誤差與不確定度是計量學中兩個相互關聯又相互區別的概念。
提出這兩個概念的目的都是為了尋求如何以實驗和測量所得結果來更恰當、更準確地體現被測量的真實情況。
誤差為測得值與被測量真值之差。即誤差=測得值-真值。
不確定度是被測量值可能出現的範圍。
二者聯係:
誤差與不確定度都是由相同因素造成的:隨機效應和係統效應。
隨sui機ji效xiao應ying是shi由you於yu未wei預yu料liao到dao的de變bian化hua或huo影ying響xiang量liang的de隨sui時shi間jian和he空kong間jian變bian化hua所suo致zhi。它ta引yin起qi了le被bei測ce量liang重zhong複fu觀guan測ce值zhi的de變bian化hua。這zhe種zhong效xiao應ying的de影ying響xiang不bu能neng借jie助zhu修xiu正zheng進jin行xing補bu償chang,但dan可ke通tong過guo增zeng加jia觀guan測ce次ci數shu而er減jian小xiao,其qi期qi望wang值zhi為wei零ling。
係(xi)統(tong)效(xiao)應(ying)是(shi)由(you)固(gu)定(ding)不(bu)變(bian)的(de)或(huo)按(an)確(que)定(ding)規(gui)律(lv)變(bian)化(hua)的(de)因(yin)素(su)造(zao)成(cheng)的(de)。但(dan)由(you)於(yu)人(ren)類(lei)認(ren)識(shi)的(de)不(bu)足(zu),也(ye)不(bu)能(neng)確(que)切(qie)知(zhi)道(dao)其(qi)數(shu)值(zhi),因(yin)此(ci)也(ye)無(wu)法(fa)完(wan)全(quan)清(qing)除(chu),但(dan)通(tong)常(chang)可(ke)以(yi)減(jian)小(xiao)。係(xi)統(tong)效(xiao)應(ying)產(chan)生(sheng)的(de)影(ying)響(xiang)有(you)些(xie)是(shi)可(ke)以(yi)識(shi)別(bie)的(de),有(you)些(xie)是(shi)未(wei)知(zhi)的(de),如(ru)果(guo)已(yi)知(zhi)影(ying)響(xiang)能(neng)定(ding)量(liang)給(gei)出(chu),而(er)且(qie)其(qi)大(da)小(xiao)對(dui)測(ce)量(liang)所(suo)要(yao)求(qiu)的(de)準(zhun)確(que)度(du)而(er)言(yan)有(you)意(yi)義(yi)的(de)話(hua),則(ze)可(ke)采(cai)用(yong)估(gu)計(ji)的(de)修(xiu)正(zheng)值(zhi)或(huo)修(xiu)正(zheng)因(yin)子(zi)對(dui)結(jie)果(guo)加(jia)以(yi)修(xiu)正(zheng)。
由於隨機效應和係統效應的存在,使得被測量的真值無法確知,每個測量結果也都具有一定的不可靠性,導致誤差和不確定度的產生。
二者區別:
a. 誤(wu)差(cha)是(shi)相(xiang)對(dui)被(bei)測(ce)量(liang)真(zhen)值(zhi)而(er)言(yan)的(de),它(ta)是(shi)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)與(yu)真(zhen)值(zhi)之(zhi)差(cha),由(you)於(yu)真(zhen)值(zhi)的(de)不(bu)可(ke)知(zhi)性(xing),實(shi)際(ji)上(shang)誤(wu)差(cha)也(ye)隻(zhi)能(neng)是(shi)個(ge)理(li)想(xiang)概(gai)念(nian),不(bu)可(ke)能(neng)得(de)到(dao)它(ta)的(de)準(zhun)確(que)值(zhi)。
不確定度以測量結果本身為研究對象,其含義不是“與真值之差”或“誤差限”、“極限誤差”,ershibiaoshiyouyusuijiyingxianghexitongyingxiangdecunzaierduiceliangjieguobunengkendingdechengdu,biaozhengbeiceliangzhikenengchuxiandefanwei。tashiyiceliangjieguoweizhongxin,yibiaozhunchahuoqibeishu,huomouzhixinqujianbankuanduquedingdebeiceliangdequzhifanwei。quebaozhenzhiyiyidinggailvluoyuqizhong。yiner,tashiceliangjieguodeyigelianghuashuxing。
b. 誤差和不確定度的分類方法截然不同。
誤差根據其性質可分為兩類:隨機誤差和係統誤差。
