Re: [請益] 儀器校正問題

[ewings (火星人當研究生)]

※ 引述《FlyBrother (妳曾經是我的女孩...)》之銘言：
: ※ 引述《rockonpizza3 (老爹)》之銘言：
: : 小弟有個問題想請問板友
: : 假設我想量長度 (重量，時間等)
: : 為了校正測量儀器A
: : 所以我去量已知長度的物體
: : 但所謂的"已知"長度，是由另一台測量儀器B所量測出
: : 但我無法確定量測儀器B量測出的資料是否正確...
: : 想請問板友你怎麼確定你的量測儀器精度是對的??
: : 謝謝你的回應
:     要回答這個問題之前,你必須要有誤差的認知.
:   比如現在我用一台量長度的儀器量一個"號稱"
:   一公尺的棒子. 量一千次會得到一千個不同的結果,
:   (如果你的"儀器"比尺厲害很多的話),這一千次量測的結果
:   ,在數學上,保證會是一個高斯分佈. 把這一千個數字
:   取(算術)平均,也就是高斯分佈的中心值,若結果
:   的確是一公尺,那他就是一公尺了,不要懷疑.
:     但若再量一次呢? 也就是第一千零一次,大概不會
:   得到剛剛好,完全無誤差的 1.000000000000 m,
:   應該會得到比如 0.999999998536 m 之類的,重點是
:   只要你量100次,其中的68次會落在剛剛那個高斯分佈的
:   一個sigma以內,都算是所謂的"一公尺". 也就是上面
:   所量到的0.999999998536 m 是可以視為一公尺的.
:     推文裡的國家標準局,你隨便給他一個號稱一公尺的東西
:   叫他量一千次,也保證會出現一千次不同結果:
:     0.999999998536 m
:     0.999999997429 m
:     0.999999999951 m
:     0.999999992487 m
:     .
:     .
:     .
:   畢竟完全精準而絕對的量測是不存在的. 所謂的"標準"
:   是大量量測的平均結果,而這件事,你也可以自己做.
:   只是高斯分佈的sigma也許比不上國家標準局罷了.
:   若你要做的是極精準的量測,應該要擔心的是手上
:   的儀器sigma太大,而不是所謂的"一公尺"是真的
:   還是假的.
:   =========== 原文擴充段 給ewings 版友 ============
:     以量長度來做例子,不管是文具店的塑膠尺,商用儀器
:   或是標準局的高級儀器(多高級我不知道,沒看過,但應該很
:   厲害), 凡是諸如此類的東西給出的數據,都是用同樣的
:   過程來處理,不會因為了不起的儀器就用另一套方式處理
:   數據.
:     原始問題是問到底一個號稱一公尺的東西可不可信,
:   否則原提問者不敢拿這個所謂"一公尺"來刻度儀器.
:   我的回答是:不管你用多好或多爛的儀器來確認,在大量
:   測量的結果下,只要平均之後是一公尺,那它就是一公尺了.
:   整個過程需要在乎的是爛儀器的標準差比較大,在需要
:   高精度的情況下不利於用它的結果來刻度高級儀器.

  我想你根本性的誤解了這個問題

  所謂的精準度，是由準度Accuracy與精度precision兩部分組成

  一個儀器可以每個量測值的差距都非常小，但是量出來卻是錯的

  人家問的是一公尺的數據可不可信，結果你屁一堆量測值分佈的

  東西，一點意義都沒有

  假如儀器的值會受到溫度或是其它因素影響而飄移，就算你量一百萬

  次，數據的中間值落在剛好一米，那只是"數據飄移後的一米" 不代表

  那個值落在一米附近，也就是可以有高精度，卻完全沒有準度這種情況

  但是你完全忽視後者，只是一昧的重複有高精度就好


  你所謂沒有"絕對精準的量測值"，那也是對的，但是不代表沒絕對值可

  以參考，一米長的單位早就不是那根鉑銥合金的棒子，而是原子核的波長

  來定義，那東西在物理上就是一個絕對數字，量到多少那個值就是一米

  ，而標準局要做的就是利用它來校準準度

:     ewings版友,你的噓文中說我講的是精度,不是標準值,
:   可能要麻煩你再讀一次我的原文.
:     標準值是怎麼來的? 平均多次測量而來,
:     解析度呢?就是標準差.
:     此陳述並無矛盾,我兩者都有講.
:     另外,ewings您在噓文中提到"送標檢局更重要的是確定
:   量測的平均值是落在標準值的容許範圍上" 依我剛剛所說,
:   這件事自己做就可以了,不用送標檢局,多量幾次取平均即可.
:   畢竟您自己都說了"平均值"三個字了.

  你又知道你的平均值和標檢局標準尺的一樣?

  儀器量到的數據不只會發散，還會平移哩，尤其是能量計最常衰減飄移

  而且越往低處飄，數值精度還越高哩，但是準度偏掉一樣零分

:     還有,ewings在噓文中還有提到金屬尺的使用上會有誤差,
:   這叫"系統誤差",有別於上述所講的因隨機誤差而產生的
:   "統計誤差". 只要系統誤差甚小於統計誤差,可以姑且不計.
:   那如果系統誤差與統計誤差在可比較的量級上呢? 重新
:   檢視整個量測過程的每一個環節吧. 或是整組砍掉重來.

  你沒有標檢局的絕對值當參考，你是要用鐵板神算把系統誤差是多少算出來?

  使用統計法你只能知道全部因子影響後的結果，最好你有辦法在沒有參考值

  的情況下直接算出系統誤差與統計誤差的比例拉

:     最後,我自認這篇文章回的還算認真,即便彼此見解不同,
:   可以好好討論,一起學點東西,我不認為值得拿個"噓"!
:   (量麵包體積要考慮振動都沒人噓了.... = =)

  為啥wiki就查得到的東西，卻有人能寫錯?而且還那麼自豪?

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 114.137.52.123
→ jessti:這是對的 公認值1.000 量到1.000+/- 0.0001跟1.0+/- 0.01
→ jessti:都是準確但精準度差很多 量出0.500000000+/- 1e^10-10是超
→ jessti:精準但完全不正確
→ jessti:基本要要效正一儀器就是要標準品 每隔一段時間效驗
→ jessti:基本上買來的儀器應該要附有效準工具跟SOP或是有相關服務
→ jessti:不然量出來的再現性多好都可以是場鬧劇
→ abac1230:疑? 公尺單位是由原子核波長而來?
→ abac1230:我怎麼記得公尺的定義是真空中光速來的?
推 leptoneta:光在真空中1/299792458秒的移動距離定義為一公尺
→ ewings:之前是用氪的波長,後來改用光速
  我想我這邊還是多解釋一點好了，一米這個單位現在的確是用光速來定義
  但是實際校正上是靠干涉的方式把一米定出來，所以這時候用來當校正源
  的雷射光頻率穩定就非常重要，而用來校頻率就得靠原子鐘，所以能夠校
  得多準，是看擁有的原子鐘精密度有多少，所以原子鐘的準確度極限也代
  表人類能校正的一米長精準度極限
→ god145145:最後一句讓我嘴角上揚了一下
※ 編輯: ewings          來自: 42.74.202.166        (09/23 19:07)
→ mgry95788:高手們過招，我上了一課!!!