精密度、準確度、精確度分為儀器的精密度、準確度、精確度和測量的精密度、準確度、精確度。它們之間有完全不同的物理意義且又存在著必然聯係。在物理實驗教學過程中很容易混淆,因此要注意理解與區分。儀器的精密度、儀器的準確度、儀器的精確度是用來說明物理儀器性能的概念,而測量的精密度、測量的準確度、測量的精確度是用來評價測量結果的概念。
儀器的精密度一般是指量具儀表類儀器的最小分度值。例(li)如(ru)常(chang)用(yong)米(mi)尺(chi)的(de)最(zui)小(xiao)分(fen)度(du)值(zhi)是(shi)一(yi)毫(hao)米(mi),那(na)麼(me)他(ta)的(de)精(jing)密(mi)度(du)就(jiu)是(shi)一(yi)毫(hao)米(mi)。同(tong)類(lei)儀(yi)器(qi)對(dui)同(tong)一(yi)對(dui)象(xiang)的(de)測(ce)量(liang),儀(yi)器(qi)的(de)精(jing)密(mi)度(du)越(yue)高(gao),測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)就(jiu)越(yue)接(jie)近(jin)真(zhen)值(zhi)。如(ru)常(chang)用(yong)來(lai)測(ce)量(liang)長(chang)度(du)的(de)儀(yi)器(qi)米(mi)尺(chi)、遊標卡尺、螺旋測微計,其中米尺的精密度最低, youbiaokachidejingmidujuzhong,luoxuanceweijidejingmiduzuigao,xiangyingdiceliangshujujiuyuezhunque。liangjuyibiaoleiyiqidejingmidushijuedingceliangsuijiwuchadezhuyaoyinsu。youyumeiciceliangzhidesuijiwuchayibanzaijingmidude±1/2 範圍內,因此,所用測量儀器的精密度高,測量值的隨機誤差就小。測量的精密度是指測量數據的集散情況。測(ce)量(liang)數(shu)據(ju)的(de)集(ji)散(san)情(qing)況(kuang)主(zhu)要(yao)體(ti)現(xian)測(ce)量(liang)隨(sui)機(ji)誤(wu)差(cha)的(de)分(fen)布(bu)問(wen)題(ti),可(ke)用(yong)標(biao)準(zhun)偏(pian)差(cha)定(ding)量(liang)的(de)表(biao)示(shi)。測(ce)量(liang)的(de)精(jing)密(mi)度(du)高(gao),那(na)麼(me)測(ce)量(liang)數(shu)據(ju)就(jiu)比(bi)較(jiao)集(ji)中(zhong)。理(li)想(xiang)的(de)測(ce)量(liang)數(shu)據(ju)應(ying)集(ji)中(zhong)在(zai)真(zhen)值(zhi)附(fu)近(jin),有(you)比(bi)真(zhen)值(zhi)大(da)的(de),有(you)比(bi)真(zhen)值(zhi)小(xiao)的(de)。測(ce)量(liang)的(de)精(jing)密(mi)度(du)高(gao),並(bing)不(bu)意(yi)味(wei)著(zhe)測(ce)量(liang)數(shu)據(ju)理(li)想(xiang)。例(li)如(ru),測(ce)量(liang)數(shu)據(ju)的(de)分(fen)布(bu)很(hen)集(ji)中(zhong)但(dan)絕(jue)大(da)部(bu)分(fen)比(bi)真(zhen)值(zhi)大(da)或(huo)絕(jue)大(da)部(bu)分(fen)比(bi)真(zhen)值(zhi)小(xiao),都(dou)不(bu)是(shi)理(li)想(xiang)的(de)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)。所(suo)以(yi)測(ce)量(liang)的(de)精(jing)密(mi)度(du)隻(zhi)能(neng)說(shuo)明(ming)測(ce)量(liang)的(de)某(mou)一(yi)個(ge)方(fang)麵(mian)。
一般來說儀器的精密度影響著測量的精密度,儀器的精密度高,所測得數據的精密度就高,測量的標準偏差就小。這就要求在實驗允許的情況下,盡量選擇精密度高的儀器,讓實驗誤差減小到最小。
準確度有時也稱為正確度。儀器的準確度是指在規定的使用條件下工作時的基本誤差(額定最大相對誤差)。zhunqueduzaiwomenchangyongdedianbiaoleiyiqizhongyouyiqidejibieshutixianchulai,huozheshuodianbiaoleiyiqidejibieshujiushiyouzhunquedusuojuedingde。xianyidianliubiaoweililaishuoming,shedianliubiaodeliangchengweixm,最大絕對誤差為Δxm,額定相對誤差δxm 為:
