評測流量計量表測量誤差與不確定度
摘要:評測流量計量表測量誤差與不確定度資訊由優(yōu)秀的流量計、流量儀生產(chǎn)報價廠家為您提供。一、測量誤差和測量結(jié)果修正 ( 一)測量誤差 流量計測量結(jié)果減去被測量的真值所得的差,稱為測量誤差,簡稱誤差。 測量結(jié)果是人們認識的結(jié)果,不與量的本身有關(guān),而且與測量程。更多的流量計廠家選型號價格報價歡迎您來電咨詢,下面是評測流量計量表測量誤差與不確定度文章詳情。
一、測量誤差和測量結(jié)果修正
( 一)測量誤差
流量計測量結(jié)果減去被測量的真值所得的差,稱為測量誤差,簡稱誤差。 測量結(jié)果是人們認識的結(jié)果,不與量的本身有關(guān),而且與測量程序、測量儀器、測量環(huán)境以及測量人員等有關(guān)。而被測量真值是與被測量 的定義一致的某個值,它是量的定義的完整體現(xiàn),是與給定的特定量的定義完全一致的值,只有通過完善 的或完美無缺的測量才能獲得。真值從本質(zhì)上說是不能確定的。但在實踐中,對于給定的目的,并不一定 需要獲得特定量的“真值”,而只需要與“真值”足夠接近的值。這樣的值就是約定真值,對于給定的目 的可用它代替真值。例如 : 可以將通過校準(zhǔn)或檢定得出的某特定量的值,或由更高準(zhǔn)確度等級的測量儀器測 得的值,或多次測量的結(jié)果所確定的值,作為該量的約定真值。
測量結(jié)果的誤差往往是由若干個分量組成的,這些分量按其特性可分為 隨機誤差與系統(tǒng)誤差兩大類,而且無例外地取各分量的代數(shù)和。換言之,任意一個誤差,均可分解為系統(tǒng)誤差和隨機誤差的代數(shù)和,即 可用下式表示:
誤差=測量結(jié)果- 真值=(測量結(jié)果-總體均值)+(總體均值-真值) = 隨機誤差+系統(tǒng)誤差
測量結(jié)果與在重復(fù)性條件下,對同一被測量進行無限多次測量所得的結(jié)果的平均值之差,稱為隨機誤差。隨機誤差大抵來源于影響量的變化,這種變化在時間上和空間上是不可預(yù)知的或隨機的,它會引起被 測量重復(fù)觀測值的變化,故稱之為 “隨機效應(yīng)”??梢哉J為,正是這種隨機效應(yīng)導(dǎo)致了重復(fù)觀測中的分散性。
流量計在重復(fù)性條件下,對同一被測量進行無限多次測量所得結(jié)果的平均值與被測量的真值之差,稱為 系統(tǒng) 誤差。由于只能進行有限次數(shù)的重復(fù)測量,真值也只能用約定值代替,因此可能確定的系統(tǒng)誤差只是其估 計值,并具有一定的不確定度。系統(tǒng)誤差大抵來源于影響量,它對測量結(jié)果的影響若已識別,則可定量表 述,故稱之為“系統(tǒng)效應(yīng)”。該效應(yīng)的大小若是顯著的,則可通過估計的修正值予以補償。
( 二)測量結(jié)果修正 對系統(tǒng)誤差尚未進行修正的測量結(jié)果,稱為 未修正結(jié)果。當(dāng)由測量儀器獲得的只是單個示值時,該示值通常是未修正結(jié)果;而當(dāng)獲得幾個示值時,未修正結(jié)果通常由這幾個示值的算術(shù)平均值求得。
例如: 用某尺測量圓柱直徑,單次觀測所得的示值為 14.7mm,則該測得值是未修正結(jié)果。如果進行 1 0次測量,所得的示值分別為 14.9、14.6、14.8、14.6、14.9、14.7、14.7、14.8、14.9、14.8(mm),則該 測量列的未修正結(jié)果為其算術(shù)平均值,即 (14.9+14.6+…+14.8)/10=14.77≈14.8(mm)。
