“砝碼精度”是個(gè)含義不確定的非規(guī)范用語 在衡器行業(yè)的些文宣資料中,不時(shí)會(huì)見到“××秤”的提法,然而“精度” 不是個(gè)規(guī)范用語,又常被用來表達(dá)不同的意思。因此它的涵義是含混不清的,不能傳 遞明確的意思,應(yīng)當(dāng)避免再繼續(xù)不當(dāng)使用它。 為什么說“精度”是個(gè)涵義含混不清的不規(guī)范用語呢?因?yàn)? 先,“精度”只是個(gè)曾經(jīng)出現(xiàn)過的通俗說法,但從來就不是個(gè)有正式定義的 計(jì)量學(xué)名詞。 其次,對應(yīng)于漢語“精度”的英文單詞有兩個(gè):是 precision,另個(gè)是 accuracy; 而在計(jì)量學(xué)術(shù)語中,前者指“精密度”,后者指“準(zhǔn)確度”。 此外還有些場合,“精度”用來指稱“分度值”。例如,某些衡器制造商在產(chǎn)品資料上介紹所謂“ 描述其實(shí)的等級(jí) 。 按 JJF1181-2007《衡器計(jì)量名詞術(shù)語及定義》6.2.2 條分度值(d,scale interval)的 定義是指:“以質(zhì)量單位表示的相鄰兩個(gè)(數(shù)字指示的)示值之差或(模擬指示的)標(biāo)尺標(biāo) 記所對應(yīng)的值之差。”因此,這里所稱的“精度”只是衡器設(shè)計(jì)制造時(shí)所規(guī)定的指示器 顯示分度的小而已。與此相近的有關(guān)術(shù)語還有: 6.2.3 檢定分度值(e) verification scale interval 用于衡器分級(jí)或檢定的,以質(zhì)量單位表示的值。 6.2.5 檢定分度數(shù)(n)number of verification scale interval 秤量(Max)與檢定分度值(e)之比,即 n=Max/e。 7.7 鑒別力 discrimination 衡器對載荷微小變化的反應(yīng)能力。 7.9 分辨率 resolution 指示裝置可以有效辨別緊密相鄰稱重值的能力。 由此可見,這里的“精度”還不及“鑒別力”或“檢定分度值”、“檢定分度數(shù)”等 更能客觀地反映衡器計(jì)量性能的好與差。 至于即使都用于評主要計(jì)量性能的“精密度”與“準(zhǔn)確度”兩者的含義也是不相 同的。 在評和分析計(jì)量器具的誤差(error of measuring instrument)狀況時(shí),除了應(yīng)把由于 偶而疏忽而造成的粗測量誤差(careless error)先行剔除之外,剩余的誤差般含了臺(tái)秤”系列產(chǎn)品的規(guī)格時(shí)有這樣的:“量程 60kg、75kg、100kg/精度 1g、2g、5g,10g,秤臺(tái)面尺寸 30cm×40cm;量程 150kg、200kg、300kg/ 精度 1g、2g、5g、10g、20g,50g,秤臺(tái)面尺寸 40cm×50cm。”而這些同系列產(chǎn)品都是相同的 計(jì)量器具的系統(tǒng)誤差(systematic error)和檢測的隨機(jī)誤差(random error )兩部分。它們 產(chǎn)生的源頭不同,想要消除或減小它們,需要采取不同的針對性措施。也就是說: Em=Es+Er 式 1 式中:Em 為測量誤差,Es 為系統(tǒng)誤差,Er 為隨機(jī)誤差 測量誤差是指,由測量儀器(系統(tǒng))給出的量值與對應(yīng)輸入量的參考量值之差。 對同對象重復(fù)多次測量,可以提高結(jié)果的可信度。若 n 次測量的結(jié)果分別為: xi = x1, x2, x3, ...... , xn;對該被測對象輸入量的參考量值(約定真值)為 T,則有:Emi = xi -T 式 2 在實(shí)際測量條件下重復(fù)多次測量 ,該測量誤差分量基本保持恒定(即值和符號(hào)不變),或按某種可以預(yù)見 的方式變化(值和符號(hào)的變化都有定規(guī)律)。其中,前者又稱恒定誤差,后者又稱 變值誤差。 反映系統(tǒng)誤差(ES)小程度的是正確度(trueness),可用多次測量的算術(shù)平均值(或 數(shù)學(xué)期望)μ 與約定真值 T 之差,即偏移(bias)來衡量。 Es = μ - T 式 3系統(tǒng)誤差又稱為可測誤差或規(guī)律誤差。其特征是: 同量值時(shí) 式中:? = n1 (x1 + x2 + x3 +??+ xn ) 該測量誤差分量的在 重復(fù)多次測量同量值時(shí), 隨機(jī)誤差又稱未定誤差。其特征是:實(shí)際測量條件下 值和符號(hào)以不可預(yù)知的方式變化。按概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的觀點(diǎn) 來看,它是在測量條件下圍繞測量結(jié)果的算術(shù)平均值(數(shù)學(xué)期望)周圍隨機(jī)變化的那部分 誤差,其出現(xiàn)的規(guī)律性十分復(fù)雜,只能用統(tǒng)計(jì)的方法找出誤差的小和出現(xiàn)次數(shù)之間的 數(shù)字關(guān)系,即找出誤差的概率分布規(guī)律。經(jīng)典的誤差理論認(rèn)為:隨機(jī)誤差出現(xiàn)的概率分 布為正態(tài)分布,并在這前提下建立了隨機(jī)誤差的統(tǒng)計(jì)分析方法。當(dāng)測量次數(shù)不斷增加 時(shí),該種誤差的算術(shù)平均值趨向于。 反映隨機(jī)誤差小程度的是精密度(precision),是指規(guī)定測試條件下各獨(dú)立測試結(jié) 果相互間的致程度,可用偏差(deviation)來衡量。 對于單次測量的精密度,可用各單次測量結(jié)果分別與在重復(fù)條件下對同被測對象 多次測量結(jié)果的平均值之差來表達(dá)
