測量不確定度和誤差是計量學(xué)中研究的基本命題,也是計量測試人員經(jīng)常運用的重要概念之一。它直接關(guān)系著測量結(jié)果的可靠程度和量值傳遞的準(zhǔn)確一致。然而很多人由于概念不清,很容易將二者混淆或誤用,本文結(jié)合學(xué)習(xí)《測量不確定度評定與表示》的體會,著重談?wù)劧咧g的不同之處。中寶檢測設(shè)備有限公司
首先要明確的是測量不確定度與誤差二者之間概念上的差異。
測量不確定度表征被測量的真值所處量值范圍的評定。它按某一置信概率給出真值可能落入的區(qū)間。它可以是標(biāo)準(zhǔn)差或其倍數(shù),或是說明了置信水準(zhǔn)的區(qū)間的半寬。它不是具體的真誤差,它只是以參數(shù)形式定量表示了無法修正的那部分誤差范圍。它來源于偶然效應(yīng)和系統(tǒng)效應(yīng)的不完善修正,是用于表征合理賦予的被測量值的分散性參數(shù)。不確定度按其獲得方法分為A、B兩類評定分量。A類評定分量是通過觀測列統(tǒng)計分析作出的不確定度評定,B類評定分量是依據(jù)經(jīng)驗或其他信息進行估計,并假定存在近似的“標(biāo)準(zhǔn)偏差”所表征的不確定度分量。中寶檢測設(shè)備有限公司
誤差多數(shù)情況下是指測量誤差,它的傳統(tǒng)定義是測量結(jié)果與被測量真值之差。通??煞譃閮深悾合到y(tǒng)誤差和偶然誤差。誤差是客觀存在的,它應(yīng)該是一個確定的值,但由于在絕大多數(shù)情況下,真值是不知道的,所以真誤差也無法準(zhǔn)確知道。我們只是在特定的條件下尋求*的真值近似值,并稱之為約定真值。中寶檢測設(shè)備有限公司
通過對概念的理解,我們可以看出測量不確定度與測量誤差的主要有以下幾方面區(qū)別:
一.評定目的的區(qū)別:
測量不確定度為的是表明被測量值的分散性;
測量誤差為的是表明測量結(jié)果偏離真值的程度。
二.評定結(jié)果的區(qū)別:
測量不確定度是無符號的參數(shù),用標(biāo)準(zhǔn)差或標(biāo)準(zhǔn)差的倍數(shù)或置信區(qū)間的半寬表示,由人們根據(jù)實驗、資料、經(jīng)驗等信息進行評定,可以通過A,B兩類評定方法定量確定;
測量誤差為有正號或負(fù)號的量值,其值為測量結(jié)果減去被測量的真值,由于真值未知,往往不能準(zhǔn)確得到,當(dāng)用約定真值代替真值時,只可得到其估計值。中寶檢測設(shè)備有限公司
三.影響因素的區(qū)別:
測量不確定度由人們經(jīng)過分析和評定得到,因而與人們對被測量、影響量及測量過程的認(rèn)識有關(guān);
測量誤差是客觀存在的,不受外界因素的影響,不以人的認(rèn)識程度而改變;
因此,在進行不確定度分析時,應(yīng)充分考慮各種影響因素,并對不確定度的評定加以驗證。否則由于分析估計不足,可能在測量結(jié)果非常接近真值(即誤差很小)的情況下評定得到的不確定度卻較大,也可能在測量誤差實際上較大的情況下,給出的不確定度卻偏小。
四.按性質(zhì)區(qū)分上的區(qū)別:
測量不確定度不確定度分量評定時一般不必區(qū)分其性質(zhì),若需要區(qū)分時應(yīng)表述為:“由隨機效應(yīng)引入的不確定度分量”和“由系統(tǒng)效應(yīng)引入的不確定度分量”;
測量誤差按性質(zhì)可分為隨機誤差和系統(tǒng)誤差兩類,按定義隨機誤差和系統(tǒng)誤差都是無窮多次測量情況下的理想概念。中寶檢測設(shè)備有限公司
五.對測量結(jié)果修正的區(qū)別:
“不確定度”一詞本身隱含為一種可估計的值,它不是指具體的、確切的誤差值,雖可估計,但卻不能用以修正量值,只可在已修正測量結(jié)果的不確定度中考慮修正不完善而引入的不確定度;
而系統(tǒng)誤差的估計值如果已知則可以對測量結(jié)果進行修正,得到已修正的測量結(jié)果。
一個量值經(jīng)修正后,可能會更靠近真值,但其不確定度不但不減小,有時反而會更大。這主要還是因為我們不能確切的知道真值為多少,僅能對測量結(jié)果靠近或離開真值的程度進行估計而已。中寶檢測設(shè)備有限公司
雖然測量不確定度與誤差有著以上種種不同,但它們?nèi)源嬖谥芮械?。不確定度的概念是誤差理論的應(yīng)用和拓展,而誤差分析依然是測量不確定度評估的理論基礎(chǔ),在估計B類分量時,更是離不開誤差分析。例如測量儀器的特性可以用zui大允許誤差、示值誤差等術(shù)語描述。在技術(shù)規(guī)范、規(guī)程中規(guī)定的測量儀器允許誤差的極限值,稱為“zui大允許誤差”或“允許誤差限”。它是制造廠對某種型號儀器所規(guī)定的示值誤差的允許范圍,而不是某一臺儀器實際存在的誤差。測量儀器的zui大允許誤差可在儀器說明書中查到,用數(shù)值表示時有正負(fù)號,通常用誤差、相對誤差、引用誤差或它們的組合形式表示。例如土0.1PV,土1%等。測量儀器的zui大允許誤差不是測量不確定度,但可以作為測量不確定度評定的依據(jù)。測量結(jié)果中由測量儀器引入的不確定度可根據(jù)該儀器的zui大允許誤差按B類評定方法評定。又如測量儀器的示值與對應(yīng)輸入量的約定真值之差,為測量儀器的示值誤差。對于實物量具,示值就是其標(biāo)稱值。通常用高一等級測量標(biāo)準(zhǔn)所提供的或復(fù)現(xiàn)的量值,作為約定真值(常稱校準(zhǔn)值或標(biāo)準(zhǔn)值)。在檢定工作中,當(dāng)測量標(biāo)準(zhǔn)給出的標(biāo)準(zhǔn)值的擴展不確定度為被檢儀器zui大允許誤差的1/3~1/10時,且被檢儀器的示值誤差在規(guī)定的zui大允許誤差內(nèi),則可判為合格。 中寶檢測設(shè)備有限公司
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