测量误差与不确定度的概念

测量误差与不确定度的概念

测量误差的概念
　　测量误差简称误差。按照传统误差理论，其定义为：测量结果与被测量真值的差。其中，测量结果是由测量得到的被测量值，被测量真值是与给定的特定量的定义一致的量值。由于“真值”只是个理想的概念，按其本性是不可确定的，因此测量误差也是一个理想概念。在实际测量中，常用“约定真值（某量的多次测量结果来确定）”代替真值，从而得到的误差往往只是个近似值；而当强调一定是与真值之差时，则往往采用“真误差”一词。
　　需要说明的是，按照传统误差理论的定义，误差的符号可正可负。测量数据处理时观测方程可写为：测量结果＝测得值±测量误差。而在JJF1059-1999中，“误差”的定义是测量结果减去被观测量的真值，所以在这里误差特指真误差，并且其符号是惟一的。
　　在计量工作中，仅限于取得测量值是无意义的，必须同时对测量值可能含有的误差的大小或范围做出估计，这样的测量结果才完整而有意义。

测量不确定度的概念
　　测量不确定度是与测量结果相联系的参数，是表示对测得值不能肯定的程度的分散性参数。测量不确定度过去有2种形式的定义：
        （1）由测量结果给出的被测量估计值的可能误差的度量。
　　（2）表征被测量的真值所处范围的评定。
　　由于以上2种定义着眼于不可知量“测量结果的误差”与“被测量的真值（不是其估计值）”，从而不具有可操作性而被放弃。《指南》中给出的定义为：“测量不确定度是测量结果中表征合理赋予被测量值分散性的参数。”通俗地说，测量不确定度就是指测量结果中用于说明测得值所处范围的一个参数，其大小只与测量条件有关。由于他是一个表示范围的参数，所以是绝对值，并有3种定量表达形式：标准偏差、标准偏差倍数以及置信概率下的置信区间的半宽。
　　当需要某个具体定量表达时，采用如下术语：
　　（1）标准不确定度　以标准偏差表示的测量不确定度。
　　（2）扩展不确定度　确定测量结果区间的量，合理地赋测量结果，被测量之值以较大的概率分布在此区间内。
　　（3）合成不确定度　当测量结果是由若干其他量的值求得时，按其他各分量的方差或（和）协方差算得的标准不确定度。