测量误差和测量不确定度的关系如下:
(a) 测量误差和测量不确定度是两个完全不同而又相互有联系的概念,它们相互之间并不排斥,相反测量不确定度理论是误差理论的进一步发展;
(b) 测量误差和测量不确定度的概念是不同的,因此不能混用和误用。应该根据测量误差和不确定度的定义来加以判断,该用误差的地方就用误差,该用不确定度的地方就用不确定度;
(c) 测量误差仅与测量结果及被测量的真值(或约定真值)有关。对同一被测量,不管测量仪器、测量方法、测量条件如何,相同测量结果的误差是相同的;
(d) 在重复条件下进行多次重复测量,得到的测量结果一般是不同的,因此它们的测量误差也是不同的;
(e) 测量不确定度和测量仪器、测量方法、测量条件有关,而与测量结果无关;在重复条件下进行测量时,不同测量结果的不确定度是相同的,但它们的误差肯定是不同的;
(f) 知道了测量误差后,可以对测量结果进行修正,得到已修正的测量结果,而不确定度是不能用来对测量结果进行修正的。
测量误差和测量不确定度的主要区别如下表:
序号 |
测量误差 |
测量不确定度 |
1 |
测量结果减去被测量的真值,有正有负 |
用标准差或其倍数(置信区间的半宽度)表示的测量结果分散性,恒为正值 |
2 |
表示测量结果偏离真值的大小 |
表示测量结果不能肯定的程度 |
3 |
客观存在,不以人的认识程度改变 |
与人们对被测量及测量过程(包括资源、活动、影响量)的认识有关 |
4 |
由于真值未知,故误差不能准确得到,用约定真值代替真值可以得到其估计值;对不同性质的误差须分别处理和合成 |
根据可获得的信息,或用统计方法或用其他的方法来评定测量不确定度分量的大小;有合成不确定度的方法 |
5 |
按性质分为随机误差和系统误差,都是理想概念,对它们分别进行统计分析 |
不必区分性质。必要时可表述为随机或系统影响引入的不确定度分量 |
6 |
已知系统误差的估计值,可对测量结果进行修正,得到已修正的测量结果 |
不能用不确定度修正测量结果,在对已修正测量结果评定中,应考虑修正不完善而引入的不确定度 |
7 |
待修正而尚未修正的误差,应在测量结果中予以单独说明;除此之外,其他误差只在测量结果的不确定度来源中予以出现 |
完整的测量结果必须合理给出测量不确定度的大小 |
误差、随机误差、系统误差的关系如下图所示,即误差=随机误差+系统误差,而测量不确定度是与测量结果相关联的参数,表征合理赋予被测量值的分散性。
图1 误差、随机误差、系统误差的关系图