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      《質(zhì)量專業(yè)綜合知識》第五章計(jì)量基礎(chǔ)(5)

      加入收藏  【 】  [ 2007-1-13 ]
      第五節(jié) 測量誤差和測量不確定度  來源:www.examda.com
        
      一、測量誤差和測量結(jié)果修正 
        
        (一)測量誤差 
        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(rèn)識的結(jié)果,不僅與量的本身有關(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(gè)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(shí)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(gè)分量組成的,這些分量按其特性可分為隨機(jī)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(gè)誤差,均可分解為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)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(jī)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(jìn)行無限多次測量所得的結(jié)果的平均值之差,稱為隨機(jī)誤差。隨機(jī)誤差大抵來源于影響量的變化,這種變化在時(shí)間上和空間上是不可預(yù)知的或隨機(jī)的,它會引起被測量重復(fù)觀測值的變化,故稱之為"隨機(jī)效應(yīng)"?梢哉J(rèn)為,正是這種隨機(jī)效應(yīng)導(dǎo)致了重復(fù)觀測中的分散性。 
        在重復(fù)性條件下,對同一被測量進(jìn)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(jìn)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(jì)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(jì)的修正值予以補(bǔ)償。 
        (二)測量結(jié)果修正 
        對系統(tǒng)誤差尚未進(jìn)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(gè)示值時(shí),該示值通常是未修正結(jié)果;而當(dāng)獲得幾個(gè)示值時(shí),未修正結(jié)果通常由這幾個(gè)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(jìn)行10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(jìn)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(bǔ)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(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。 
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