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測量不確定度誤差的區別

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  • 發布時間:2013/9/18 10:10:27
  • 作者:銀河電氣

  測量不確定度和誤差是計量學中研究的基本命題,也是計量測試人員經常運用的重要概念之一。它直接關系著測量結果的可靠程度和量值傳遞的準確一致。然而很多人由于概念不清,很容易將二者混淆或誤用,本文結合學習《測量不確定度評定與表示》的體會,著重談談二者之間的不同之處。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間。它可以是標準差或其倍數,或是說明了置信水準的區間的半寬。它不是具體的真誤差,它只是以參數形式定量表示了無法修正的那部分誤差范圍。它來源于偶然效應和系統效應的不完善修正,是用于表征合理賦予的被測量值的分散性參數。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計分析作出的不確定度評定,B類評定分量是依據經驗或其他信息進行估計,并假定存在近似的“標準偏差”所表征的不確定度分量。
  誤差多數情況下是指測量誤差,它的傳統定義是測量結果與被測量真值之差。通常可分為兩類:系統誤差和偶然誤差。誤差是客觀存在的,它應該是一個確定的值,但由于在絕大多數情況下,真值是不知道的,所以真誤差也無法準確知道。我們只是在特定的條件下尋求最佳的真值近似值,并稱之為約定真值。

  雖然測量不確定度與誤差有著以上種種不同,但它們仍存在著密切的聯系。不確定度的概念是誤差理論的應用和拓展,而誤差分析依然是測量不確定度評估的理論基礎,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最大允許誤差、示值誤差等術語描述。在技術規范、規程中規定的測量儀器允許誤差的極限值,稱為“最大允許誤差”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。測量儀器的最大允許誤差可在儀器說明書中查到,用數值表示時有正負號,通常用絕對誤差、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。測量儀器的最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。測量結果中由測量儀器引入的不確定度可根據該儀器的最大允許誤差按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,示值就是其標稱值。通常用高一等級測量標準所提供的或復現的量值,作為約定真值(常稱校準值或標準值)。在檢定工作中,當測量標準給出的標準值的擴展不確定度為被檢儀器最大允許誤差的1/3~1/10時,且被檢儀器的示值誤差在規定的最大允許誤差內,則可判為合格。

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