劉 慶,易 倩,徐文平
(中國測試技術(shù)研究院,四川 成都 610021)
“保障國家計量單位的統(tǒng)一和量值的準確可靠”是計量立法的宗旨,是社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的計量保證,同時也體現(xiàn)了計量是國民經(jīng)濟的一項重要的技術(shù)基礎(chǔ)。
準確可靠常常是用計量“誤差”來度量的,而“準確度”則常用于表述計量儀器,評價測量結(jié)果優(yōu)劣。因而,如何規(guī)范“準確度”的評定、表述、應(yīng)用尤為重要。然而,在實踐中,如標準、規(guī)程、規(guī)范等技術(shù)文件中,在計量儀器儀表的說明書或廣告中,在檢定/測試的證書/報告中以及在科技性的學(xué)術(shù)論文中,對于準確度的應(yīng)用與表述比較混亂,讓人難以理解,也無法正確的使用和評價。因此,有必要準確地評估和表述“準確度”這一概念。
為了準確、全面、完整地評價、應(yīng)用和表述“準確度”,有必要對“準確度”的相關(guān)概念做全面介紹。
簡稱準確度:測得值與其真值間的一致程度[1]。
1)概念。“測量準確度”不是一個量,不給出有數(shù)字的量值。當測量提供較小的測量誤差時就說該測量是較準確的。
2)術(shù)語?!皽y量準確度”不應(yīng)與“測量正確度”、“測量精密度”相混淆,盡管它與這兩個概念有關(guān)。
測量儀器給出接近于真值的響應(yīng)能力[2]。
準確度是定性的概念。
在規(guī)定工作條件下,符合規(guī)定的計量要求,使測量誤差或儀器不確定度保持在規(guī)定極限內(nèi)的測量儀器或者測量系統(tǒng)的等別或級別[3]。
1)準確度等級通常用約定的數(shù)字或符號表示。
2)準確度等級也適用于實物量具。
簡稱最大允許誤差,又稱誤差限。
對給定的測量,測量儀器或測量系統(tǒng),由規(guī)范或規(guī)程所允許的,相對于已知參考量值的測量誤差的極限值[4]。
測試結(jié)果與接受參照值間的一致程度[5-6]。
從上述定義中,應(yīng)該明確以下4個概念:1)“準確度”是一個定性概念,一般采用“高、低”,“優(yōu)、劣”等作為定性說明測量值或儀器響應(yīng)能力,而不采用量值定量表述。2)“準確度”表述的是測得值或儀器響應(yīng)值與“真值”的一致程度,而“真值”本身是一個未知量,我們所獲得的值僅是一個接近真值的最佳值。3)一般表述儀器或者量具常用“準確度等級”這一概念,并通常用數(shù)字或符號表示?!皽蚀_度等級”雖與“準確度”有關(guān),但并不等同于“準確度”?!皽蚀_度等級”通常由標準、規(guī)程、規(guī)定或由制造廠加以說明,其測量誤差(如引用誤差,不準確度,最大誤差等)在某一值之內(nèi),即可認定為某一等 (order)或某一級(class)。它只是一個數(shù)值或符號而不是量值。如2.5級壓力表雖然其引用誤差≤2.5%,但2.5只是一個數(shù),而2.5%是引用誤差為量值。因此“準確度”可以用“準確度等級”來定性地描述,但它們是兩個不同的概念。 4)實踐中,不要把“準確度”、“正確度”、“精密度”等這些不同的概念混淆。雖然,準確度和正確度都是定性的概念,不是一個量,也不能用數(shù)值表示,不給出有數(shù)字的量值,但“準確度”表達一個測得值與其真值(參考值)的一致程度。而“正確度”卻是多個測量所得值的平均值與參考量值間的一致程度。而我們通常所述“精密度”則是在規(guī)定條件下,對同一或類似被測對象重復(fù)測量所得示值或測得值之間的一致程度。并且通常用不精密程度以數(shù)字形式表示,如以標準偏差,方差或變異系數(shù)等表示。
當我們查閱計量器具的產(chǎn)品標準、檢定規(guī)程、產(chǎn)品說明書、產(chǎn)品廣告時,會發(fā)現(xiàn)表述“準確度”五花八門。有等級,有引用誤差“滿度誤差”,也有未說明是什么誤差的一個量值等。其誤差縮寫也千奇百怪,無所不有,為了說明這一現(xiàn)象,現(xiàn)列舉一些例證來說明。
如壓力計0.01級、0.02級;二等標準鉑電阻溫度計;三等砝碼F2等。
如空盒氣壓表檢定裝置準確度:0.01%;FS/0.4hPa;數(shù)字壓力計準確度:壓力±0.05%FS;電流測量準確度:±0.02%F.S;數(shù)字壓力計電流準確度:±0.02%RDG+0.003%FS;電壓準確度:±0.02%RDG+0.003%FS;校驗儀交流電流測量準確度:0.05%RG;伺服壓力校驗臺電流測量準確度:0.02%RD±0.001%F.S;電能質(zhì)量分析儀電流準確度:±0.3%rdg±0.2%F.S等。
精密濕度發(fā)生器,濕度準確度±1.5%RH;溫度準確度:±0.1℃;引申計標定儀測量準確度:0.003mm;指示表檢定儀測量準確度:10mm內(nèi)≤0.8μm;三相交流儀校驗裝置相位測量準確度:0.05℃。
