрытий ИТДП-11"

Откройте ГОСТ Р 51164-98 "Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии"

Там только указана максимальная толщина покрытия в зависимости от диаметра трубопровода и типа покрытия....Табл.1

А даже про погрешность измерения НИ СЛОВА.

В п.6.2.5 Есть запись что контролируют неразрушающими методами с помощью толщиномеров МТ-10НЦи МТ-50НЦ.

Попробуйте их купить!

Вот так составлен ГОСТ!!!

И поэтому до сих пор (а прибор выпускается с некоторыми изменениями уже 20лет...) идут запрсы и звонки - "А изоляцию

трубопровода в соответствии с ГОСТ Р 51164-98, мы можем померить?"

Что я должен буду записать в ТУ на "Преобразователь напряжения специализированный V901.1" или "Мультиметр

специализированный V701.1" которые предназначены для измерения поляризационного потенциала?

В том же ГОСТе требования к значениям этого потенциала есть! Требований к погрешностям НЕТ! Ссылка только на то что

должны измеряться прибором аналогичным 43313.1!!!

Вот и получается что Житомирский завод остановил их выпуск....Появились свои приборы в Россиии....А потребители

не знают можно ли их применять.....

А я ему еще и неопределенность запишу....Да расширенную...

[libra 509]

Попробую сказать более четко. Интервал выражает наше сомнение. Но не смотря, на то, что мы сомневаемся, мы все-таки в результате измерения присваиваем величине одно число - оценку мат ожидания (среднее) и приводим качество этой оценки, поскольку среднее отражает матожидание но с сомнением: чисо, стоящее рядом с нашей оценкой с таким же успехом может представлять матожидание.

Качество оценки среднего ? Ну, это называется стандартная ошибка среднего. СКОср.=СКО/SQR(N) Именно это число отображает насколько полученное среднее отличается от истинного среднего значения. При чем тут неопределенность?

[libra 509]

В этом как раз и смысл неопределенности что фиксировать одну из координат нельзя.

Ну если Вы даже это сделали, то это крайний случай из всего возможного множества.

Дмитрий Борисович, почему нельзя? В моем понимании нужно для увеличения разрешения. Вы же перемещаете катушку потом? Что мешает Вам синтезировать апертуру антены? Только длина волны и геометрические размеры.

[libra 509]

А я ему еще и неопределенность запишу....Да расширенную...

Дмитрий Борисович, отчасти Вы правы. Но и в прежние времена погрешность рассчитывали через СКО и вероятностный интервал (95%, 99% измерений).Просто раньше это происходило "за стеклом" и конечному потребителю не было видно.

[Данилов А.А. 1 943]

И мои вопросы:

1. Как правильно поступать с результатами измерений (с точки зрения концепции о неопределённости измерений) концентрации паров этанола в выдыхаемом воздухе с помощью алкотектора или скорости движения транспортного средства с помощью радара, если в результате измерений получим интервал, в который может входить критическая точка? Другими словами, возможно ли принять правильное решение - за рулем нарушитель или нет?

2. Как правильно поступать с результатами измерений (с точки зрения концепции о неопределённости измерений) поставленного / потребленного энергоресурса (нефти, газа, электроэнергии, тепловой энергии, угля и пр.), если в результате измерений получим интервал? Что писать в бухгалтерских документах?

Александр Александрович, давайте не торопить события. На мой взгляд, аудитория еще не готова к обсуждению столь сложного для восприятия вопроса. Однако, если нам хватит терпения дойти до этого, я обязательно выскажу свою позицию.

Может, уже пора?

Что касается результата измерения в концепции погрешности, то я свое мнение уже высказал. Значение одно, но оно рссеяно. Качество значения (неопределенность) может выражаться точечно, а может интервально, но это не значит, что в результате измерения присваивается интервал значений.

Таким образом, и в той и в другой концепции за результат измерений принимается значение. В концепции погрешности ему приписывается доверительный интервал, в концепции неопределенности - расширенная неопределённость. И в том, и в другом случае при заданной вероятности. Так?

