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测量不确定度

Measurement Uncertainty

不确定度不是"误差"(误差是偏离真值的差,通常未知),而是"对测量结果可信程度的量化"。任何严肃的数据,都应带不确定度,而不是一个裸数字。

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不确定度 vs 误差

  • 误差:测量值减真值。真值往往不可知,所以误差通常不可知。
  • 不确定度:表征合理赋予被测量值的分散性,是一个区间(如 25.0 ± 0.3℃)。它回答"这个数有多可信"。

两类评定

  • A 类:用统计方法(重复测量、方差)评定。比如同一条件下测 10 次,用标准差估计。
  • B 类:用非统计信息(校准证书、技术规范、经验)评定。比如厂家给的精度指标、分辨率。

最终不确定度由各分量合成:u = √(u1² + u2² + ...),即"方和根"合成。

和"精度""误差"的关系

  • 厂家标的"精度 ±0.1%" 通常是一种 B 类不确定度来源。
  • "误差预算"(见核心概念/误差预算)就是把各不确定度分量拆开,看谁贡献最大。
  • 精度好 ≠ 不确定度小:安装、环境、标定引入的不确定度可能远大于传感器本身。

为什么必须带不确定度

  • 两个测量结果能否判定"有差异",要看差异是否大于各自不确定度合成的不确定度。差 0.2 但各自不确定度 0.3,则"无显著差异"。
  • 合规判定:实测值 + 不确定度 仍低于限值,才稳妥;接近限值时不确定度决定风险。

常见误区

  1. 只报读数不报不确定度,别人无法判断可信程度。
  2. 把厂家"精度"当唯一不确定度,忽略安装/环境分量。
  3. 以为重复测量"一致"就准——系统性偏差(B 类)重复测量发现不了。

不带不确定度的测量值,只是一个没有可信度标签的数字。严肃的数据,必须回答"我有多可信"。