误差精度与不确定度的区分
误差和不确定度的区别和联系
误差与不确定度的概念比较实验教学中关于误差和不确定度的区别和联系，是学生感到难以理解并准确掌握的概念之一，本文将对此比较总结如下。
1误差和不确定度的定义1.1 误差的概念 各被测量量在实验当时条件下均有不依人的意志为转移的真实大小，此值被称为被测量的真值。
即真值就是被测量量所具有的、客观的真实数值。
然而实际测量时，总是由具体的观测者，通过一定的测量方法，使用一定的测量仪器和在一定的测量环境中进行的。
由于受到观测者的操作和观察能力，测量方法的近似性，测量仪器的分辨力和准确性，测量环境的波动等因素的影响，其测量结果和客观的真值之间总有一定的差异。
测量结果与真值的差为测量值的误差，即测量值(x)-真值(a)=误差(ε)在实验中通常要处理的来源于测量值的误差有两类：偶然误差和系统误差。
对于偶然误差，有算术平均值作为被测量真值的最佳估计值，相应的误差有标准偏差s ，它的定义为 1)(12--=∑=n x x s n i i------------------------------(1)式中n 为测量值的个数。
对于算术平均值的标准偏差，用来表示算术平均值的偶然误差，表达式为 n s x s /)(=------------------------------------(2)二者的统计意义是，标准偏差小的测量值，其可靠性较高。
对于系统误差，不能用统计的方法评定不确定度，首先要对实验理论分析或对比分析之后，可以得知其系统误差的来源，并可采取一定的措施去削减系统误差。
例如由于天平左右臂长不完全相同导致的系统误差，可将物体放在天平左盘、右盘上各称一次取平均去消除，而对于单摆周期与振幅有关，缩小振幅可以减小此项系统误差，在测量要求更高时，可根据理论分析得出的修正公式去补正。
1.2 不确定度的概念 测量不确定度则是评定作为测量质量指标的此量值范围，即对测量结果残存误差的评估。
设测量值为x ，其测量不确定度为u ，则真值可能在量值范围(x-u ，x+u)之中，显然此量值范围越窄，即测量 不确定度越小，用测量值表示真值的可靠性就越高。
如何正确区分误差、不确定度、精密度、准确度、偏差、方差？
如何正确区分误差、不确定度、精密度、准确度、偏差、方差？在日常分析测试工作中，测量误差、测量不确定度、精密度、准确度、偏差、方差等是经常运用的术语，它直接关系到测量结果的可靠程度和量值的准确一致。
如何区分这些概念呢？一起来看看吧！传统的方法多是用精密度和准确度来衡量。
但是，通常说的准确度和误差只是一个定性的、理想化的概念，因为实际样品的真值是不知道的。
而精密度只是表示最终测定数据的重复性，不能真正衡量其测定的可靠程度。
作为一名分析测试人员，这些术语是应该搞清楚的概念，但这些概念互相联系又有区别，也常常使人不知所云。
在此略作论述，希望能引起大家讨论。
测量误差测量误差表示测量结果偏离真值的程度。
真值是一个理想的概念，严格意义上的真值是通过实际测量是不能得到的，因此误差也就不能够准确得到。
在实际误差评定过程中，常常以约定真值作为真值来使用，约定真值本身有可能存在误差，因而得到的只能是误差的估计值。
此外，误差本身的概念在实际应用过程中容易出现混乱和错误理解。
按照误差的定义，误差应是一个差值。
当测量结果大于真值时，误差为正，反之亦然。
误差在数轴上应该是一个点，但实际上不少情况下对测量结果的误差都是以一个区间来表示（从一定程度上也反映了误差定义的不合理），这实际上更像不确定度的范围，不符合误差的定义。
在实际工作中，产生误差的原因很多，如方法、仪器、试剂产生的误差，恒定的个人误差，恒定的环境误差，过失误差，可控制或未加控制的因素变动等。
由于系统误差和随机误差是两个性质不同的量，前者用标准偏差或其倍数表示，后者用可能产生的最大误差表示。
数学上无法解决两个不同性质的量之间的合成问题。
因此，长期以来误差的合成方法上一直无法统一。
这使得不同的测量结果之间缺乏可比性。
不确定度测量不确定度为“表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果想联系的参数”。
定义中的参数可能是标准偏差或置信区间宽度。
不确定度是建立在误差理论基础上的一个新概念，它表示由于测量误差的存在而对被测量值不能肯定的程度，是定量说明测量结果质量的重要参数。
测量仪器准确度、最大允许误差和不确定度辨析
测量仪器准确度、最大允许误差和不确定度辨析国家计量技术规范JJF1033—2001《计量标准考核规范》对所采用的计量标准器具、配套设备以及所开展的检定/校准项目的准确度指标，要求填写“不确定度或准确度等级或最大允许误差”；JJF1069—2000《法定计量检定机构考核规范》要求填写检定/校准“准确度等级或测量扩展不确定度”；实验室国家认可的校准项目则是填写“不确定度/准确度等级”。