[east 210]

В концепции погрешности все СИ имеют одну единицу, но ошибаются. В концепции неопределенности какждое СИ имеет свою единицу, а потом через калибровки мы приводим результаты к определениям той или иной единицы (например, к метру или футу). Говорить о каком-то истином значении не приходится. Результат измерения длины палкой - это тоже истина, и результат выраженный в метрах, тоже истина. Поэтому от понятия "истинное значение" отказываются. Просто, есть значение, выраженное в каких-то единицах. Внесите поправку, и сможете выразить в других единицах. Но важная отличительная особенность - это качество измерения. Оно, по идее, в каждом измерении разное.

Если каждое СИ будет иметь свою единицу, то не идем ли мы по дороге к хаосу и разрушению? Все таки не зря уже более двух сотен лет международная метрология стремится к единым единицам, узаконенным и применяемым во всех странах? И уже более полувека как принята Международная система единиц.

Если все это не нужно, то выходит что двести лет все напрасно стремились к единым эталонам единиц величин?

[1qazxs 17]

В этом как раз и смысл неопределенности что фиксировать одну из координат нельзя.

Ну если Вы даже это сделали, то это крайний случай из всего возможного множества.

Либо я не понял, что вы имели ввиду, говоря про крайний случай, либо Вы противоречите сами себе.

Ранее Вы писали:

Мы получаем неопределенность пары "время - значение величины"... или как уже говорилось применительно для АЦП - апертурная неопределенность.

Т.е получается погрешность мгновенного значения величины при заданных моментах измерения ...

[1qazxs 17]

Это еще ни о чем не говорит.

И как в одной из бесед по этой тематике было предложено называть эти эталоны - "Имитаторы глубины залегания". И они уже есть....

То что Вы описали ранее и назвали "Имитаторы глубины залегания" больше подходит под определение стандартного образца, чем под определение эталона величины. Может стоит рассмотреть такой подход?

[1qazxs 17]

Думаю, что приведенное после НО! и есть подробный и квалифицированный ответ на вопрос почему нет эталонов.

Это еще ни о чем не говорит.

Это говорит лишь о том, что у каждого производителя трассоискателей своё описание величины (модель), следовательно и эталоны(стандартные образцы) будут свои. И несоответствия между эталонами находятся в плоскости описания этих моделей, а не в плоскости физических величин. Грубо говоря сличение эталонов можно проводить на бумаге, а не в "поле".

[1qazxs 17]

Вот так составлен ГОСТ!!!

На эту тему, любой метролог расскажет Вам не одну не менее захватывающую историю.

[1qazxs 17]

Прошу прощения за небольшой предыдущий оффтоп.

Теперь по теме.

Математически нет никаких проблем. Если бы среднее было получено на основании бесконечного числа наблюдений, то оно без всяких сомнений представляло бы матожидание, но поскольку у нас число наблюдений ограничено, то мы начинаем сомневаться, какое из значений лучше, и у нас нет оснований предпочесть какое-то из них. Но чисто математически среднее - это безразмерная точка. Ее мы и присваиваем, а оценкой неопределенности указываем, что есть еще ряд значений не менее хороших (может они и хуже (или лучше), но у нас нет оснований так утверждать).

Вот теперь все понятно. С теорией разобрались. Можно переходить к практике.

Пусть даны две оценки одной величины с одинаковой неопределенностью. А как мне понять смещена ли оценка

или нет. В концепции погрешности все понятно, есть истина от неё и отклоняемся, а здесь?

[Lavr 496]

И мои вопросы:

1. Как правильно поступать с результатами измерений (с точки зрения концепции о неопределённости измерений) концентрации паров этанола в выдыхаемом воздухе с помощью алкотектора или скорости движения транспортного средства с помощью радара, если в результате измерений получим интервал, в который может входить критическая точка? Другими словами, возможно ли принять правильное решение - за рулем нарушитель или нет?

2. Как правильно поступать с результатами измерений (с точки зрения концепции о неопределённости измерений) поставленного / потребленного энергоресурса (нефти, газа, электроэнергии, тепловой энергии, угля и пр.), если в результате измерений получим интервал? Что писать в бухгалтерских документах?

Александр Александрович, давайте не торопить события. На мой взгляд, аудитория еще не готова к обсуждению столь сложного для восприятия вопроса. Однако, если нам хватит терпения дойти до этого, я обязательно выскажу свою позицию.

Может, уже пора?

Что касается результата измерения в концепции погрешности, то я свое мнение уже высказал. Значение одно, но оно рссеяно. Качество значения (неопределенность) может выражаться точечно, а может интервально, но это не значит, что в результате измерения присваивается интервал значений.