對系統(tǒng)誤差進行修正后的測量結(jié)果,稱為 已修正結(jié)果。用代數(shù)方法與未修正測量結(jié)果相加,以補償其 系統(tǒng)誤差的值,稱為修正值。在上述例子中,若該尺經(jīng)量塊檢定,其修正值為 -0.1mm,則單次測量的已修 正結(jié)果為為(14.7-0.1)mm=14.6mm;而 10 次測量的已修正結(jié)果為(14.8-0.1)mm=14.7mm。
修正值等于負的系統(tǒng)誤差,也就是說,加上某個修正值就像扣掉某個系統(tǒng)誤差,其效果是一樣的。即 :
真值=測量結(jié)果+ 修正值=測量結(jié)果- 誤差
需要強調(diào)指出的是: 系統(tǒng)誤差可以用適當(dāng)?shù)男拚祦砉烙嫴⒂枰匝a償,但這種補償是不完全的,也即修正值本身就含有不確定度。當(dāng)測量結(jié)果以代數(shù)和的方式與修正值相加之后,其系統(tǒng)誤差的絕對值會比修正 前的小,但不可能為零,也即修正值只能對系統(tǒng)誤差進行有限程度的補償。
二、測量不確定度
( 一)基本概念
測量的目的是為了確定被測量的量值 。測量結(jié)果的質(zhì)量( 品質(zhì)) 是量度測量結(jié)果可信程度的zui重要的依 據(jù)。測量不確定度就是對測量結(jié)果質(zhì)量的定量表征,測量結(jié)果的可用性很大程度上取決于其不確定度的大 小。所以,測量結(jié)果表述必須同時包含賦予被測量的值及與該值相關(guān)的測量不確定度,才是完整并有意義的。
表征合理地賦予被測量之值的分散性、與測量結(jié)果相的參數(shù),稱為測量不確定度。 從詞義上理 解,“不確定度”即懷疑或不肯定,因此,廣義上說,測量不確定度意味著對測量結(jié)果可信性、有效性的 懷疑程度或不肯定程度。實際上,由于測量不完善和人們認識的不足,所得的被測量值具有分散性,即每 次測得的結(jié)果不是同一值,而是以一定的概率分散在某個區(qū)域內(nèi)的多個值。雖然客觀存在的系統(tǒng)誤差是一 個相對確定的值,但由于我們無法完全認知或掌握它,而只能認為它是以某種概率分布于某區(qū)域內(nèi)的,且 這種概率分布本身也具有分散性。測量不確定度正是一個說明被測量之值分散性的參數(shù),測量結(jié)果的不確 定度反映了人們在對被測量值準(zhǔn)確認識方面的不足。即使經(jīng)過對已確定的系統(tǒng)誤差的修正后,測量結(jié)果仍 只是被測量值的一個估計值,這是因為,不僅測量中存在的隨機因素將產(chǎn)生不確定度,而且,不完全的系 統(tǒng)因素修正也同樣存在不確定度。
不要把誤差與不確定度混為一談。測量不確定度表明賦予被測量之值的分散性,是通過對測量過程的 分析和評定得出的一個區(qū)間。測量誤差則是表明測量結(jié)果偏離真值的差值。經(jīng)過修正的測量結(jié)果可能非常 接近于真值( 即誤差很小) ,但由于認識不足,人們賦予它的值卻落在一個較大區(qū)間內(nèi) ( 即測量不確定度較大) 。
為了表征賦予被測量之值的分散性,測量不確定度往往用標(biāo)準(zhǔn)差表示。在實際使用中,由于人們往往 希望知道測量結(jié)果的置信區(qū)間,因此測量不確定度也可用標(biāo)準(zhǔn)差的倍數(shù)或說明了置信水平的區(qū)間的半寬表 示。為了區(qū)分這兩種不同的表示方法,分別稱它們?yōu)?標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴展不確定度。
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