上式中的k 稱為電流表的級別數。因此電表類儀器的級別數k 值大,儀器的準確度就低,反之,級別數k 值小,儀yi器qi的de準zhun確que度du就jiu高gao。儀yi器qi的de準zhun確que度du在zai儀yi器qi的de設she計ji製zhi造zao時shi就jiu已yi經jing確que定ding了le,故gu儀yi表biao類lei儀yi器qi的de準zhun確que度du反fan映ying係xi統tong誤wu差cha的de大da小xiao。電dian表biao類lei儀yi器qi的de準zhun確que度du一yi般ban比bi較jiao精jing確que,在zai使shi用yong中zhong隨sui機ji誤wu差cha可ke以yi略lve去qu,隻zhi按an其qi準zhun確que度du級ji別bie確que定ding誤wu差cha。在zai準zhun確que度du級ji一yi定ding的de情qing況kuang下xia實shi驗yan中zhong要yao注zhu意yi選xuan擇ze電dian表biao類lei儀yi器qi的de量liang程cheng,使shi得de測ce量liang值zhi大da於yu量liang程cheng的de三san分fen之zhi二er,否fou則ze會hui增zeng大da實shi驗yan誤wu差cha。 測量的準確度由測量結果與該量的公認值(或高一級的測量結果)之差去衡量,差值小測量結果準確度高,差值大測量結果的準確度就低,測量的準確度反映的是測量值的相對誤差。一(yi)般(ban)情(qing)況(kuang)下(xia)所(suo)使(shi)用(yong)儀(yi)器(qi)的(de)精(jing)密(mi)度(du)高(gao),測(ce)量(liang)的(de)準(zhun)確(que)度(du)就(jiu)高(gao)。如(ru)用(yong)米(mi)尺(chi)和(he)螺(luo)旋(xuan)測(ce)微(wei)計(ji)測(ce)量(liang)長(chang)度(du),米(mi)尺(chi)測(ce)到(dao)的(de)數(shu)據(ju)的(de)準(zhun)確(que)度(du)不(bu)如(ru)螺(luo)旋(xuan)測(ce)微(wei)計(ji)測(ce)到(dao)的(de)數(shu)據(ju)的(de)準(zhun)確(que)度(du)高(gao)。
因此,測量所使用儀器的準確度和精密度影響著測量的準確度。
儀yi器qi的de精jing確que度du是shi個ge泛fan指zhi詞ci,它ta既ji包bao含han著zhe精jing密mi度du,也ye包bao含han著zhe準zhun確que度du,在zai一yi般ban情qing況kuang下xia當dang儀yi器qi的de係xi統tong誤wu差cha起qi主zhu導dao作zuo用yong而er隨sui機ji誤wu差cha可ke略lve去qu時shi,精jing確que度du主zhu要yao代dai表biao準zhun確que度du,如ru電dian流liu表biao。當儀器的隨機誤差起主導作用而係統誤差可略去不計時,精確度主要代表精密度,如米尺、遊(you)標(biao)卡(ka)尺(chi)等(deng)。儀(yi)器(qi)的(de)精(jing)確(que)度(du)也(ye)稱(cheng)為(wei)儀(yi)器(qi)的(de)精(jing)度(du)。有(you)些(xie)儀(yi)器(qi)的(de)精(jing)密(mi)度(du)既(ji)與(yu)精(jing)密(mi)度(du)和(he)準(zhun)確(que)度(du)有(you)關(guan),又(you)不(bu)同(tong)於(yu)這(zhe)兩(liang)個(ge)概(gai)念(nian),如(ru)天(tian)平(ping)。天(tian)平(ping)的(de)精(jing)確(que)度(du)級(ji)別(bie)是(shi)以(yi)其(qi)感(gan)量(liang)跟(gen)稱(cheng)量(liang)之(zhi)比(bi)來(lai)定(ding)義(yi)的(de)。 測量的精確度是對測量的精密度和準確度的綜合評價。測量的精密度和準確度都好,測量的精確度就高,即測量結果的係統誤差和隨機誤差小,測量值精確。測量的精確度也稱為測量的精度。 為了更好地說明測量的精密度、測量的準確度和測量的精確度三者之間的聯係和不同,下麵我們用打靶時彈著點的情況為例說明。圖1 表示射擊的精密度高,好比測量數據精密度高,但準確度較差;圖2 表示射擊的準確度高,好比測量數據的準確度高,但精密度差;圖3 表示精密度和準確度均較好,好比測量數據的精密度和準確度都好,即精確度高。
儀器的精密度、儀器的準確度和儀器的精確度反映儀器性能的優劣,正確理解就可以更好地認識、掌握和使用實驗儀器。測量的精密度、測量的準確度和測量的精確度反映測量值的好壞,正確認識就可以幫助我們很好地分析和理解實驗數據。