准确表述“准确度”

2014-02-01 08:01徐文平
中国测试 2014年1期
关键词:量值测量误差规程

刘 庆,易 倩,徐文平

(中国测试技术研究院,四川 成都 610021)

0 引 言

“保障国家计量单位的统一和量值的准确可靠”是计量立法的宗旨,是社会主义现代化建设的计量保证,同时也体现了计量是国民经济的一项重要的技术基础。

准确可靠常常是用计量“误差”来度量的,而“准确度”则常用于表述计量仪器,评价测量结果优劣。因而,如何规范“准确度”的评定、表述、应用尤为重要。然而,在实践中,如标准、规程、规范等技术文件中,在计量仪器仪表的说明书或广告中,在检定/测试的证书/报告中以及在科技性的学术论文中,对于准确度的应用与表述比较混乱,让人难以理解,也无法正确的使用和评价。因此,有必要准确地评估和表述“准确度”这一概念。

1 “准确度”概念介绍

为了准确、全面、完整地评价、应用和表述“准确度”,有必要对“准确度”的相关概念做全面介绍。

1.1 测量准确度

简称准确度:测得值与其真值间的一致程度[1]。

1)概念。“测量准确度”不是一个量,不给出有数字的量值。当测量提供较小的测量误差时就说该测量是较准确的。

2)术语。“测量准确度”不应与“测量正确度”、“测量精密度”相混淆,尽管它与这两个概念有关。

1.2 测量仪器的准确度

测量仪器给出接近于真值的响应能力[2]。

准确度是定性的概念。

1.3 准确度等级

在规定工作条件下,符合规定的计量要求,使测量误差或仪器不确定度保持在规定极限内的测量仪器或者测量系统的等别或级别[3]。

1)准确度等级通常用约定的数字或符号表示。

2)准确度等级也适用于实物量具。

1.4 最大允许测量误差

简称最大允许误差,又称误差限。

对给定的测量,测量仪器或测量系统,由规范或规程所允许的,相对于已知参考量值的测量误差的极限值[4]。

1.5 准确度

测试结果与接受参照值间的一致程度[5-6]。

从上述定义中,应该明确以下4个概念:1)“准确度”是一个定性概念,一般采用“高、低”,“优、劣”等作为定性说明测量值或仪器响应能力,而不采用量值定量表述。2)“准确度”表述的是测得值或仪器响应值与“真值”的一致程度,而“真值”本身是一个未知量,我们所获得的值仅是一个接近真值的最佳值。3)一般表述仪器或者量具常用“准确度等级”这一概念,并通常用数字或符号表示。“准确度等级”虽与“准确度”有关,但并不等同于“准确度”。“准确度等级”通常由标准、规程、规定或由制造厂加以说明,其测量误差(如引用误差,不准确度,最大误差等)在某一值之内,即可认定为某一等 (order)或某一级(class)。它只是一个数值或符号而不是量值。如2.5级压力表虽然其引用误差≤2.5%,但2.5只是一个数,而2.5%是引用误差为量值。因此“准确度”可以用“准确度等级”来定性地描述,但它们是两个不同的概念。 4)实践中,不要把“准确度”、“正确度”、“精密度”等这些不同的概念混淆。虽然,准确度和正确度都是定性的概念,不是一个量,也不能用数值表示,不给出有数字的量值,但“准确度”表达一个测得值与其真值(参考值)的一致程度。而“正确度”却是多个测量所得值的平均值与参考量值间的一致程度。而我们通常所述“精密度”则是在规定条件下,对同一或类似被测对象重复测量所得示值或测得值之间的一致程度。并且通常用不精密程度以数字形式表示,如以标准偏差,方差或变异系数等表示。

2 有关文件中对“准确度”的表述现状

当我们查阅计量器具的产品标准、检定规程、产品说明书、产品广告时,会发现表述“准确度”五花八门。有等级,有引用误差“满度误差”,也有未说明是什么误差的一个量值等。其误差缩写也千奇百怪,无所不有,为了说明这一现象,现列举一些例证来说明。

2.1 明确准确度等级

如压力计0.01级、0.02级;二等标准铂电阻温度计;三等砝码F2等。

2.2 给出计量表述的误差

如空盒气压表检定装置准确度:0.01%;FS/0.4hPa;数字压力计准确度:压力±0.05%FS;电流测量准确度:±0.02%F.S;数字压力计电流准确度:±0.02%RDG+0.003%FS;电压准确度:±0.02%RDG+0.003%FS;校验仪交流电流测量准确度:0.05%RG;伺服压力校验台电流测量准确度:0.02%RD±0.001%F.S;电能质量分析仪电流准确度:±0.3%rdg±0.2%F.S等。

