國家煤礦掘進機械質量監督檢驗中心 潘素英 畢春蘭 張紅琴
不確定度評定和有效位數的正確使用,是說明測量(liàng)質量(liàng)十分重要的指標。《中國計量(liàng)》2002年第5期(qī)《從不確定度到關於有效數字定義的探討》(以下簡稱《探討》)一(yī)文,筆者有(yǒu)如下幾點不同的看(kàn)法,與大家共同探討。
一、關於有效(xiào)數字(zì)定義的理解(jiě)
1.《探討》中4個有(yǒu)效數字定義的理解(jiě)
《探討》中從不同資料上例舉了4個有效數字的定(dìng)義,例如:“定義(yì)③若數據的最末一位有半個單位(wèi)以(yǐ)內的誤差,而其它數(shù)據都是準確的(de),則各位數字都是有(yǒu)效數(shù)字”。文中說:“這些定(dìng)義說法雖然不同,但表達的意思是類似的,即都提到了誤差(chà)或極限誤差,……”。從文章的(de)上下文看,作者(zhě)把定義中提(tí)到的誤差(chà)或極限誤差,認為是測量誤差、測量極限誤差或測量結果的不確(què)定度,從計量資料介紹有(yǒu)效數字的概念看,筆者認為:《探討》中4個定義雖然不(bú)夠準確、全麵,但它們提到的(de)誤差(chà)或極限誤差應(yīng)該是(shì)近似數的數據修約誤差或數據修約極限誤差,也就是近似數與(yǔ)約定真值的差不大於末(mò)位的半個單位(wèi),而不應該是測量(liàng)誤差、測量極限(xiàn)誤差或測量結果的不確定度。
2.GB8170-1987有效位數的理(lǐ)解
《探討(tǎo)》中以(yǐ)例舉4個有效數字的定義都有誤差為例,對GB8170-1987《數(shù)值修約規則》(以下簡稱《規則》)中,有效(xiào)位數的定義提出(chū)質疑。《探(tàn)討》一文說:“該解釋中沒有提及誤差或極(jí)限誤差。”實際上(shàng)《規則》中有效位數的定義(yì)是:“對沒有小數且以若幹個零結尾的數值,……”。數值(JJF1001-1998《通用計(jì)量(liàng)術語定義(yì)解釋》)定義為:“在量值表(biǎo)示中與單位相乘的數,例如:5.34,534”。由此可(kě)見,有效(xiào)位數隻(zhī)與數值有關,而與誤(wù)差(chà)、極限誤(wù)差無關。
二、測量(liàng)不確定度和有效(xiào)位數的探討
1.不確定度和有效位數的探(tàn)討
由《規(guī)則》可知,有效位數與數(shù)值有關,數值包括測量值、不確定度值、近似(sì)值等(děng)等。《探討》認為:“按照前麵4個有效數(shù)字的定義來判斷10.058Ω的(de)有效位數,由於uc(y)=27mΩ,則其最(zuì)多為(wéi)4位有(yǒu)效數字”。筆者認為,如果把定義中誤差或極限誤差理解(jiě)為數據修約誤差或數據修約極限誤差,那麽,測量(liàng)值10.058Ω的有效位(wèi)數隻與(yǔ)它本(běn)身有關,與合成標準不確定度uc(y)=27mΩ無關,測量值10.058Ω為(wéi)5位有效數字就(jiù)不(bú)難理(lǐ)解了。JJF1059-1999《測量不確定度的(de)評定(dìng)與表示》(以下簡稱《評定》)使用了《規(guī)則》中有效位數的定義,按照《評定》8.13條的要求,不確定度(dù)最多為(wéi)兩位有效數字,測量結果的位數和不確定度的位數一致。
《探討》中(zhōng)舉了證書上的(de)例子:“4876±3和18765±12”。筆者認為:如果按照《評定》8.13條(tiáo)的要求,不確定度3和12的有(yǒu)效位數分別為1位和2位,測量結果4876和(hé)18765的位數(shù)和不確定度的位數相同,及末位都(dōu)是個位。符合《評定》有效位數的規定。
2.不(bú)確定度和誤差(chà)應用的探討
《探討》中有效數字的定義④是《中國(guó)實驗室注冊評審員培訓教程》(以下簡稱《教程》)中給出的定義。《教程》的例子:“測量結果的數(shù)字,其有效位(wèi)數代表結果的不確定度,例如,某長度測量值為19.8mm,有效位數為(wéi)3位(wèi);若是19.80mm,有效位數為4位。它們的絕(jué)對誤差的模分別小於0.5(末(mò)),即分別小於0.05mm和0.005mm。”《教(jiāo)程(chéng)》接著說:“顯而易見(jiàn),有效位數不同,它(tā)們的(de)測量(liàng)不確定度也不同,測量結果19.80mm比19.8mm的(de)不確定度要(yào)小。”
從《教程》的這一例子上(shàng)看,《教程》認為:知道了測量(liàng)結果及(jí)有效位數,就可以判定測量結果的不(bú)確定度,也就是0.05mm是測量值19.8mm的測量結果的不確定(dìng)度,筆者認為(wéi)不妥(tuǒ),因為不確(què)定度不是由測量結果確定的(de),而是由測量方法決(jué)定的;0.05mm是測量值(zhí)19.8mm的數據修約極(jí)限誤差,隻是測量過程(chéng)中不確定度的一部分,不能代替測量結果的不確定度。《教程》的觀點不符合JJF1059-1999《測(cè)量不確(què)定度(dù)的評定與表示》的評定過程(chéng)。
根據上(shàng)述分析,筆者認為有幾點應引起注意:
1.計量術語應以國家標準或國家計量檢定規範的定(dìng)義為準。例(lì)如:有效位(wèi)數的定(dìng)義應以GB8170-1987《數(shù)值(zhí)修約(yuē)規則》為準;測量不確定度(dù)應(yīng)以國家計量檢(jiǎn)定規範JJF1059-1999《測量不確定度的評定與表示》為準。
2.測量值、近(jìn)似值的數(shù)據修約誤差不可和測量(liàng)誤差、測量極限誤差或不確定度混為一談。