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誤差、精度與不確定度是應(yīng)該搞清楚的概念,但這些概念互相聯(lián)系又有區(qū)別,也常常使人不知所蕓。
1 }. r% U8 _) Z0 B0 {$ U在此略作論述,希望能引起大家討論。
$ h+ e( i/ ^' q5 b2 q一、誤差的基本概念:9 P7 g" m2 l* ~
1.誤差=測得值-真值;因此,誤差是一個(gè)值,數(shù)學(xué)上就是坐標(biāo)軸上的一個(gè)點(diǎn),是具有正負(fù)號的一個(gè)數(shù)值。' U8 S E; M- l
絕對誤差: 絕對誤差=測量值-真值(約定真值)在檢定工作中,常用高一等級準(zhǔn)確度的標(biāo)準(zhǔn)作為真值而獲得絕對誤差。
; ]( B/ j- Y$ j/ P' ]相對誤差=絕對誤差/真值X100%,相對誤差沒有單位,但有正負(fù)。
. X, P+ c6 q3 E" s2 }0 C+ D z引用誤差=示值誤差/測量范圍上限(或指定值)X100%
) W/ F- h( f6 w引用誤差是一種簡化和實(shí)用方便的儀器儀表示值的相對誤差。
) ?- }" x( V) ?系統(tǒng)誤差:在重復(fù)性條件下,對同一被測量進(jìn)行無限多次測量所得結(jié)果的平均值與被測量的真值之差。; R8 t' F) _% @' c& c' l! `
隨機(jī)誤差:測量結(jié)果與在重復(fù)性條件下,對同一被測量進(jìn)行無限多次測量所得結(jié)果的平均值之差。
( }4 ?) e1 g! i- \2 x粗大誤差:超出在規(guī)定條件下預(yù)期的誤差。
8 T$ b. Y6 \; n6 M精度:
! {3 e$ q) }5 ?# m( X5 q精度細(xì)分為:準(zhǔn)確度:系統(tǒng)誤差對測量結(jié)果的影響。精密度:隨機(jī)誤差對測量結(jié)果的影響。精確度:系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差綜合后對測量結(jié)果的影響。精度是誤差理論中的說法,與測量不確定度是不同的概念,在誤差理論中,精度定量的特征可用目前的測量不確定度(對測量結(jié)果而言)和極限誤差(對測量儀器儀表)來表示。對測量而言,精密度高的準(zhǔn)確度不一定高,準(zhǔn)確度高的精密度不一定高,但精確度高的準(zhǔn)確度與精密度都高,精度是精確度的簡稱。目前,不提倡精度的說法。. B; n9 [$ {+ E" ?
三、測量不確定度:
6 k$ ?/ ]1 I% n; f 1.定義:表征合理地賦予被測量之值地分散性,與測量結(jié)果相聯(lián)系地參數(shù)。
- i0 t, c J: [$ J; e1 b2 J) d(1)此參數(shù)可以是諸如標(biāo)準(zhǔn)差或其倍數(shù),或說明了置信水準(zhǔn)的區(qū)間的半寬度。
6 U" Q& ^* a- u( X& z( _- x(2)測量不確定度由多個(gè)分量組成。其中一些分量可用測量列結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分布估算,并用實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差表征。另一些分量則可用基于經(jīng)驗(yàn)或其他信息的假定概率分布估算,也可用標(biāo)準(zhǔn)偏差表征。8 J |7 X$ u4 w. B
(3)測量結(jié)果應(yīng)理解為被測量之值的最佳估計(jì),而所有的不確定度分量均貢獻(xiàn)給了分散性,包括那些由系統(tǒng)效應(yīng)引起的(如,與修正值和參考測量標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的)分量。! C, E# ]1 m& h% b1 P) n
由此可以看出,測量不確定度與誤差,精度在定義上是不同的。因此,其概念上的差異也造成評價(jià)方法上的不同。
) I; H m! |' U0 b5 M四、測量誤差和測量不確定度的主要區(qū)別
, O$ m) {" @: S$ x9 m0 f, l1.定義上的區(qū)別:誤差表示數(shù)軸上的一個(gè)點(diǎn),不確定度表示數(shù)軸上的一個(gè)區(qū)間; 3 e. r4 l N& e: P4 ]5 X8 L
2.評價(jià)方法上的區(qū)別:誤差按系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差評價(jià),不確定度按A類B類評價(jià); 9 [& J0 [$ Y7 U( V
3.概念上的區(qū)別:系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差是理想化的概念,不確定度只是使用估計(jì)值;
( c, F4 d* {! v' x' X: B& o; d4.表示方法的區(qū)別:誤差不能以±的形式出現(xiàn),不確定度只能以±的形式出現(xiàn);
. z' h! M7 q; j$ E4 _8 e3 r5.合成方法的區(qū)別:誤差以代數(shù)相加的方法合成,不確定度以方和根的方法合成;
" w6 v/ O8 a4 R. P# a) J i6.測量結(jié)果的區(qū)別:誤差可以直接修正測量結(jié)果,不確定度不能修正測量結(jié)果;誤差按其定義,只和真值有關(guān),不確定度和影響測量的因素有關(guān); }1 m3 F/ N6 F- H! x) q
7.得到方法的區(qū)別:誤差是通過測量得到的,不確定度是通過評定得到的;
! [' X; }0 D0 r; u5 M' C8.操作方法的區(qū)別:系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差難于操作,不確定評定易于操作;
/ I3 j% ^4 _$ h- N2 N& @誤差與測量不確定度是相互關(guān)聯(lián)的,就是說,測量誤差也包含不確定度,反之,評定得到的不確定度也還是有誤差。 1 e* f3 A. \3 W8 ?
精度是按照誤差的分類進(jìn)行評價(jià)的,但在誤差合成的方法上與測量不確定度是不同的,系統(tǒng)誤差按照代數(shù)和合成,隨機(jī)誤差按方和根法合成,而系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的合成則有按標(biāo)準(zhǔn)差合成的,有按極限誤差合成的。因此,其合成的方法并不統(tǒng)一。
3 i# |5 m- ?& S8 w, ] G+ m* Z; D目前,在測量領(lǐng)域,國際上通用的是測量不確定度方法,精度的說法目前已經(jīng)不再使用,本貼希望通過一些簡單的介紹,能夠?qū)Υ蠹以谡`差,精度及測量不確定度的概念上有所明確,不致引起一些錯(cuò)誤有所幫助。 |
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