以上几种表述方式，表面看来仅仅在文字上有所区别，而实际，在对不确定度如何表达的问题上，存在不同的理解和误区。
例如，JJF1033—2001对计量标准器具、配套设备不确定度的解释是“已知测量仪器或量具的示值误差，并且需要对测量结果进行修正时，填写示值误差的测量不确定度”；另JJF1033—2001对所开展的检定及校准项目不确定度的解释是“指用该计量标准检定或校准被测对象所给出的测量结果不确定度，其中不应包括由被测对象所引入的不确定度分量”（见JJF1033—2001国家统一宣贯教材《计量标准考核规范实施指南》，中国计量出版社）。
对仪器的不确定度，在同一规范中，已有不同的理解，在其它规范中的含义也各有区别，还有不少专家提出用不确定度表示测量仪器的特性，根本就是不合适。
为了对表述测量仪器的准确度指标有统一和清晰的理解，对仪器准确度等级、最大允许误差和不确定度的意义和内在联系进行分析和探讨，是十分必要的。
一、准确度等级是用符号表示的准确度档次测量仪器准确度是定性概念。
这个问题在JJF1001—1998《通用计量术语及定义》，JJF1059—1999《测量不确定度的评定与表示》，BIPM、ISO等7个国际计量组织1993年颁布的《国际基本和通用计量名词术语》（VIM）、ISO等7个国际组织于1993年正式颁布《测量不确定度表示指南》（GUM）已有明确的解释。
JJF1033—2001《计量标准考核规范》也已将JJF1033—1992中对计量标准准确度赋予一个定量计算公式的规定作出修订，以测量结果不确定度取代。
误差、精确度、不确定度、估读、有效数字V2
误差、精确度、不确定度、估读、有效数字广州番禺王耀强1、误差系统误差：仪器误差△仪、方法误差等。
随机误差：可以采取多次测量，以算术平均值代表真值的方法减小随机误差。
随机误差常用标准偏差来衡量。
过失误差：操作错误所致2、精确度与准确度、精密度准确度是多次测量时，平均值与真值之间的差距。
精密度是数据的一致性，体现出数据分布的分散性（集中性）。
精确度是准确度和精密度的综合。
形象的理解见下图的射击分布：一般来说，仪器的精密度越高，精确度也越高，仪器误差△仪越小。
精确度、仪器误差尽管与分度值的大小有关，但并不等同于分度值的大小。
比如，两个分度值相同的不同型号电流表，它们的精确度、仪器误差△仪未必相同。
不同仪器的允许误差（极限误差）数值的确定依据不同。
有的看仪器上标示的精确度等级（电流表等仪表），有的看感量（天平），有的看分度值（刻度尺、螺旋测微器），要不就查阅说明书等等。
3、不确定度：由于测量数据的真值是不可知的，所以误差也是不可得的，只能通过统计等方法进行估算。
不确定度是对测量结果的评定，表征测量结果的分散性，在一定置信概率内，真值的分布区间大小。
测量结果以平均值表示，也就是评定这个平均值代表真值的信度。
不确定度虽然需综合系统、随机误差的考量，但不等同于误差。
（1）A类不确定度uA ：取平均值的样本标准偏差，uu AA xxσσxx1ii2nn。
其中，xx是平均值，σσxx是测量值的样本标准偏差，σσxx是平均值的样本标准偏差。
：常取为 u BB=∆仪√3。
其中，△仪为仪器误差。
B类不确定度uB总不确定度U=�uu AA2+uu BB2。
不确定度的数值一般只取一位（有时会是两位）有效数字。
（2）一次直接测量时，数据的不确定度只是B类不确定度uB（3）多次直接测量时，不确定度U=�uu AA2+uu BB2理论上，测量次数越多就越好。
但是，一般多于10次后，不确定度的变化已经不大，而趋于恒值了。
所以一般来说，只需测量5至10次就足够了。
误差、允差、准确度与不确定度
7
置信水3 准如何理解测量不确定度？
置 信
区
定义的注（1）指出:测量不确定度是“间
说明了置信水准的区间的半宽度”。也就是说
，测量不确定度需要用两个数来表示：一个是
测量不确定度的大小，即包含区间半宽；另一
个是包含概率（或置信概率、置信水准），表
明测量结果落在该区间有多大把握。
例如：身高为1.8m或加或减0.1m，包含概率为 95％。则该结果可以表示为：
一、误差、允差、准确度与不确定度
（一）测量误差、准确度与不确定度 （二）示值误差、允差与不确定度
2010-5-24
3
（一）测量误差、准确度与不确定度
1、用不确定度评定来代替误差评定的原因
用传统方法对测量结果进行误差评定主要遇到两方面的问题 ：
（1）逻辑概念
真值无法得到，因此严格意义上的误差也无法得到，能得 到的只是误差的估计值。误差的概念只能用于已知约定真值的 情况。
2010-5-24
9
真值
正确度高, 但精密度低
随机误差大 系统误差大
精密度高, 但正确度低
准确度高!