系統(tǒng)校準:準確度:0.1%;活塞式壓力計準確度:0.005%;0.01%;數(shù)字測溫儀準確度:25 ppm;多功能標準源輸出直流電壓準確度:0.05%;精密空氣電阻標準準確度:≤±2 ppm;交流電壓分流器準確度:±25ppm;頻率準確度:優(yōu)于 1×10-7。
上述例證,僅關(guān)于“準確度”表述中不規(guī)范的較少部分,由于未做關(guān)于這些準確度的評估計算的調(diào)研考證,所以僅能從表述的角度可以看出:1)除了2.1以“準確度等級”表述之外,其他均把“準確度”這一定性概念做了定量表述,這是不恰當?shù)?。從例證看,盡管有相對誤差(包括引用誤差、相對偏差、滿度誤差),絕對誤差,或未說明的定量表述。從誤差角度看,其所表述的似乎應(yīng)屬于“最大誤差”范疇。2)使用“縮略語”不規(guī)范且混亂。比如滿刻度誤差的表述有:FS、F.S、fs;還有 RD、RDG、RG、rdg、rd 這些含意不清的縮略語。更有甚者,使用了“ppm”來表述準確度,在JJF 1002——2010《國家計量檢定規(guī)程編寫規(guī)則》的附錄 A[h]中明確規(guī)定不應(yīng)使用“ppm”、“ppb”之類的縮略語代替數(shù)字。這一問題在GB/T1.1-2009《標準化工作導(dǎo)則》附錄中也有明確說明。3)準確度的表述不規(guī)范是一個普遍存在的問題,涉及的領(lǐng)域多,范圍廣,是一個說不清、理還亂的老問題。綜上所述,這里還需要強調(diào)一個問題:即通常所述誤差,如測量不確定度、示值誤差、允許誤差等也同樣是一個量值,其計量單位一般與相應(yīng)的測量結(jié)果一致。而相對誤差、引用誤差、相對測量不確定度等同樣是一個量值,只不過這時是單位為一的無量綱的單位,其符號為1,用1作為單位的量值,單位1通常不出現(xiàn),而表達為一個“純數(shù)”,并且單位1不能與詞頭構(gòu)成它的倍數(shù)和分數(shù)單位,而是用10的冪,如103,10-6等,但可以用百分號(%)代替10-2來表示量值。
在實施中,最易出差錯的是在以“%”表示量值時,錯誤地把它看做一個純數(shù)而不是量值,如常見的空氣相對濕度為55%,其準確度為1.5%RH,錯誤地表述為“55%RH”和“1.5%RH”這是不恰當?shù)?,因為GB 3100——1993《國家單位制及其應(yīng)用》中6.1.3明確規(guī)定:“單位符號沒有復(fù)數(shù)形式,符號上不得附加任何其他標記或符號?!睂ⅰ癛H”放在百分數(shù)的符號后面來表述相對濕度,在規(guī)程、規(guī)范及各種“教材”書籍中是一種常見的不恰當表述。
類似的問題,常見的還有表述滿度引用誤差,如5%FS、1%RSD、2%RDG 等。
測量誤差的評估與表述,雖然不像法定計量單位那樣,有法規(guī)保障其高度統(tǒng)一,全面實施。但它畢竟是計量領(lǐng)域的一項重要工作,一項基礎(chǔ)工作。因此,計量主管部門應(yīng)當關(guān)注這一基礎(chǔ)性工作,組織制定一些實用的、規(guī)范的指導(dǎo)性、指南性文件,并積極宣傳推廣規(guī)范性文件,指導(dǎo)在各行各業(yè)中的廣泛使用。
充分發(fā)揮和調(diào)動各計量學(xué)會、專業(yè)委員會的積極性和專業(yè)性,率先在各自領(lǐng)域宣傳,推廣,規(guī)范性使用。首先清理和規(guī)范相關(guān)標準、規(guī)程、規(guī)范文本中的不規(guī)范表述,其次是計量器具技術(shù)指標(參數(shù))的規(guī)范,正確表述。特別是型式批準(評價)的計量器具,以避免在計量產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗、仲裁檢定中造成困難。
[1] JJF 1001—2011中5.8通用計量術(shù)語及定義 測定準確度[S].北京:中國質(zhì)檢出版社,2011.
[2] JJF 1001—1998中7.18通用計量術(shù)語及定義 最大允許測量誤差[S].北京:中國計量出版社,1998.
[3] JJF 1001—2011中7.26通用計量術(shù)語及定義 準確度等級[S].北京:中國質(zhì)檢出版社,2011.
[4] JJF 1001—2011中7.27通用計量術(shù)語及定義 測量儀器的準確度[S].北京:中國質(zhì)檢出版社,2011.
[5] GB/T 6379.1—2004測量方法與結(jié)果的準確度第一部分總則與定義[S].北京:中國標準出版社,2004.
[6] GB/T 3358.1—2009統(tǒng)計學(xué)詞匯及符號第一部分 一般統(tǒng)計術(shù)語與用于概率詞術(shù)語[S].北京:中國質(zhì)檢出版社,2009.