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[概念] 误差

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发表于 2017-9-1 10:07:57 | 显示全部楼层 |阅读模式

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示值误差和测量误差一样?有什么区别?
发表于 2017-9-1 10:36:06 | 显示全部楼层
JJF1001-2011:示值误差:测量仪器示值与对应输入量的参考量值之差;测量误差:测得的量值减去参考量值。我认为示值误差主要是针对测量仪器本身而言,而测量误差主要是针对测量过程而言。
发表于 2017-9-1 11:01:34 | 显示全部楼层
测量误差是测量结果和真值之间比较的。
比如一个电源表显为10V,但实际输出电压值为U(即真值),我们使用标准电压表接与电源两端,电压表显示为10.01V,那么此次测量的测量误差为10.01V-U。此时,电源表显的示值误差为10V-10.01V?
发表于 2017-9-1 13:57:46 | 显示全部楼层
本帖最后由 都成 于 2017-9-1 13:59 编辑

我们对误差、测量误差、示值误差及其相关概念的理解和使用确实有点混乱。测量误差和示值误差是两个不同的概念,在JJF 1001中各自有明确的定义。
首先明确误差的定义:
肖明耀老师编著的《实验误差估计与数据处理》中对误差给出了这样的定义:某量值的误差定义为该量的给出值(包括测量值、实验值、标称值、预置值、示值、计算近似值等要研究和给出的非真值)与客观真值之差,即
误差=给出值-真值
参照JF1001—2011,将真值用参考量值代替,可给出如下误差的定义:某量值的误差定义为该量的给出值(包括测得的量值、实验值、标称值、预置值、示值、计算近似值等要研究和给出的非参考量值)与参考量值之差,即
误差=给出值-参考量值
参照JF1001—2011,参考量值可简称参考值:用作与同类量的值进行比较的基础的量值。参考量值可以是被测量的真值,这种情况下它是未知的;也可以是约定量值,这种情况下它是已知的。
这里误差定义中的给出值包括范围更广,可以不是测量而是估计的值,因此,此误差的概念外延更大。测量误差仅仅是测得的量值减去参考量值这一种情况,将测量误差简称误差并作为误差的定义,包含的面并不够广泛。
其次看误差概念的两大主要用途
1. 用于测量结果的表述
对于测量结果(JF1001—2011中称为测得的量值),此时的误差应称为测量误差,定义为:测得的量值减去参考量值。这个定义仅为误差定义的第一种情况。JF1001—2011对测量误差给出了如下注释:
测量误差的概念在以下两种情况下均可使用:
①当涉及存在单个参考量值,如用测得值的测量不确定度可忽略的测量标准进行校准,或约定量值给定时,测量误差是已知的;
②假设被测量使用唯一的真值或范围可忽略的一组真值表征时,测量误差是未知的。