隨機誤差:celiangjieguoyuzhongfuxingtiaojianxiaduitongyiliangjinxingwuxianduociceliangsuodejieguodepingjunzhizhicha。suijiwuchadadishiyouyusuijiyingxiangzaochengde。zhuyi,guanchaliedepingjunzhideshiyanbiaozhunchabingbushipingjunzhidesuijiwucha,erqiaqiashisuijiyingxiangyinqidepingjunzhidebuquedingdu,zhexiexiaoyingchanshengdepingjunzhidesuijiwuchabukenengzhunquezhidao。
係統誤差:在zai重zhong複fu性xing條tiao件jian下xia,對dui同tong一yi被bei測ce量liang進jin行xing無wu限xian多duo次ci測ce量liang所suo得de結jie果guo的de平ping均jun值zhi與yu被bei測ce量liang真zhen值zhi之zhi差cha。係xi統tong誤wu差cha是shi由you已yi知zhi係xi統tong影ying響xiang和he未wei知zhi係xi統tong影ying響xiang產chan生sheng的de,通tong過guo對dui已yi知zhi係xi統tong影ying響xiang的de修xiu正zheng可ke以yi減jian小xiao,但dan不bu可ke能neng為wei零ling。同tong時shi,修xiu正zheng值zhi或huo修xiu正zheng因yin子zi的de不bu完wan善shan,也ye會hui導dao致zhi測ce量liang結jie果guo的de不bu確que定ding度du,但dan不bu是shi由you於yu係xi統tong影ying響xiang補bu償chang不bu理li想xiang而er產chan生sheng的de誤wu差cha。
不確定度按照分量的評定方法分為 A 類B 類,但並非“隨機”和“係統”的代用詞。
用A 類或B 類(lei)評(ping)定(ding)方(fang)法(fa)均(jun)可(ke)得(de)到(dao)已(yi)知(zhi)係(xi)統(tong)影(ying)響(xiang)修(xiu)正(zheng)值(zhi)的(de)不(bu)確(que)定(ding)度(du),隨(sui)機(ji)影(ying)響(xiang)的(de)不(bu)確(que)定(ding)度(du)計(ji)算(suan)也(ye)是(shi)如(ru)此(ci)。兩(liang)種(zhong)評(ping)定(ding)方(fang)法(fa)均(jun)基(ji)於(yu)概(gai)率(lv)分(fen)布(bu),得(de)到(dao)的(de)分(fen)量(liang)在(zai)本(ben)質(zhi)上(shang)不(bu)存(cun)在(zai)差(cha)異(yi)。實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)中(zhong),無(wu)須(xu)將(jiang)它(ta)們(men)與(yu)隨(sui)機(ji)或(huo)係(xi)統(tong)對(dui)應(ying)起(qi)來(lai)。
c. 誤差取一個符號,非正即負。不確定度恒為正值。當由方差得出時,取其正平方根。
d. buquedingdushiyousuijiyingxiangheduixitongyingxiangjieguodebuwanshanxiuzhengchanshengde。zaijisuanceliangjieguodebuquedingdushi,buhuikaolvdaoweibeirenshidexitongyingxiang,danzhezhongyingxianghuidaozhiwuchadechuxian。yinci,jishijisuanchulaidebuquedingduhenxiao,rengbunengbaozhengceliangjieguodewuchahenxiao。huozheshuo,celiangjieguodebuquedingduweibishiceliangjieguojiejinbeiceliangzhidezhishizhi,tajinweiyumuqiankeyongdezhishixiangfudezuijiazhijiejinchengdudejinsixingguji。buquedingdubunengyongyuceliangjieguohezhenzhizhijiandechayixianshi,dankeyongyuceliangjieguozhijiandebijiao。buquedingduyuexiao,zeceliangjieguozhiliangyuegao。
在zai測ce量liang中zhong若ruo沒mei有you忽hu略lve任ren何he明ming顯xian的de係xi統tong影ying響xiang時shi,才cai能neng認ren為wei測ce量liang結jie果guo即ji為wei被bei測ce值zhi的de可ke靠kao估gu計ji值zhi,其qi合he成cheng標biao準zhun不bu確que定ding度du即ji為wei可ke能neng誤wu差cha的de可ke靠kao量liang度du。
被測量值、誤差及不確定度關係如圖所示:

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