我们先来看误差和不确定的概念:
测量不确定度:
国家计量技术规范:JJF1059《测量不确定度评定与表示》中定义是:“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”
附带三个注释
注1:此参数可以是诸如标准偏差,或其倍数,或说明了置信水平的区间的半宽度。
注2:测量不确定度由多个分量组成。其中一些分量则可用基于可用测量列结果的统计分析估算,并用实验标准偏差表征。另一些分量则可用基于经验或其它信息的假定概率分布估算,也可用标准偏差表征。
注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(如与修正值和参考标准有关的)分量。
测量误差(简称为误差)的定义为:“测量结果减去被测量的真值”误差应该是一个确定的值,是客观存在的测量结果与真值之间差。但由于真值往往不知道,故误差无法准确得到。
根本区别:
量不确定度是表征合理地赋予“被测量之值”的分散性,因此,不确定度表示一个区间,即“被测量之值”可能分布区间。这是测量不确定度与误差的最根本的区别。
误差的概念早已出现,但在用传统方法对测量结果进行误差评定时,还存在一些问题。
把被测量在观测时所具有的大小称为真值,只是一个理想的概念,只有通过完善的测量才有可能得到真值。但是任何测量都会存在缺陷,因而真正完善的测量是不存在的,也就是说,严格意义上的真值是无法得到的。由于真值无法知道,在实际上误差的概念只能用于已知约定真值的情况下。
根据误差的定义,误差是一个差值,它是测量结果与真值或约定真值之差。
在数轴上它表示为一个点,而不是一个区间或范围。既然是一个差值,就应该是一个具有符号的量值。既不应当,也可以“±”号的形式表示。
我们具体以表格的形式来说明不确定度和误差的区别:
序号 | 测量误差 | 测量不确定度 |
1 | 有正号或负号的量值,其值为测量结果减去被测量的真值。 | 无符号的参数,用标准差或标准差的倍数或执行区间的半宽表示。 |
2 | 以真值为中心,说明测量结果与真值的差异程度。(表明测量结果偏离真值) | 以测量结果为中心,评估测量结果与被测量【真】值相符合的程度。(表明被测量值的分散性) |
3 | 客观存在,不以人的认识程度而改变。 | 与人们对被测量、影响量及测量过程的认识有关。 |
4 | 由于真值未知,往往不能准确得到,当用约定真值代替真值时,可以得到估计值。 | 可以由人们根据实验、资料、经验等信息进行评定,是可以定量确定。评定方法有A,B两类。 |
5 | 按性质可分为随机误差和系统误差两类,按定义随机误差和系统误差都是无穷多次测量情况下的理想概念。 | 不确定度分量评定时一般不必区分其性质,若需要区分时应表述为:“由随机效应引入的不确定度分量”和由“系统效应引入的不确定度分量” |
6 | 已知系统误差的估计值时可以对测量结果进行修正,得到已修正的测量结果。 | 不能用不确定度对测量结果进行修正,在已修正测量结果的不确定度中应考虑修正不完善而引入的不确定度。 |