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測量不確定度

如果測量不能完全準確,我們需要知道不完善的程度;這就是測量不確定度。

為了更好地解釋什麼是測量不確定度,讓我們考慮一個簡單的任務。想像一下測量一段繩子的長度。如果我們把繩子交給 10 個人,讓他們測量,我們很可能會收到 10 個不同的答案。造成這種情況的原因是不確定度的來源。這可能包括:

  • 繩子的筆直度
  • 繩子的末端平整度(末端纖維的參差不齊)
  • 繩子的張力
  • 濕度對繩子的影響
  • 溫度對繩子的影響
  • 尺的分辨率(尺上的最小刻度)
  • 尺的正確性(校準時尺的完美程度)
  • 用於校準尺的主設備的測量正確性
  • 為確定測量長度而進行的讀數次數
  • 測量的重複性

正如您現在所看到的,環境、方法和設備都為變異和懷疑提供了機會。因此我們必須得出結論:

  • 測量中沒有什麼是確定的
  • 唯一可以確定的是,任何測量都不會完全準確

量化測量的不確定度可能是一項複雜但有條不紊的任務。國際標準組織 (ISO) 發布了一份名為測量不確定度指南 (GUM)的文件,其中提供了國際公認的確定不確定度預算和相關計算的方法。最近,許多 ISO 和 ASTM 標準也包括詳細說明如何計算測量不確定度的附錄。由於測量變異是任何不確定度預算中的主要貢獻,因此在表達測量不確定度時,必須定義概率以及變異的大小。