-
同一個“半寬”,兩種含義不同的區間
測量儀器是一個函數機。儀器輸入量為S(被測量的實際值,即真值),儀器的輸出量為M(儀器示值,即測量值)。
測量值函數,就是M對S的函數關系。
計量中,輸入量S已知,可由測量值M確定誤差量。
應用測量中,誤差范圍已知,則可由測量值確定被測量。
-
儀器的物理機制,用物理公式表達。物理公式中的量,各個是實際值(真值)。
被測量的實際值S,在儀器中,與各構成量Xi、Xj的關系是物理關系
S = f(Xi,Xj) (1)
計值公式為
M = f(xi,xjn) (2)
其中,Xi、Xj是實際值,xi是與Xi對應的分項的測量值、xjn是與Xj對應的分項的標稱值。
誤差元為
r = M-S = f(xi,xjn)- f(Xi,Xj) (3)
誤差范圍
R = │M-S│max= │f(xi,xjn)- f(Xi,Xj)│max (4)
(一)計量(包括研制)場合,有計量標準,已知Z,由測量值M,確定誤差范圍R。
改變(4)式寫法,去掉最大值符號,(4)成為(詳細推導見《史法》第4章)
S-R ≤ M ≤ S+R (5)
(5)式簡記為
M = S±R (6)
以誤差范圍R為半寬的區間是測量值區間。在計量(包括研制)場合,區間概念就是這個“測量值區間”。因為計量標準的真值是已知的(計量標準的誤差范圍相對測量儀器的誤差,是可以忽略的小量),因此知道測量值M,即可算出被檢儀器的誤差范圍R。若
R ≤ R儀指標
則被檢儀器合格;否則不合格。
(二)應用測量場合,已知誤差范圍R,由測量值M確定被測量的實際值區間。
(4)式改寫為(詳細推導見《史法》第4章)
M-R ≤ S ≤ M+R (7)
(7)式簡記為
S = M±R (8)
說明:測量者沒有計量標準,不能自己確定儀器的實際誤差范圍R。測量者知道所用測量儀器的誤差范圍指標值R儀指標,以R儀指標代替R,是冗余代換,是保險值,可以。
被測量實際值S的估計值是測量值M。一個測量值對應一個真值區間。
-
測量值的平均值M平,是被測量的最佳估計值。M平與誤差范圍R構成區間是測量結果區間,是被測量可能值的區間。
S = M平±R (9)
(9)式是一種簡化表達形式,嚴格的數學表達為
M平-R ≤ S ≤ M平+R
(9)式是測量結果函數。其物理意義是:
被測量的實際值的最佳表征值是M平。被測量可能小些,但不小于M平-R;被測量可能大些,但不大于M平+R。
以上講解表明:測量計量領域,有兩個區間:計量(包括研制)中的測量值區間和應用測量領域的測量結果區間。這兩個區間的半寬是相同的,都是誤差范圍R。誤差范圍R,由儀器生產廠給出,應用者按此指標購買、驗收,按此指標應用。計量的任務是公證測量儀器的指標值。
實踐中,R有些不同,1)具體的某臺儀器的實際的R,要小于R儀指標,測量者用R儀指標代替R,是保險的代換。2)儀器的指標給出以及計量認證,都是按單次測量M給出誤差范圍R(無法規定應用測量的測量次數,不能按M平給出指標)在實際測量中,精密測量,可以多次測量,以減小隨機誤差。但因通常隨機誤差比系統誤差小,也不知指標中隨機誤差與系統誤差的比例,故仍然要用儀器的指標值代替實際的誤差范圍值。這是保險作法,是可以的。不管通過什么途徑,測量者都不能改小儀器的誤差范圍值,因為這不符合保險原則。“修正”,僅限于少量計量項目,在應用測量中,不應搞“修正”。要求高,就要用指標符合要求的高檔次的測量儀器。
-
|