作者ewings (火星人当研究生)
看板Physics
标题Re: [请益] 仪器校正问题
时间Mon Sep 23 02:04:48 2013
※ 引述《FlyBrother (你曾经是我的女孩...)》之铭言:
: ※ 引述《rockonpizza3 (老爹)》之铭言:
: : 小弟有个问题想请问板友
: : 假设我想量长度 (重量,时间等)
: : 为了校正测量仪器A
: : 所以我去量已知长度的物体
: : 但所谓的"已知"长度,是由另一台测量仪器B所量测出
: : 但我无法确定量测仪器B量测出的资料是否正确...
: : 想请问板友你怎麽确定你的量测仪器精度是对的??
: : 谢谢你的回应
: 要回答这个问题之前,你必须要有误差的认知.
: 比如现在我用一台量长度的仪器量一个"号称"
: 一公尺的棒子. 量一千次会得到一千个不同的结果,
: (如果你的"仪器"比尺厉害很多的话),这一千次量测的结果
: ,在数学上,保证会是一个高斯分布. 把这一千个数字
: 取(算术)平均,也就是高斯分布的中心值,若结果
: 的确是一公尺,那他就是一公尺了,不要怀疑.
: 但若再量一次呢? 也就是第一千零一次,大概不会
: 得到刚刚好,完全无误差的 1.000000000000 m,
: 应该会得到比如 0.999999998536 m 之类的,重点是
: 只要你量100次,其中的68次会落在刚刚那个高斯分布的
: 一个sigma以内,都算是所谓的"一公尺". 也就是上面
: 所量到的0.999999998536 m 是可以视为一公尺的.
: 推文里的国家标准局,你随便给他一个号称一公尺的东西
: 叫他量一千次,也保证会出现一千次不同结果:
: 0.999999998536 m
: 0.999999997429 m
: 0.999999999951 m
: 0.999999992487 m
: .
: .
: .
: 毕竟完全精准而绝对的量测是不存在的. 所谓的"标准"
: 是大量量测的平均结果,而这件事,你也可以自己做.
: 只是高斯分布的sigma也许比不上国家标准局罢了.
: 若你要做的是极精准的量测,应该要担心的是手上
: 的仪器sigma太大,而不是所谓的"一公尺"是真的
: 还是假的.
: =========== 原文扩充段 给ewings 版友 ============
: 以量长度来做例子,不管是文具店的塑胶尺,商用仪器
: 或是标准局的高级仪器(多高级我不知道,没看过,但应该很
: 厉害), 凡是诸如此类的东西给出的数据,都是用同样的
: 过程来处理,不会因为了不起的仪器就用另一套方式处理
: 数据.
: 原始问题是问到底一个号称一公尺的东西可不可信,
: 否则原提问者不敢拿这个所谓"一公尺"来刻度仪器.
: 我的回答是:不管你用多好或多烂的仪器来确认,在大量
: 测量的结果下,只要平均之後是一公尺,那它就是一公尺了.
: 整个过程需要在乎的是烂仪器的标准差比较大,在需要
: 高精度的情况下不利於用它的结果来刻度高级仪器.
我想你根本性的误解了这个问题
所谓的精准度,是由准度Accuracy与精度precision两部分组成
一个仪器可以每个量测值的差距都非常小,但是量出来却是错的
人家问的是一公尺的数据可不可信,结果你屁一堆量测值分布的
东西,一点意义都没有
假如仪器的值会受到温度或是其它因素影响而飘移,就算你量一百万
次,数据的中间值落在刚好一米,那只是"数据飘移後的一米" 不代表
那个值落在一米附近,也就是可以有高精度,却完全没有准度这种情况
但是你完全忽视後者,只是一昧的重复有高精度就好
你所谓没有"绝对精准的量测值",那也是对的,但是不代表没绝对值可
以参考,一米长的单位早就不是那根铂铱合金的棒子,而是原子核的波长
来定义,那东西在物理上就是一个绝对数字,量到多少那个值就是一米
,而标准局要做的就是利用它来校准准度
: ewings版友,你的嘘文中说我讲的是精度,不是标准值,
: 可能要麻烦你再读一次我的原文.
: 标准值是怎麽来的? 平均多次测量而来,
: 解析度呢?就是标准差.
: 此陈述并无矛盾,我两者都有讲.
: 另外,ewings您在嘘文中提到"送标检局更重要的是确定
: 量测的平均值是落在标准值的容许范围上" 依我刚刚所说,
: 这件事自己做就可以了,不用送标检局,多量几次取平均即可.
: 毕竟您自己都说了"平均值"三个字了.
你又知道你的平均值和标检局标准尺的一样?
仪器量到的数据不只会发散,还会平移哩,尤其是能量计最常衰减飘移
而且越往低处飘,数值精度还越高哩,但是准度偏掉一样零分
: 还有,ewings在嘘文中还有提到金属尺的使用上会有误差,
: 这叫"系统误差",有别於上述所讲的因随机误差而产生的
: "统计误差". 只要系统误差甚小於统计误差,可以姑且不计.
: 那如果系统误差与统计误差在可比较的量级上呢? 重新
: 检视整个量测过程的每一个环节吧. 或是整组砍掉重来.
你没有标检局的绝对值当参考,你是要用铁板神算把系统误差是多少算出来?
使用统计法你只能知道全部因子影响後的结果,最好你有办法在没有参考值
的情况下直接算出系统误差与统计误差的比例拉
: 最後,我自认这篇文章回的还算认真,即便彼此见解不同,
: 可以好好讨论,一起学点东西,我不认为值得拿个"嘘"!
: (量面包体积要考虑振动都没人嘘了.... = =)
为啥wiki就查得到的东西,却有人能写错?而且还那麽自豪?
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◆ From: 114.137.52.123
1F:→ jessti:这是对的 公认值1.000 量到1.000+/- 0.0001跟1.0+/- 0.01 09/23 02:27
2F:→ jessti:都是准确但精准度差很多 量出0.500000000+/- 1e^10-10是超 09/23 02:30
3F:→ jessti:精准但完全不正确 09/23 02:32
4F:→ jessti:基本要要效正一仪器就是要标准品 每隔一段时间效验 09/23 02:38
5F:→ jessti:基本上买来的仪器应该要附有效准工具跟SOP或是有相关服务 09/23 02:39
6F:→ jessti:不然量出来的再现性多好都可以是场闹剧 09/23 02:41
7F:→ abac1230:疑? 公尺单位是由原子核波长而来? 09/23 06:23
8F:→ abac1230:我怎麽记得公尺的定义是真空中光速来的? 09/23 06:23
9F:推 leptoneta:光在真空中1/299792458秒的移动距离定义为一公尺 09/23 09:42
10F:→ ewings:之前是用氪的波长,後来改用光速 09/23 10:18
我想我这边还是多解释一点好了,一米这个单位现在的确是用光速来定义
但是实际校正上是靠干涉的方式把一米定出来,所以这时候用来当校正源
的雷射光频率稳定就非常重要,而用来校频率就得靠原子钟,所以能够校
得多准,是看拥有的原子钟精密度有多少,所以原子钟的准确度极限也代
表人类能校正的一米长精准度极限
11F:→ god145145:最後一句让我嘴角上扬了一下 09/23 13:11
※ 编辑: ewings 来自: 42.74.202.166 (09/23 19:07)
12F:→ mgry95788:高手们过招,我上了一课!!! 09/24 19:29