2•010-5-24
图1.1 正确度、精密度与准确度
10
5
有限次数测量平均值(总 体均值的一个无偏估计)
总体均值
总体概率分布的期望
样本
均值
真值 测得值
误差
vi = yi − y
残差
单次测量值
测得值概率 分布曲线
10
续表1.1 测量误差与不确定度的主要区别
序含 号义
测量误差
测量不确定度
测量误差用来定量表示测量 结果与真值的偏离大小。
测量不确定度用来定量表示测量结 果的可信程度。
浅谈测量仪器仪表不确定度与误差的区别
浅谈测量仪器仪表不确定度与误差的区别测量不确定度和误差是计量学中研究的基本命题，也是计量测试人员经常运用的重要概念之一。
它直接关系着测量结果的可靠程度和量值传递的准确一致。
然而很多人由于概念不清，很容易将二者混淆或误用，本文结合学习《测量不确定度评定与表示》的体会，着重谈谈二者之间的不同之处。
首先要明确的是测量不确定度与误差二者之间概念上的差异。
测量不确定度表征被测量的真值所处量值范围的评定。
它按某一置信概率给出真值可能落入的区间。
它可以是标准差或其倍数，或是说明了置信水准的区间的半宽。
它不是具体的真误差，它只是以参数形式定量表示了无法修正的那部分误差范围。
它来源于偶然效应和系统效应的不完善修正，是用于表征合理赋予的被测量值的分散性参数。
不确定度按其获得方法分为A、B两类评定分量。
A类评定分量是通过观测列统计分析作出的不确定度评定，B类评定分量是依据经验或其他信息进行估计，并假定存在近似的“标准偏差”所表征的不确定度分量。
误差多数情况下是指测量误差，它的传统定义是测量结果与被测量真值之差。
通常可分为两类：系统误差和偶然误差。
误差是客观存在的，它应该是一个确定的值，但由于在绝大多数情况下，真值是不知道的，所以真误差也无法准确知道。
我们只是在特定的条件下寻求最佳的真值近似值，并称之为约定真值。
通过对概念的理解，我们可以看出测量不确定度与测量误差的主要有以下几方面区别：一.评定目的的区别：测量不确定度为的是表明被测量值的分散性；测量误差为的是表明测量结果偏离真值的程度。
二.评定结果的区别：测量不确定度是无符号的参数，用标准差或标准差的倍数或置信区间的半宽表示，由人们根据实验、资料、经验等信息进行评定，可以通过A，B两类评定方法定量确定；测量误差为有正号或负号的量值，其值为测量结果减去被测量的真值，由于真值未知，往往不能准确得到，当用约定真值代替真值时，只可得到其估计值。
三.影响因素的区别：测量不确定度由人们经过分析和评定得到，因而与人们对被测量、影响量及测量过程的认识有关；测量误差是客观存在的，不受外界因素的影响，不以人的认识程度而改变；因此，在进行不确定度分析时，应充分考虑各种影响因素，并对不确定度的评定加以验证。
测量误差与不确定度的区别
文 献 标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１７ ４ ５ （０ ０ ０ —０ ３ ０ ６ ２— ５ ０ ２ １ ）２ ０ ０— ４ 中 图 分 类 号 ：Ｔ ９ Ｂ
Ｄｉ ｅ ｅ ｃ ｔ ｅ ｃ ｒ ａ ｎ ｙ ａ ｄ Ｅｒ ｏ ｎ Ｍ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｔ ｆ ｒ ｎ ｅ Ｂｅ ｗｅ ｎ Ｕｎ ｅ ｔ ｉ ｔ ｎ ｒ ｒ ｉ ａｕ ｅ ｎｓ