Таким образом, и в той и в другой концепции за результат измерений принимается значение. В концепции погрешности ему приписывается доверительный интервал, в концепции неопределенности - расширенная неопределённость. И в том, и в другом случае при заданной вероятности. Так?

Так.

[Данилов А.А. 1 943]

В концепции погрешности все СИ имеют одну единицу, но ошибаются. В концепции неопределенности какждое СИ имеет свою единицу, а потом через калибровки мы приводим результаты к определениям той или иной единицы (например, к метру или футу). Говорить о каком-то истином значении не приходится. Результат измерения длины палкой - это тоже истина, и результат выраженный в метрах, тоже истина. Поэтому от понятия "истинное значение" отказываются. Просто, есть значение, выраженное в каких-то единицах. Внесите поправку, и сможете выразить в других единицах. Но важная отличительная особенность - это качество измерения. Оно, по идее, в каждом измерении разное.

Если каждое СИ будет иметь свою единицу, то не идем ли мы по дороге к хаосу и разрушению? Все таки не зря уже более двух сотен лет международная метрология стремится к единым единицам, узаконенным и применяемым во всех странах? И уже более полувека как принята Международная система единиц.

Если все это не нужно, то выходит что двести лет все напрасно стремились к единым эталонам единиц величин?

Конечно, не напрасно.SI остается и даже переопределяется - http://www.bipm.org/en/si/new_si/

Просто каждое СИ хранит свою единицу, которая должна быть прослеживаема к принятой по определению единице величины

[Lavr 496]

Прошу прощения за небольшой предыдущий оффтоп.

Теперь по теме.

Математически нет никаких проблем. Если бы среднее было получено на основании бесконечного числа наблюдений, то оно без всяких сомнений представляло бы матожидание, но поскольку у нас число наблюдений ограничено, то мы начинаем сомневаться, какое из значений лучше, и у нас нет оснований предпочесть какое-то из них. Но чисто математически среднее - это безразмерная точка. Ее мы и присваиваем, а оценкой неопределенности указываем, что есть еще ряд значений не менее хороших (может они и хуже (или лучше), но у нас нет оснований так утверждать).

Вот теперь все понятно. С теорией разобрались. Можно переходить к практике.

Пусть даны две оценки одной величины с одинаковой неопределенностью. А как мне понять смещена ли оценка

или нет. В концепции погрешности все понятно, есть истина от неё и отклоняемся, а здесь?

Вчера я писал, как распрощаться с истиной и как обеспечить прослеживаемость вашего измерения поднятой с земли палкой к определениям единиц СИ. Скажите, что Вам осталось непонятным?

[Данилов А.А. 1 943]

Таким образом, и в той и в другой концепции за результат измерений принимается значение. В концепции погрешности ему приписывается доверительный интервал, в концепции неопределенности - расширенная неопределённость. И в том, и в другом случае при заданной вероятности. Так?

Так.

Если это так, то, опуская философию, с точки зрения практикующего метролога обе концепции одинаковы.

С точки зрения метролога- теоретика доверительный интервал и расширенная неопределённость могут оказаться различными, ибо в первом случае используют частотную вероятность, во втором - байесовскую. Правда, различия в этих интервалах для метролога-практика будут несущественными.

[Lavr 496]

Таким образом, и в той и в другой концепции за результат измерений принимается значение. В концепции погрешности ему приписывается доверительный интервал, в концепции неопределенности - расширенная неопределённость. И в том, и в другом случае при заданной вероятности. Так?

Так.

Если это так, то, опуская философию, с точки зрения практикующего метролога обе концепции одинаковы.

С точки зрения метролога- теоретика доверительный интервал и расширенная неопределённость могут оказаться различными, ибо в первом случае используют частотную вероятность, во втором - байесовскую. Правда, различия в этих интервалах для метролога-практика будут несущественными.

Различия даже очень существенны. К стати, существенность, как уже говорилось ранее определяется требованиями к точности измерения. Если пренебречь точностью, то яйцо - это маленькая курица. Чтобы закончить с философией скажу что концепция погрешности - это количественная концепция, а концепция неопределенности - качественная. Результат в последней - это не выражение размера, а качественная оценка. Количество никогда не приводится к качеству и общая философия давно на этом вопросе поставила большой и жирный крест. Для чего опять пытаться сводить количественные и качественные подходы.

