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測量不確定度與測量誤差的區別和聯系

測量不確定度和誤差是計量研究中的基本命題,也是計量測試人員經常使用的重要概念之壹。它直接關系到測量結果的可靠性和量值傳遞的準確性和壹致性。但很多人因為概念不清,容易混淆或誤用兩者。本文結合學習測量不確定度的評定與表示的經驗,著重討論兩者的區別。首先要明確的是測量不確定度和誤差的概念區別。

測量不確定度表示對測量真值範圍的評估。它給出了根據某個置信概率,真實值可能下降的區間。它可以是標準差或其倍數,也可以是表示置信水平的區間的半寬度。它不是具體的真誤差,而是以參數的形式對不可修正的誤差範圍的定量表達。它來源於偶然效應和系統效應的不完善修正,用於表征合理給出的測量值的分散參數。不確定度按其獲取方式分為A和B兩個評定分量。A類評價分量是通過對觀測列的統計分析作出的不確定性評價,B類評價分量是根據經驗或其他信息估計出來的,假設存在壹個用“標準差”表示的近似不確定性分量。

誤差在大多數情況下是指測量誤差,其傳統定義是測量結果與被測真值之差。壹般可分為系統誤差和偶然誤差兩類。誤差是客觀存在的,它應該是壹個確定的值,但大多數情況下,真實值是未知的,所以無法準確知道真實誤差。我們只是在壹定條件下尋求真理的最佳近似,稱之為約定真理。

通過對概念的理解,我們可以看出測量不確定度和測量誤差的主要區別如下:

壹、評估目的的差異:

測量不確定度是指測量值的分散性;

測量誤差是表示測量結果偏離真實值的程度。

2.評估結果的差異:

測量不確定度是壹個無符號參數,用標準差或標準差的倍數或置信區間的半寬度來表示。由人根據實驗、數據、經驗等信息進行評價,可以用A、B兩種評價方法定量確定;

測量誤差是壹個帶有正號或負號的量值,其值是測量結果減去測得的真值。因為真實值未知,所以往往不準確。當用約定真值代替真值時,只能得到估計值。

三。影響因素的差異:

測量的不確定度是通過人們的分析和評定獲得的,它與人們對被測對象、影響量和測量過程的認識有關。

測量誤差是客觀存在的,不受外界因素影響,不因人的認識而改變;

因此,在分析不確定度時,應充分考慮各種影響因素,並對不確定度的評定進行驗證。否則,由於缺乏分析和估計,當測量結果非常接近真值(即誤差較小)時,不確定度可能較大,當測量誤差實際較大時,不確定度可能較小。

4.按性質分類的差異:

壹般來說,沒有必要區分測量不確定度的不確定度分量的性質。如有必要區分,應表述為“隨機效應引入的不確定性分量”和“系統效應引入的不確定性分量”;

測量誤差按其性質可分為隨機誤差和系統誤差。根據定義,隨機誤差和系統誤差是在測量次數無限的情況下的理想概念。

5.測量結果校正的差異:

“不確定性”這個詞本身意味著壹個可估計的值,它不是指壹個特定的和確切的誤差值。雖然可以估算,但不能用來修正震級。在修正後的測量結果的不確定度中,只能考慮修正不完善引入的不確定度。

如果系統誤差的估計值是已知的,則可以對測量結果進行校正,以獲得校正後的測量結果。

經過修正後,壹個量級可能更接近真實值,但其不確定性並沒有降低,有時會更大。這主要是因為我們無法確切知道真實值是多少,只能估計測量結果接近或遠離真實值的程度。

雖然測量不確定度和誤差是不同的,但它們仍然密切相關。不確定度的概念是誤差理論的應用和擴展,誤差分析仍然是測量不確定度評定的理論基礎,估算B類分量時離不開誤差分析。例如,測量儀器的特性可以用最大允許誤差和示值誤差等術語來描述。技術規範和規程中規定的計量器具允許誤差的限值稱為“最大允許誤差”或“允許誤差限值”。是廠家對某壹類儀表規定的示值誤差允許範圍,而不是某壹類儀表的實際誤差。測量儀器的最大允許誤差可以在儀器說明書中找到,用數值表示時有符號,通常用絕對誤差、相對誤差、報價誤差或它們的組合來表示。比如0.1PV土,1%土等。計量器具的最大允許誤差不是測量不確定度,但可以作為評定測量不確定度的依據。測量儀器在測量結果中引入的不確定度,可以按照B類評定方法,按照儀器的最大允許誤差進行評定。再比如測量儀器的指示值與相應輸入的約定真值之差,就是測量儀器的指示誤差。對於物理測量工具,指示值是其標稱值。通常,約定真值(通常稱為校準值或標準值)是由更高的測量標準提供或再現的值。在檢定工作中,當計量標準給出的標準值的擴展不確定度為被檢儀表最大允許誤差的1/3 ~ 1/10,且被檢儀表的示值誤差在規定的最大允許誤差範圍內時,可判定為合格。

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