测量准确度与测量仪器准确度
国标标准化组织(ISO)、国际电工委员会(IEC)、国际法制计量组织(OIML)、国际计量局((BIPM)、国际纯物理和应用物理联合会(IUPAP)、国际纯化学和应用化学联合会(IUPC)以及国际临床化学联合会(IFCC)7个国际组织于1993年修订了《国际通用计量学基本术语》(International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology)(以下简称《VIM》)。我国国家质量技术监督局于1998年9月发布了JJF1001-1998《通用计量术语及定义》(以下简称《JJF》国家计量技术规范。在以上两个文本中,对测量准确度、流量仪器的准确度和准确度等级均有确切的定义和说明。本文以这些文件为依据,提出使用这些概念时必须注意的问题。
1. 准确度
对应的英文为accruacy(这个词既可用于说明测量结果,也可用于测量仪器在的示值。当用于测量结果时,表示测量结果与被测量真值之间的一致程度。当用于测量仪器时,定义为测量仪器给出接近于真值的能力,所有这些场合,准确度均为一种定性的概念而非定量的。因此,准确度不象测量误差、测量不确定度,他不是物理量,化没有一个定量的定度。测量误差定义为测量结果减被测量之真值,是两量之差,可以定量地给出。准确度则不能。所谓定量,就是用量值表达。例如,我们说某测量仪器的示值误差为-7.8mA,这是定量的表达,给出了量值,-7.8mA。但我们决不能说这一测量仪器的准确度为-7.8mA或是±7.8mA,或是小于等于7.8mA。当某个测量仪器的引用误差(fiducial
error of a measuring instrument)不大于0.01时(1%),往往按照有关该仪器的标准或检定规程,该仪器的准确度为1级。但只是准确度为1级而决非准确度为1%。注意:1%是个量值。
2. 准确度等级
在《VIM》及《JJF》中,准确度等级(accuracy class)指测量仪器符合一定的计量要求,使误差保持在规定极限以内的测量仪器的等别、级别。
等(order)与级(class)在计量学中是两个不同的概念。计量技术规范JJG1027-91《测量误差及数据处理》中早已明确。等是一种按测量不确定度大小所划分的档次。级是一种按测量仪器示值误差大小所划分的档次(关于不确定度的定义与示值误差的定义,包括器具的示值误差定义,请参阅《JJF》)。例如:量块既分等也分级,标准电池也分等也分级,而标准活塞压力计则只分等没有级。有些仪表的级别是引用误差(相对最大允许误差的一种)划分的,我们说某测量仪器符合某个等别或级别,是定性地综出了该仪器的准确度。
3. 准确度的定量问题
把准确度等同于测量误差或极限误差或不确定度都是错误的,虽然都说明接近真值的能力。可以用于定量说明的量有:测量误差、相对误差、标准不确定度u、扩展不确定度U和U;对于测量仪器来说,有测量仪器的示值误差p、最大允许误差、引用误差等。给出这些量时,均无例外地可以给出一个量值。我们可以认为准确度只是他们的一个总称。如果我们说准确度是7.8mA,那么,这7.8mA是误差?是包含因子k=2的扩展不确定度?还是k=3的扩展不确定度?是最大允许误差还是极限误差等均不明确。因此,如果我们要定量地给出测量仪器接近于真值的响应能力,则必须指明给出之值是个什么量而不能拢统地称之为准确度。
当前误用准确度一词的情况较为普遍,应引起足够的重视,特别是在签订合同中,准确度是个不能定量的词,无法据以进行验收,容易带来不应有的损失。
1. 准确度
对应的英文为accruacy(这个词既可用于说明测量结果,也可用于测量仪器在的示值。当用于测量结果时,表示测量结果与被测量真值之间的一致程度。当用于测量仪器时,定义为测量仪器给出接近于真值的能力,所有这些场合,准确度均为一种定性的概念而非定量的。因此,准确度不象测量误差、测量不确定度,他不是物理量,化没有一个定量的定度。测量误差定义为测量结果减被测量之真值,是两量之差,可以定量地给出。准确度则不能。所谓定量,就是用量值表达。例如,我们说某测量仪器的示值误差为-7.8mA,这是定量的表达,给出了量值,-7.8mA。但我们决不能说这一测量仪器的准确度为-7.8mA或是±7.8mA,或是小于等于7.8mA。当某个测量仪器的引用误差(fiducial
error of a measuring instrument)不大于0.01时(1%),往往按照有关该仪器的标准或检定规程,该仪器的准确度为1级。但只是准确度为1级而决非准确度为1%。注意:1%是个量值。
2. 准确度等级
在《VIM》及《JJF》中,准确度等级(accuracy class)指测量仪器符合一定的计量要求,使误差保持在规定极限以内的测量仪器的等别、级别。
等(order)与级(class)在计量学中是两个不同的概念。计量技术规范JJG1027-91《测量误差及数据处理》中早已明确。等是一种按测量不确定度大小所划分的档次。级是一种按测量仪器示值误差大小所划分的档次(关于不确定度的定义与示值误差的定义,包括器具的示值误差定义,请参阅《JJF》)。例如:量块既分等也分级,标准电池也分等也分级,而标准活塞压力计则只分等没有级。有些仪表的级别是引用误差(相对最大允许误差的一种)划分的,我们说某测量仪器符合某个等别或级别,是定性地综出了该仪器的准确度。
3. 准确度的定量问题
把准确度等同于测量误差或极限误差或不确定度都是错误的,虽然都说明接近真值的能力。可以用于定量说明的量有:测量误差、相对误差、标准不确定度u、扩展不确定度U和U;对于测量仪器来说,有测量仪器的示值误差p、最大允许误差、引用误差等。给出这些量时,均无例外地可以给出一个量值。我们可以认为准确度只是他们的一个总称。如果我们说准确度是7.8mA,那么,这7.8mA是误差?是包含因子k=2的扩展不确定度?还是k=3的扩展不确定度?是最大允许误差还是极限误差等均不明确。因此,如果我们要定量地给出测量仪器接近于真值的响应能力,则必须指明给出之值是个什么量而不能拢统地称之为准确度。
