本帖最后由 史錦順 于 2012-5-17 11:26 編輯
誤差范圍是測量性能-與網友討論(7)
史錦順
- （一）誤差范圍的知識 測量是對量的認識。測量的目的是得到盡可能接近真值的測得值。測得值接近真值的程度是準確度，因此測量的目的是得到準確度夠格的測得值。 - 測得值與真值的差距用誤差來描述。 測得值減真值是誤差元。 誤差元構成誤差范圍。誤差范圍是測量的性能。測量的性能，就是測量的能力，測量的水平，就是接近真值的程度，就是準確度。 - 測量分兩種類型：普通測量和精密測量。普通測量，分辨力低，幾次測量是同一個測得值，于是有一個確定的誤差元。普通測量，只一個誤差元，這是誤差范圍的蛻化形式。 精密測量，分辨力高，N次測量有N個測得值，每個測得值有一個誤差元，于是就有N個誤差元。怎樣表達精密測量的性能呢？不能取測得值平均值的誤差元。因為它只表達系統誤差，隨機誤差全淹沒了。也不能取最大誤差元，因為此值隨N的增大而增大。要用貝塞爾公式計算標準偏差。3倍西格瑪是隨機誤差的范圍，隨機誤差范圍加上系統誤差范圍，就是誤差范圍。 實用中，誤差范圍有誤差范圍實際值和誤差范圍標稱值的區分。 - 誤差范圍是測量的性能，也是儀器的性能、計量的性能、標準的性能、基準的性能。誤差范圍的褒稱是準確度；誤差范圍的確切稱呼是不準確度。無論歷史上還是現實中，人們通常把誤差范圍稱為準確度。 - （二）誤差范圍是測量性能 以下專談測量場合，即只有測量者、被測量和選定的測量儀器A。 在測量場合，誤差范圍是依據，是性能，是水平。 在測量場合，只有測得值和測量儀器的誤差范圍值。測量者無法得知誤差元（誤差元等于測得值減真值，真值不知，也沒有高等級的標準值），于是也就無法知道此時此地的測量的誤差范圍Δ(實)。但測量者知道測量儀器的誤差范圍Δ(標)。測量儀器是經過計量的，因此必有Δ(實) ≤Δ(標)，這樣就可以用測量儀器的誤差范圍來表征測量的誤差范圍。 測量儀器的誤差范圍就是測量的誤差范圍，就是測量的性能。 - 測量就是要得到準確度夠格的測得值。夠不夠格，就看測得值的誤差范圍是否小于要求的誤差值。要求的誤差值是名義值、紙面上的值。要求的誤差是誤差元的概念。達到的誤差性能，是誤差范圍的概念。因為實測得到的有多個誤差元，沒必要也不可能一個一個地比，只用誤差范圍的值（就是包含區間的半寬。可能的最大誤差元的值，比測得的最大值要大些），就可以了，也足夠了。誤差范圍的值，小于等于測量儀器的誤差范圍。測量儀器的誤差范圍就是測量的性能。而測量儀器的誤差范圍是在選定測量儀器時就知道的。 - 現代的精密測量，測量的水平取決于測量儀器。人的作用是正確選用并正確使用測量儀器，不需要技巧性操作。一套復雜的宇航測量系統，一個普通技術員操作，和一位院士操作，測量結果是一樣的。所謂的操作，不過是按幾下按鈕。過去買菜稱重，用桿秤，桿秤平衡靠人調，因此人的作用明顯。現在稱菜用電子秤，不需要人的調控技能，測量是否準確取決于電子秤。 測量的水平，即測量的性能，取決于測量儀器的性能。測量儀器的誤差范圍，就是測量的誤差范圍。 - 知道了測量的誤差范圍，這對測量數據的需求方與數據的提供方（通常數據的需求方與提供方，就是測量者自己），就足夠了，完全可以滿足各種測量目的。從要求的層面來說，不必要求知道那個測得值減真值的誤差元，因為誤差元必定小于誤差范圍的值；從可實現的條件來說，測量者只能依據測量儀器的誤差范圍，給出測量數據的誤差范圍，不可能也沒有必要得出特定的誤差元，因為誤差元在誤差范圍中（取3σ，包含概率99.73%）。 - 如果現場有高檔次測量儀器B，可以得到更準確的測得值的話，必然會用那個準確值MB，而廢棄那前一個儀器A的測得值MA，再求前一個儀器測得值MA的誤差元，已無必要。這里是測量，而不是計量。 既然有高檔儀器給出更準確度的值MB，就必然用此更準確的值MB，接著是用那高檔儀器的誤差范圍，來表征測量的性能。于是,測量結果的性能，還是誤差范圍，只是誤差范圍A換成誤差范圍B。 -
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