Расширенная неопределенность не является доверительным интервалом, и Вы это, похоже, понимаете. Но это мало что дает практикующему метрологу. Попробую обяснить понятней. К примеру, Вы оценили границу погрешности некоторого измерения. Таким образом, граница будет выражена оценкой. Но у каждой оценки есть свой интервал расширенной неопределенности (область вокруг оценки, внутри которой существует сомнение, а ту ли оценку я выбрал). Сказать, что характеристика погрешности и неопределенность - это одно и то же, все равно, что сказать, что одно и то же результат измерения и характеристика погрешности этого результата.

Все знают, что погрешность имеет систематическую и случайную составляющие. Что останется после того как все поправки на систематические эффекты будут внесены, а случайные сотавляющие будут исключены путем осреднения результатов? Отвечаю, останется неопределенность.

Если Вы имеете оценку неопределенности, вы никогда не сможете указать границу погрешности и наоборот. Поэтому я и говорю, что эти понятия ортогональны.

Изменено 20 Марта 2013 пользователем Lavr

[Дмитрий Борисович 1 013]

Вчера я писал, как распрощаться с истиной и как обеспечить прослеживаемость вашего измерения поднятой с земли палкой к определениям единиц СИ. Скажите, что Вам осталось непонятным?

Доброе утро!!!!

Еще раз,возможно по кругу....

1.В концепции погрешности есть понятие "истиное значение". Мы стремимся к нему. Получаем погрешность измерения.

Для более точных измерений - более точный эталон "истинного значения" И.т.д. Выстраивается система единства измерений.

Все СИ определенного рода имеют одну единицу.

2.В концепции неопределенности нет понятия "истинное значение".

Хочется еще помочь распрощаться с истиной.

В концепции неопределенности мы не ошибаемся. Мы просто определяем то значение, которое хотим определить (а кто обещал, что будет легко, я уже говорил, что внешне это будет выглядеть сумасшествием, конечно, с позиции классических представлений).

При проведении измерений нам даже не нужны никакие СИ. Веревка, палка,стопа, локоть, палец....

Нам главное правильно описать величину. Путем многократных измерений присвоим величине среднее значение (10 ступней),

и оценим неопределенность измерения как стандартное отклонение среднего. Можно писать отчеты по измерению размеров

строительной площадки или какого то объекта, например гаража. Но кто примет эту документацию? Правильно только сосед по

гаражу, который знает кое что о моей ступне.Для того чтобы можно было дальше кому то представлять эти результаты

нужна калибровка.

Если вы хотите получить результат в метрах, откалибруйте свою единицу в метрах (найдите отношение своей единицы к метру). Это можно сделать сразу первичным эталоном, а можно через цепочку эталонов.

Отсюда я могу ( возможно я и не прав...и это достаточно упрощено) сделать один вывод:

По сути дела нам теперь средства измерения как таковые и не нужны. Нужны только эталоны.

А МС ЮЛ будут обеспечены работой по калибровке ступней работников предприятия.

Конечно с измерением напряжения 1000В будет сложнее....

Я правильно излагаю Андрей Аликович?

Опишите пожалуйста как будет проходить прослеживаемость эталонов, стандартных образцов, моделей тех же трубопроводов

при проведении калибровки трассоискателей? КТО? ГДЕ? В какие сроки?

[Lavr 496]

Опишите пожалуйста как будет проходить прослеживаемость эталонов, стандартных образцов, моделей тех же трубопроводов

при проведении калибрповки трассоискателе? КТО? ГДЕ? В какие сроки?

Во-первых, никакой прослеживаемости "железяк" (СИ, эталонов, трубопроводов и т.д.) не существует, что бы там ни писали в Законе. Понятие прослеживаемость относится к измерению как к процессу и к его результату. Прослеживаемся мы не к первичному эталону, а к определению единицы, о которой договорились (например СИ). Прослеживаемость организуется через цепочку калибровок. Калибруем мы не материальные объекты, а идеи (СИ - это идея застывшая в "металле"). Только так мы можем утверждать, что измерение шагами может быть не менее качественным, чем измерение микрометром. Все зависит не от того, чем измерять, а от того, как измерять. Если вы это понимаете, то вы метролог, если нет, то КИПовец.