这两个注,其中①应该说的是测量仪器的校准(或检定),并不是测量,虽说校准是一种特殊的测量,准确地讲是可以获得被校仪器的示值误差,而不是什么测量误差,该示值误差被看作是校准工作的测量结果,这个特殊的测量结果是存在测量误差的,主要来源于注中所说的测量不确定度可忽略的测量标准,这种可忽略仅仅是相对于被校对象的最大允许误差而言,因此,被校仪器的示值误差的测量误差是客观存在的,同时它又是未知的,过去用极限误差表述,现在用不确定度来表述。注①的解释是不妥的,校准结果的测量误差仍然是未知的。就是对量具而言,通过校准(或检定)获得其量值,该值的误差也是未知的,同样,过去用极限误差表述,现在用不确定度来表述。注②没问题。
综上所述,对于测量领域,包括一般的测量、检测、科学试验等等,测量结果的测量误差其实都是未知的。例如对某个电阻的测量,水中钙离子含量的测量,生化方面的检测等等,所有这些只有测量结果(测得的量值),得不到所定义的测量误差,也就是测量的目的是为了获得被测量的量值,而不是为了获得测量误差,因为被测量的真值不知道,也就是只有测量误差的理论定义,而得不到测量误差的具体数值。在没有不确定度的概念和相关评定与表示方法之前,按照误差理论,可以根据所采用的测量方法和测量设备等,评估出测量结果的可能误差,可用标准偏差或极限误差来表示测量结果的质量。在引入测量不确定度的概念和相关评定与表示方法之后,同样根据所采用的测量方法和测量设备等,评估出测量结果的不确定度,用以表述测量结果的质量。测量不确定度就是测量结果可能误差的度量,相关评定与表示方法则是对原误差理论相关内容的规范和统一,也就是测量不确定度评定与表示是误差理论的发展,并成为误差理论的一部分。
测量误差是误差的其中一种情况,在众多文献中,特别是JF1001—2011中将测量误差简称误差是不妥当的,这在概念逻辑上是不通的。在没有测量不确定度概念之前,在一定的语境下将测量误差简称为误差是可以的,因为误差包括测量误差,过去所说的某量测得值的测量误差(误差)是多少,其实并不是说定义的测量误差,而是测得值的可能误差,一般用极限误差表示,这个极限误差的作用等同于目前的扩展不确定度。
2. 用于测量仪器的特性表述
在JF1001—2011中的7.27至7.32分别给出了用于表述测量仪器的特性的术语:最大允许测量误差,简称最大允许误差,又称误差限;基值测量误差,简称基值误差;零值误差;固有误差,又称基本误差;引用误差和示值误差。这里在顺序上将示值误差放在了最后,这在逻辑顺序上是不妥的,因为这些术语讲的都是示值误差,而不是测量误差,示值误差应该放在7.27之前,这些术语在JF1001—1998中,就是将示值误差放在了[测量仪器的]最大允许误差之前,也就是这里所说的误差都是用来表述测量仪器的示值误差,是示值误差的简称,因此,最大允许测量误差应该叫最大允许示值误差,可以简称最大允许误差,又称误差限;基值测量误差应该叫基值示值误差,简称基值误差。为什么叫基值示值误差而不是基值测量误差呢?对于量具来说,例如一台直流电阻箱,调定阻值为100,校准结果实际值是100.02,则其误差为-0.02,这个误差是指示值100与实际值100.02之差,符合示值误差的定义,而不符合测量误差(测得的量值减去参考量值)的定义,因此,不能称为基值测量误差,而是应称为基值示值误差,可简称基值误差;同样,对于显示式测量仪器,例如一台交流数字电压表校准其100V测量点,标准表的读数为100.02V,则其误差为-0.02V,这个误差是指示值100V与实际值100.02V之差,同样是符合示值误差的定义,而不符合测量误差的定义,因此,也不能称为基值测量误差。
在JJF1001—1998中的“第5章测量结果”中还给出了“相对误差”(测量误差除以被测量的真值。)的概念,由于测量误差和被测量的真值都是未知的,因此,此处的“相对误差”也是未知的。在JF1001—2011中删除了“相对误差”的概念。实际上,此概念应出现在JF1001—2011中的7.31之后,是针对测量仪器特性的,例如电能表、直流电阻器、绝缘电阻表等,都是按相对误差大小来划分等级的。此时“相对误差”可定义为:测量仪器或测量系统的示值误差除以参考值。通常测量仪器或测量系统的示值误差较小,参考值可用指示值代替。
 楼主| 发表于 2017-9-4 16:28:36 | 显示全部楼层
谢谢老师,学习了
发表于 2022-4-26 16:34:15 | 显示全部楼层
wrq51 发表于 2017-9-1 10:36
JJF1001-2011:示值误差:测量仪器示值与对应输入量的参考量值之差;测量误差:测得的量值减去参考量值。我 ...

我怎么觉得你说反了啊
发表于 2022-4-26 17:15:43 | 显示全部楼层

谢谢老师,学习了
发表于 2023-9-8 11:08:02 | 显示全部楼层
学习了 谢谢分享
发表于 2023-10-1 10:38:59 | 显示全部楼层
示值误差:测量仪器示值与对应输入量的参考量值之差;测量误差:测得的量值减去参考量值。我认为示值误差主要是针对测量仪器本身而言,而测量误差主要是针对测量过程而言。
发表于 2023-11-11 13:36:33 | 显示全部楼层
学习了,谢谢分享
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