ｓ ｉ ｅｗ ｅ ｈ ｎ ｅ ａｎ ｙａ ｄ ｅＴ ｒ ｈ ｐ ｂ ｔ ｅ ｎ ｔｅ ｕ ｃ ｒ ｉ ｔ ｎ ｌｏ ．Ｏｎ ｓ ｅ ａｎ ｈ ａ ｉ ｇｏ ｎ ｅｔ ｉｔ ｎ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｙ ｕ ｉ ｇ ａｓｍｐ ｅ ｅ ａ ｌ．Ｔ ｉ － ｔ ｅ ａ ｃ ｒ ｉｓｔ ｅ ｍｅ ｎ ｎ ｆ ｃ ｒ ｎｙ ｉ ａ ｕ ｅ ｎ ｓｂ ｓｎ ｉ ｌ ｘ ｍｐｅ ｈ ｓｒ ｔ ｕ ａ ｅ ｓ ｌ ｈ ｓａ ｓｇ ｉ ｃ ｎ ｏｅ ｉ ｏ ｕａ ｉｉ ｇｔ ｅ ｋ ｏ ｌｄ ｅ ｏ ａ ｕｉ ｇ ｕ ｃ ｒ ｉ ｔ． ｕ ｔ ａ ｉｎ ｆ ａ ｔｒ ｌ ｎ ｐ ｐ ｌ ｒ ｎ ｈ ｎ ｗ ｅ ｇ ｆｍｅ ｒ ｎ ｅ ａｎ ｙ ｉ ｚ ｓ ｎ ｔ Ｋ ｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｒｏ ；ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔｕ ｃ ｒ ｎ ｙ ｅａ ｏ ｓ ｉ ｄ ｅ ｅ ｃ ａ ｕ ｅ ｎ ｒｒ ｅ ａ ｕ ｅ ｎ ｎ ｅ ｔ ｔ ；ｒ ｌｔ ｎ ｈｐ； ｉ ｒ ｎ ｅ ｉ ａ ｉ ｆ
】 引 言
在 高校 的实验教 学 中经常要 对测 量数据 进行 分 析 ，分析 误差来 源判 断其测 量 的准确性 。在 不确定
度概 念推广 之前 ，最 常用 的实验 数据用 误差 大小来 表示 。 由于误 差 的定 义 及 计 算 有 很 多 不 完 善 的地 方 ，为 了进 行 国 际 问交 流 和 科 研 成 果 推 广 ，１ ７ ９８ 年 国际计量局 提 出 了实验 不确 定度 表示 建 议 书 Ｉ Ｃ Ｎ
误差-准确度-精密度和不确定度的定义以及它们之间的关系
误差\准确度\精密度和不确定度的定义以及它们之间的关系在产品质量检验的实际工作中，时常会遇到误差值、准确度、精确度和不确定度问题。
特别是一次性的检验活动中，如食品、酒类样品的分析；建筑材料（水泥、砖、钢筋）的检验；轻纺产品的检测等等，都离不开这些定义的运用与归纳。
因此，作为检验、检测的技术机构应充分掌握和理解它们之间的关系，并在实际检验工作中运用好准确度与误差值、精密度和不确定度之间的关系。
对正确判定检验结论有很大的帮助。
1误差的定义误差是指测定的数值或其他近似值与真值的差。
例如：以0. 33代替1/3，其绝对误差就是1/300；相对误差就是l%。
2准确度的定义准确度是指测量值与真实值之间相符合的程度。
准确度的高低常以误差的大小来衡量。
即误差越小，准确度越高；误差越大，准确度越低。
为了说明一些仪器测量的准确度，常用绝对误差来表示。
如：分析天平的称量误差是±0.0002g；常量滴定管的读数误差是±0. 01ml等等。
3精密度的定义精密度是指在相同条件下，n次重复测量结果彼此相符合的程度。
精密度的大小，常用偏差表示，偏差越小，说明精密度越高。
为能准确衡量精密度，一般用标准偏差来表示。
其数学公式为：样本标准偏差S= [∑(Xi - X)2/（n-1）] 。
4不确定度的定义在《国际计量学基本和通用术语词汇表》中不确定度的定义为：表征合理地赋予被测量之值的分散性与测量结果相联系的参数。
在实际工作中，结果的不确定度，可能有很多来源。
如定义不完整，取样、基体效应和干扰，环境条件，质量和容量仪器的不确定度，参考值，测量方法和程序中的估计和假定以及随机变化等。
例如，对二等铂铑10 ——铂热电偶标准装置不确定度的评定，当在800℃点时，校准证书上表明，修正值为0.6℃，测得的平均值是800. 2℃，则实际结果为：t= 800.2℃+0. 6℃=800.80℃，其中不确定度U95=1.5℃（置信概率95%时，则KP =2）。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
作为计量人员，误差、精度与不确定度是应该搞清楚的概念，但这些概念互相联系又有区别，也常常使人不知所芸。
在此略作论述，希望能引起大家讨论。
一、误差的基本概念：
1.误差的定义：
误差＝测得值－真值；
因此，误差是一个值，数学上就是坐标轴上的一个点，是具有正负号的一个数值。
2.误差的表示方法：
2.1 绝对误差：
