1:误差和不确定度的概念
误差和不确定度这两个概念的目的都是为了寻求更恰当、准确地表达由实验和测量得到的结果所测量的实际情况的方法。
误差是测量值和被测量真值的差。 误差=测量值-真值。
不确定度是被测量值可能出现的范围。
2:误差与不确定度的联系
误差和不确定度都是由同一因素造成的。 是随机效应系统效应。
随机效应:由意想不到的变化或影响量随时间和空间的变化引起的。
它引起了测量的重复观测值的变化。
这个效果的影响不能通过修正来补偿,但是可以通过增加观测次数来降低。
其期望值为零。
系统效应:是由固定不变或按照确定规律变化的因素引起的。
由于人类认识不足,无法正确知道其数值,也无法完全清除。
但是,通常可以做得很小,系统效果带来的影响有可以认识的,也有未知的。
如果已知影响是定量给出的,且其大小对测量所需的精度有意义,则可以用估计的校正值或校正系数来校正结果。
由于随机效应和系统效应的存在,测量的真实值不明确,每个测量结果都有一定的不确定性,从而导致误差和不确定度的产生。
3:误差与不确定度的差异
区别1 :
误差相对于测量的真实值是相对的,是测量结果和真实值的差,由于真实值的不可用性,实际上误差也只是一个理想的概念,无法得到正确的值。
不确定度以测量结果本身为对象
其含义不是“与真值之差”、“误差限度”、“极限误差”,而是表示被测量值可能出现的范围,以至于由于随机影响和系统影响的存在而无法肯定测量结果。 这是以测量结果为中心,由标准偏差或其倍数、或某置信区间的半值宽度决定的测量值的范围。 使真值以一定的概率收敛在其中。
因此,这是测量结果的量化属性。
区别2 :
误差和不确定度的分类方法完全不同。
误差根据其性质可以分为随机误差和系统误差两类。
随机误差:测量结果与在再现性条件下无限次测量相同量的结果的平均值之差。
随机误差可能是随机影响造成的。
请注意,观察列平均值的实验标准差不是平均值的随机误差,而是随机影响引起的平均值的不确定度,这些效果引起的平均值的随机误差并不准确。
系统误差:在重复相同的被测条件下无限次测量的结果的平均值与被测真值之差。 系统误差是由已知的系统影响和未知的系统影响产生的,可以通过修改已知的系统影响来减小,但不能为零。
另外,修正值和修正系数的不完备也会导致测量结果的不确定度,但不是因为系统的影响补偿不充分而产生的误差。
不确定度根据分量评定方法分为a类和b类。
但是,它不是“随机”和“系统”的代名词。
a类或b类评估方法得到已知系统影响修正值的不确定度,随机影响的不确定度计算也是如此。 这两种评定方法都基于概率分布,所得分量本质上没有差别。 在实际应用中,没有必要将a类、b类与随机或系统对应起来。
区别3 :
误差取符号,是正还是负。
不确定度总是正值。 由方差得到时,取其正平方根。
4个差异:
不确定度是由于随机影响和对系统影响结果的不完全修正而产生的。
在计算测量结果的不确定度时,没有考虑未被识别的系统的影响,但这种影响会导致误差。
因此,即使计算出的不确定度小,也不能保证测量结果的误差小。
或者,测量结果的不确定度并不一定是测量结果接近被测量值的指示值,而是接近与现在可以利用的知识相符的最佳值程度的近似性估计。
不确定度不能用于显示测量结果和真值的差异,但可以用于测量结果之间的比较。 不确定度越小,测量结果的质量越高。
当测量中未忽略明显的系统影响时,测量结果被认为是被测值的可靠估计值,其合成标准的不确定度被认为是可能误差的可靠测量值。