至于準(zhǔn)確度(accuracy)是指測試結(jié)果與真值之間的致程度。準(zhǔn)確度通常用誤差 (error)來衡量,其由隨機(jī)誤差分量(偏差)及系統(tǒng)誤差分量(偏移)共同組成。因此,當(dāng)我 們比較兩組數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度時(shí),應(yīng)當(dāng)同時(shí)比較它們的正確度與精密度。 用于反映不同類誤差之小程度的三種術(shù)語的比較 誤差類別 反映程度的術(shù)語 評定方式 及對應(yīng)值名稱 測量誤差 Em 準(zhǔn)確度(accuracy) 示值與真值之差 Emi = xi-T 示值誤差(error) 系統(tǒng)誤差 Es 正確度(trueness) 期望值與真值之差 Es= μ-T 偏移(bias) 隨機(jī)誤差 Er 精密度(precision) 量示值的標(biāo)準(zhǔn)差 Er= xi-μ 偏差(deviation) 定義* 5.5 測量結(jié)果與被測量真 值之間的致程度 5.20 在重復(fù)條件下,對 同被測量行無限多 次測量所得結(jié)果的平均 值與被測量的真值之差 5.19 測量結(jié)果與在重復(fù) 條件下,對同被測量 行無限多次測量所得結(jié) 果的平均值之差 * 定義前標(biāo)的數(shù)字為《JJF 1181-2007 衡器計(jì)量術(shù)語及定義》中相應(yīng)條款的編號(hào) 下面用射箭為喻,步說明正確度、精密度、準(zhǔn)確度三者的區(qū)別: 如果甲、乙、丙、丁各射 20 箭,設(shè)靶心(10 環(huán))為真值,并用概率統(tǒng)計(jì)學(xué)的相關(guān)公 式分別計(jì)算各人成績的數(shù)學(xué)期望值和標(biāo)準(zhǔn)差,結(jié)果如下表:靶環(huán) 6環(huán) 7環(huán) 8環(huán) 9環(huán) 10環(huán) 總計(jì) 期望值 標(biāo)準(zhǔn)差甲 2 3 4 5 6 170環(huán) 8.5 1.357 靶 乙 0 4 5 8 3 170環(huán) 8.5 1中箭 丙 0 0 10 10 0 170環(huán) 8.5 0.513 數(shù)次、而丙為 0 次)。再看乙和丁二人成績的期望值不同,顯然正確度與準(zhǔn)確度都不會(huì)相同;但是他們的 標(biāo)準(zhǔn)差都是 1,也就是說兩者的隨機(jī)誤差或者精密度是相等的。 準(zhǔn)確度曾度叫做“確度”,有人將其簡稱為“精度”,但只是種通俗的說法, 并沒有嚴(yán)格的等同關(guān)系;卻倒是在不少場合還有人會(huì)把“精度”作為“精密度”的簡稱。 因此,與“”對應(yīng)的英譯文也有 high precision 和 high accuracy 兩種,使得“精度” 所表達(dá)的涵義就不確定了。為了避免混淆,“確度”詞已停止使用,改稱為“準(zhǔn)確 度”了,“精度”也就不應(yīng)再理解成它的簡稱了。丁 4 5 8 3 0 150環(huán) 7.5 1 甲乙丙三人的總成績都是 170 環(huán)、平均 8.5 環(huán),相對于“真值”靶心,三人成績的 偏倚量都是 8.5-10=-1.5,也就是說三者的系統(tǒng)誤差或正確度是相等的。但是他們的精 密度和準(zhǔn)確度并不*相同,甲的低分為 6 環(huán)、乙的低分為 7 環(huán)、丙的低分為 8 環(huán),即三人的誤差并不相等。而甲乙丙三人的標(biāo)準(zhǔn)差依次遞減,說明三者的隨機(jī)誤 差不相等,也就是甲的精密度差、乙次之、丙高(雖然甲射中 10 環(huán) 6 次、乙射中 3 計(jì)量器具的準(zhǔn)確度能夠反映被測對象的測量值偏離實(shí)際值(約定真值)的程度,測量 誤差既含了偏差量(隨機(jī)誤差),也含了偏移量(系統(tǒng)誤差);而精密度僅僅反映了隨 機(jī)誤差,并沒有括系統(tǒng)誤差在內(nèi)。因此“××秤”中的“精度”所表征的意義往 往是含混不清的,故而對于他人所稱謂的“精度”究竟是指“精密度”呢,還是“準(zhǔn)確 度”,甚至僅僅是“顯示分度值”,我們必須弄明白,不致誤解。更要警惕個(gè)別無良商家 有意濫用不規(guī)范的用語來誤導(dǎo)忽悠客戶。同時(shí),我們自己也不應(yīng)再盲目跟風(fēng),以免使人 確定不了所表達(dá)的真實(shí)含義。
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