绝对误差＝测量值－真值（约定真值）
在检定工作中，常用高一等级准确度的标准作为真值而获得绝对误差。
如：用一等活塞压力计校准二等活塞压力计，一等活塞压力计示值为
100.5N/cm2，二等活塞压力计示值为100.2N/cm2，则二等活塞压力计的测量误差为-0.3N/cm2。
2.2 相对误差：
相对误差＝绝对误差/真值X100％
相对误差没有单位，但有正负。
如：用一等标准水银温度计校准二等标准水银温度计，一等标准水银温度计测得20.2℃，二等标准水银温度计测得20.3℃，则二等标准水银温度计的相对误差为0.5%。
2.3 引用误差：
引用误差＝示值误差/测量范围上限（或指定值）X100％引用误差是一种简化和实用方便的仪器仪表示值的相对误差。
如测量范围上限为3000N的工作测力计，在校准示值2400N处的示值为2392.8N，则其引用误差为-0.3%。
3.误差的分类：
3.1 系统误差：在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结
果的平均值与被测量的真值之差。
3.2 随机误差：测量结果与在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差。
3.3 粗大误差：超出在规定条件下预期的误差。
二、精度：
1.精度细分为：准确度：系统误差对测量结果的影响。
精密度：随机误差对测量结果的影响。
精确度：系统误差和随机误差综合后对测量结果的影响。
精度是误差理论中的说法，与测量不确定度是不同的概念，在误差理论中，精度定量的特征可用目前的测量不确定度（对测量结果而言）和极限误差（对测量仪器仪表）来表示。
对测量而言，精密度高的准确度不一定高，准确度高的精密度不一定高，但精确度高的准确度与精密度都高，精度是精确度的简称。
目前，不提倡精度的说法。
三、测量不确定度：
1．定义：表征合理地赋予被测量之值地分散性，与测量结果相联系地参数。
（1）此参数可以是诸如标准差或其倍数，或说明了置信水准的区间的半宽度。
（2）测量不确定度由多个分量组成。
其中一些分量可用测量列结果的统计分布估算，并用实验标准差表征。
另一些分量则可用基于经验或其他信息的假定概率分布估算，也可用标准偏差表征。
（3）测量结果应理解为被测量之值的最佳估计，而所有的不确定度分量均贡献给了分散性，包括那些由系统效应引起的（如，与修正值和参考测量标准有关的）分量。
由此可以看出，测量不确定度与误差，精度在定义上是不同的。
因此，其概念上的差异也造成评价方法上的不同。
四、测量误差和测量不确定度的主要区别
1.定义上的区别：误差表示数轴上的一个点，不确定度表示数轴上的一个
区间；
2.评价方法上的区别：误差按系统误差与随机误差评价，不确定度按A类B类评价；
3.概念上的区别：系统误差与随机误差是理想化的概念，不确定度只是使用估计值；
4.表示方法的区别：误差不能以±的形式出现，不确定度只能以±的形式出现；
5.合成方法的区别：误差以代数相加的方法合成，不确定度以方和根的方法合成；
6.测量结果的区别：误差可以直接修正测量结果，不确定度不能修正测量结果；误差按其定义，只和真值有关，不确定度和影响测量的因素有关；
7.得到方法的区别：误差是通过测量得到的，不确定度是通过评定得到的；
8.操作方法的区别：系统误差与随机误差难于操作，不确定评定易于操作；
误差与测量不确定度是相互关联的，就是说，测量误差也包含不确定度，反之，评定得到的不确定度也还是有误差。
精度是按照误差的分类进行评价的，但在误差合成的方法上与测量不确定度是不同的，系统误差按照代数和合成，随机误差按方和根法合成，而系统误差与随机误差的合成则有按标准差合成的，有按极限误差合成的。
因此，其合成的方法并不统一。
目前，在测量领域，国际上通用的是测量不确定度方法，精度的说法目前已经不再使用。