修正值等于负的系统误差,也就是说,加上某个修正值就像扣掉某个系统误差,其效果是一样的。即:
真值=测量结果+修正值=测量结果-误差
需要强调指出的是:系统误差可以用适当的修正值来估计并予以补偿,但这种补偿是不完全的,也即修正值本身就含有不确定度。当测量结果以代数和的方式与修正值相加之后,其系统误差的绝对值会比修正前的小,但不可能为零,也即修正值只能对系统误差进行有限程度的补偿。
二、测量不确定度
(一)基本概念
测量的目的是为了确定被测量的量值。测量结果的质量(品质)是量度测量结果可信程度的最重要的依据。测量不确定度就是对测量结果质量的定量表征,测量结果的可用性很大程度上取决于其不确定度的大小。所以,测量结果表述必须同时包含赋予被测量的值及与该值相关的测量不确定度,才是完整并有意义的。
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,称为测量不确定度。从词义上理解,"不确定度"即怀疑或不肯定,因此,广义上说,测量不确定度意味着对测量结果可信性、有效性的怀疑程度或不肯定程度。实际上,由于测量不完善和人们认识的不足,所得的被测量值具有分散性,即每次测得的结果不是同一值,而是以一定的概率分散在某个区域内的多个值。虽然客观存在的系统误差是一个相对确定的值,但由于我们无法完全认知或掌握它,而只能认为它是以某种概率分布于某区域内的,且这种概率分布本身也具有分散性。测量不确定度正是一个说明被测量之值分散性的参数,测量结果的不确定度反映了人们在对被测量值准确认识方面的不足。即使经过对已确定的系统误差的修正后,测量结果仍只是被测量值的一个估计值,这是因为,不仅测量中存在的随机因素将产生不确定度,而且,不完全的系统因素修正也同样存在不确定度。
不要把误差与不确定度混为一谈。测量不确定度表明赋予被测量之值的分散性,是通过对测量过程的分析和评定得出的一个区间。测量误差则是表明测量结果偏离真值的差值。经过修正的测量结果可能非常接近于真值(即误差很小),但由于认识不足,人们赋予它的值却落在一个较大区间内(即测量不确定度较大)。
为了表征赋予被测量之值的分散性,测量不确定度往往用标准差表示。在实际使用中,由于人们往往希望知道测量结果的置信区间,因此测量不确定度也可用标准差的倍数或说明了置信水平的区间的半宽表示。为了区分这两种不同的表示方法,分别称它们为标准不确定度和扩展不确定度。
本小节涉及的某些内容与概念需用概率统计的概念与术语,可参见《质量专业理论与实务(中级)》第一章。