史锦顺
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(一)什么是真值范围
被测量的实际值称真值。
测量得到的值是测得值。
误差元绝对值的最大值称误差范围。
测量中,测量仪器的误差范围就是测得值的误差范围。误差范围加入到测量结果的表达中。误差范围由测量仪器的研制者确定,由计量人员负责认可,测量者依误差范围选用仪器,不必要也不可能再评定误差范围。
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1 测得值范围
测得值范围是真值与误差范围决定的包含测得值的范围。简称测得值范围。
在计量中,一台计量标准被一个被检测量仪器测量。合格的仪器,测得值以近于1(通常取99%)的概率,出现在真值加减误差范围之内。这个量值范围是测得值的可能范围,是已知真值(以标准的值当做真值)而圈定测得值的范围。
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2 真值范围。
真值范围是测得值与误差范围决定的包含真值的范围。简称真值范围。
在测量中,用测量仪器测量被测量,得到测得值(多次测量的平均值,或单一值)。测量仪器的误差范围就是测得值的误差范围。由测得值与误差范围确定的包含真值的范围,就是真值范围。
由于误差的存在,测量得不到真值,得到的是真值范围。
测量的结果,要给出真值范围。真值范围就是测得值加减误差范围。真值范围又称测量结果。
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3 两类范围
误差元绝对值的最大值是误差范围。误差元构成误差域,误差范围是误差域的半径。误差范围是差值范围,游动范围。
真值加减误差范围是测得值范围。测得值范围是量值范围,定位范围。
测得值加减误差范围是真值范围。真值范围是量值范围,定位范围。
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4 范围与区间
范围可表征矢量段,也可表征标量段;区间只能表征标量段。
范围一词较区间一词,更形象、通俗,历史更久。
平面(二维)的范围圆或空间(三维)的范围球,与直线相交的最大截线段,就是区间。上述关于范围的各种名称,换成区间,都成立,只是半径换成半宽。
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(二)测量的功能是得到真值范围
测量的目的是定量地认识真值。理想的情况是得到真值;由于不可避免地存在测量误差,测量只能得到真值范围。即得到测得值加减误差范围,又称为测量结果。只要误差范围足够小,即测得值的准确度够格,满足实际需要,这就达到了测量的目的。
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历史上著名的测量结果,都是给出被测量的真值范围。例如迈克尔逊的著名测速结果。
1922年,迈克尔逊最后一次进行光速测量,给出的测量结果是:
299798 ± 4千米/秒 (1)
299798米/秒是测得值。4千米/秒是误差范围,即误差绝对值的最大值。299798 ± 4千米/秒是真值范围。
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到1973年,人们得到的光速的精确值是:
299792458.0 ± 1.2米/秒 (2)
299792458.0米/秒是测得值。1.2米/秒是误差范围,即误差绝对值的最大值。299792458.0 ± 1.2米/秒是真值范围。
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我没查到迈克尔逊给出的误差范围是1倍西格玛,是2倍西格玛,还是3倍西格玛。如果是2倍西格玛,甚至是1倍西格玛,则迈氏的误差范围估算准确,如果是3倍西格玛,则迈氏估算略小些。
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