2.3 给出“准确度”误差的绝对误差值

精密湿度发生器,湿度准确度±1.5%RH;温度准确度:±0.1℃;引申计标定仪测量准确度:0.003mm;指示表检定仪测量准确度:10mm内≤0.8μm;三相交流仪校验装置相位测量准确度:0.05℃。

2.4 未指明误差是何种误差

系统校准:准确度:0.1%;活塞式压力计准确度:0.005%;0.01%;数字测温仪准确度:25 ppm;多功能标准源输出直流电压准确度:0.05%;精密空气电阻标准准确度:≤±2 ppm;交流电压分流器准确度:±25ppm;频率准确度:优于 1×10-7。

上述例证,仅关于“准确度”表述中不规范的较少部分,由于未做关于这些准确度的评估计算的调研考证,所以仅能从表述的角度可以看出:1)除了2.1以“准确度等级”表述之外,其他均把“准确度”这一定性概念做了定量表述,这是不恰当的。从例证看,尽管有相对误差(包括引用误差、相对偏差、满度误差),绝对误差,或未说明的定量表述。从误差角度看,其所表述的似乎应属于“最大误差”范畴。2)使用“缩略语”不规范且混乱。比如满刻度误差的表述有:FS、F.S、fs;还有 RD、RDG、RG、rdg、rd 这些含意不清的缩略语。更有甚者,使用了“ppm”来表述准确度,在JJF 1002——2010《国家计量检定规程编写规则》的附录 A[h]中明确规定不应使用“ppm”、“ppb”之类的缩略语代替数字。这一问题在GB/T1.1-2009《标准化工作导则》附录中也有明确说明。3)准确度的表述不规范是一个普遍存在的问题,涉及的领域多,范围广,是一个说不清、理还乱的老问题。综上所述,这里还需要强调一个问题:即通常所述误差,如测量不确定度、示值误差、允许误差等也同样是一个量值,其计量单位一般与相应的测量结果一致。而相对误差、引用误差、相对测量不确定度等同样是一个量值,只不过这时是单位为一的无量纲的单位,其符号为1,用1作为单位的量值,单位1通常不出现,而表达为一个“纯数”,并且单位1不能与词头构成它的倍数和分数单位,而是用10的幂,如103,10-6等,但可以用百分号(%)代替10-2来表示量值。

在实施中,最易出差错的是在以“%”表示量值时,错误地把它看做一个纯数而不是量值,如常见的空气相对湿度为55%,其准确度为1.5%RH,错误地表述为“55%RH”和“1.5%RH”这是不恰当的,因为GB 3100——1993《国家单位制及其应用》中6.1.3明确规定:“单位符号没有复数形式,符号上不得附加任何其他标记或符号。”将“RH”放在百分数的符号后面来表述相对湿度,在规程、规范及各种“教材”书籍中是一种常见的不恰当表述。

类似的问题,常见的还有表述满度引用误差,如5%FS、1%RSD、2%RDG 等。

3 结束语

测量误差的评估与表述,虽然不像法定计量单位那样,有法规保障其高度统一,全面实施。但它毕竟是计量领域的一项重要工作,一项基础工作。因此,计量主管部门应当关注这一基础性工作,组织制定一些实用的、规范的指导性、指南性文件,并积极宣传推广规范性文件,指导在各行各业中的广泛使用。

充分发挥和调动各计量学会、专业委员会的积极性和专业性,率先在各自领域宣传,推广,规范性使用。首先清理和规范相关标准、规程、规范文本中的不规范表述,其次是计量器具技术指标(参数)的规范,正确表述。特别是型式批准(评价)的计量器具,以避免在计量产品的质量检验、仲裁检定中造成困难。

[1] JJF 1001—2011中5.8通用计量术语及定义 测定准确度[S].北京:中国质检出版社,2011.

[2] JJF 1001—1998中7.18通用计量术语及定义 最大允许测量误差[S].北京:中国计量出版社,1998.

[3] JJF 1001—2011中7.26通用计量术语及定义 准确度等级[S].北京:中国质检出版社,2011.

[4] JJF 1001—2011中7.27通用计量术语及定义 测量仪器的准确度[S].北京:中国质检出版社,2011.

[5] GB/T 6379.1—2004测量方法与结果的准确度第一部分总则与定义[S].北京:中国标准出版社,2004.

[6] GB/T 3358.1—2009统计学词汇及符号第一部分 一般统计术语与用于概率词术语[S].北京:中国质检出版社,2009.

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