当前误用准确度一词的情况较为普遍,应引起足够的重视,特别是在签订合同中,准确度是个不能定量的词,无法据以进行验收,容易带来不应有的损失。
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river.jiang (威望:0)
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由测量所得到的赋予波测量的值。
注:
1. 在给出测量结果时,应说明它是示值、未修正测量结果或已修正测量结果,还应表明它是否为几个值的平均。
2. 在测量结果的完整表述中应包括测量不确定度,必要时还应说明有关影响量的取值范围。
示值indication
测量仪器所给出的量的值。
注:
1. 由显示器读出的值可称为直接示值,将它乘以仪器数即为示值。
2. 这个量可以是被测量、测量信号或用于计算被测量之值的其他量。
3. 对于实物量具,示值就是它所标出的值。
未修正结果uncorrected result
系统误差修正前的测量结果。
已修正结果corrected result
系统误差修正后的测量结果。
测量准确度accuracy of measurement
测量结果与被测量真值之间的一致程度
注:
1. 不要用术语精密度代替准确度。
2. 准确度是一个定性概念。
重复性 repeatability
在相同测量条件下,对同一被测量进行连续多次测量所得结果之间的一致性。
注:
1. 这些条件称为重复性条件。
2. 重复性条件包括:
相同的测量程序;
相同的观测者;
在相同的条件下使用相同的测量仪器;
相同地点;
在短时间内重复测量。
3. 重复性可以用测量结果的分散性定量地表示。
复现性reproducibility
在改变了的测量条件下,同一被测量的测量结果之间的一致性。
注:
1. 在给出复现性时,应有效地说明改变条件的详细情况。
2. 改变条件可包括:
测量原理;
测量方法;
观测者;
测量仪器;
参考测量标准;
地点;
使用条件;
时间。
3. 复现性可用测量结果的分散性定量地表示。
4. 测量结果在这里通常理解为已修正结果。
测量不确定度uncertainty of measurement
表征合理地赋予被测量之值的分散性,与测量结果相联系的参数。
注:
1. 此参数可以是诸如标准偏差或其倍数,或说明了置信水准的区间的半宽度。
2. 测量不确定度由多个分量组成。其中一些分量可用测量列结果的统计分布估算,并用实验标准差表征。另一些分量则可用基于经验或其他信息的假定概率分布估算,也可用标准偏差表征。
3. 测量结果应理解为被测量之值的最佳估计,而所有的不确定度分量均贡献给了分散性,包括那些由系统效应引起的(如,与修正值和参考测量标准有关的)分量。
标准不确定度standard uncertainty
以标准偏差表示的测量不确定度。
不确定度的A类估算type A evaluation of uncertainty
通过对观测列进行统计分析,对标准不确定度进行估算的一种方法。
注:不确定度的A类估算,有时也称A类不确定度估算。
不确定度的B类估算 type B evaluation of uncertainty
通过对观测列进行非统计分析,对标准不确定度进行估算的一种方法。
注:不确定度的B类估算有时也称B类不确定度估算。
合成标准不确定度combined standard uncertainty
当测量结果是由若干个其他量的值求得时,按其他各量的方差或(和)协方差算得的标准不确定度。
扩展不确定度expanded uncertainty
确定测量结果区间的量,合理赋予被测量之值分布的大部分可望含于此区间。
注:扩展不确定度有时也称展伸不确定度或范围不确定度。
包含因子coverage factor
为求得扩展不确定度,对合成标准不确定度所乘之数字因子。
注:
1. 包含因子等于扩展不确定度与合成标准不确定度之比。
2. 包含因子有时也称覆盖因子。
误差error
测量结果减去被测量的真值。
注:
1. 由于真值不能确定,实际上用的是约定真值。
2. 当有必要与相对误差相构别时,此术语有时称为测量的绝对误差。注意不要与误差的绝对值相混淆,后者为误差的模。 偏差deviation一个值减去其参考值。
相对误差relative error
测量误差除以被测量的真值。
注:由于真值不能确定,实际上用的是约定真值。
随机误差random error
测量结果与在重复性条件下,对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差。
注:
1. 随机误差等于误差减去系统误差。
2. 因为测量只能进行有限次数,故可能确定的只是随机误差的估计值。
系统误差systematic error
在重复性条件下,对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差。
注:
1. 如真值一样,系统误差及其原因不能完全获知
2. 对测量仪器而言,参见“偏移”。
修正值correction
用代数方法与未修正测量结果相加,以补偿其系统误差的值。
注:
1. 修正值等于负的系统误差。
2. 由于系统误差不能完全获知,因此这种补偿并不完全。
修正因子correction factor
为补偿系统误差而与未修正测量结果相乘的数字因子。
注:由于系统误差不能完全获知,因此这种补偿并不完全