Концепция погрешности сделала так, что в каждом метрологе сидит киповец и, поэтому киповцы руководят метрологами. Осознайте концепцию неопределенности, приймите ее и вы поставите КИП на то место, где ему положено быть, сделаете каждого киповца чуть-чуть метрологом и будете руководить киповцами.

[libra 509]

Пусть даны две оценки одной величины с одинаковой неопределенностью. А как мне понять смещена ли оценка<br />или нет. В концепции погрешности все понятно, есть истина от неё и отклоняемся, а здесь?<br />

В своем примере о тензодатчике я тоже задал подобный вопрос. Если говорим о сличении с эталоном в одной точке, то вопросов нет. Как только смещаемся от эталона по шкале прибора, то все. Если бы мы проводили серию измерений и затем определялись с законом распределения вероятности, то систематику могли бы увидеть по смещению вершин (экстремума) распределения (ИМХО). Но мы при разговоре о неопределенности принимаем, что закон распределения вероятности равномерный. О том, что необходимо провести серию оценок неопределенности по типу А, распределенных по всей шкале тоже упоминаний не нашел (может просто бегло читал?).

[libra 509]

Вчера я писал, как распрощаться с истиной и как обеспечить прослеживаемость вашего измерения поднятой с земли палкой к определениям единиц СИ. Скажите, что Вам осталось непонятным?<br />

Наверное определение палки должно быть четко описано. Соотношение длины к диаметру, чистота обработки торцов и пр.

[libra 509]

Количество никогда не приводится к качеству и общая философия давно на этом вопросе поставила большой и жирный крест.

То есть, теоретиков марксизама-ленинизма где то переспорили? Вообще теория МЛФ имеет более глубокие исторические корни этих вопросов в восточной философии. Например единство и борьба противоположностей , это ИНЬ-ЯНЬ. А принцип перехода количества в качество издревле использовали алхимики. Ну если вы правы, то зачем нам проводить серию опытов для получения закона распределения вероятности? Давайте ограничимся одним экспериментом, но проведеным тщательней?

[Lavr 496]

Количество никогда не приводится к качеству и общая философия давно на этом вопросе поставила большой и жирный крест.

То есть, теоретиков марксизама-ленинизма где то переспорили? Вообще теория МЛФ имеет более глубокие исторические корни этих вопросов в восточной философии. Например единство и борьба противоположностей , это ИНЬ-ЯНЬ. А принцип перехода количества в качество издревле использовали алхимики. Ну если вы правы, то зачем нам проводить серию опытов для получения закона распределения вероятности? Давайте ограничимся одним экспериментом, но проведеным тщательней?

Я же не говорю, что надо ограничится одним полушарием головного мозга.

[Дмитрий Борисович 1 013]

Калибруем мы не материальные объекты, а идеи (СИ - это идея застывшая в "металле").

.....

Все зависит не от того, чем измерять, а от того, как измерять. Если вы это понимаете, то вы метролог, если нет, то КИПовец.

Концепция погрешности сделала так, что в каждом метрологе сидит киповец и, поэтому киповцы руководят метрологами. Осознайте концепцию неопределенности, приймите ее и вы поставите КИП на то место, где ему положено быть, сделаете каждого киповца чуть-чуть метрологом и будете руководить киповцами.

Вот только не пойму куда поставить Разработчика СИ, т.е. того кто "производит" идею и воплощает её в "металл"?

Он в концепции неопределенности НЕ НУЖЕН!!!

Метролог описывает величину....КИПовец проходит стопами...метролог калибрует стопу по эталону.

Главное чтобы при обходе стопами нога КИПовца была не в валенке...Размер настабилен во времени, влажности, в зависимости

от веса КИПовца...Если он будет в резиновом сапоге - это уже лучше.

Но получается как раз что результат будет зависеть не от того КАК измерять, а от того ЧЕМ измерять.

Проработав вот уже более 30лет на предприятиях РАЗРАБОТЧИКОВ СИ, нигде не видел чтобы там главным руководителем

был Метролог, везде был по технике дела Главный инженер и главный инженер проекта. Хотя роль Главного метролога

тоже была не маловажная при приведении метрологической экспертизы, при проведении испытаний, при обработке результатов

испытаний, при составлении ТУ, методик поверки....

И повторюсь, по этой концепции неопределенности НЕТ места средствам измерения.

Изменено 20 Марта 2013 пользователем Дмитрий Борисович