国家煤矿掘进机械质量监督检验中心 潘素英 毕春兰 张红琴
不确定度评定和有效位数的正确使用,是说明测量质量十分重要的指标。《中国计量》2002年第5期《从不确定度到关于有效数字定义的探讨》(以下简称《探讨》)一文,笔者有如下几点不同的看法,与大家共同探讨。
一、关于有效数字定义的理解
1.《探讨》中4个有效数字定义的理解
《探讨》中从不同资料上例举了4个有效数字的定义,例如:“定义③若数据的最末一位有半个单位以内的误差,而其它数据都是准确的,则各位数字都是有效数字”。文中说:“这些定义说法虽然不同,但表达的意思是类似的,即都提到了误差或极限误差,……”。从文章的上下文看,作者把定义中提到的误差或极限误差,认为是测量误差、测量极限误差或测量结果的不确定度,从计量资料介绍有效数字的概念看,笔者认为:《探讨》中4个定义虽然不够准确、全面,但它们提到的误差或极限误差应该是近似数的数据修约误差或数据修约极限误差,也就是近似数与约定真值的差不大于末位的半个单位,而不应该是测量误差、测量极限误差或测量结果的不确定度。
2.GB8170-1987有效位数的理解
《探讨》中以例举4个有效数字的定义都有误差为例,对GB8170-1987《数值修约规则》(以下简称《规则》)中,有效位数的定义提出质疑。《探讨》一文说:“该解释中没有提及误差或极限误差。”实际上《规则》中有效位数的定义是:“对没有小数且以若干个零结尾的数值,……”。数值(JJF1001-1998《通用计量术语定义解释》)定义为:“在量值表示中与单位相乘的数,例如:5.34,534”。由此可见,有效位数只与数值有关,而与误差、极限误差无关。
二、测量不确定度和有效位数的探讨
1.不确定度和有效位数的探讨
由《规则》可知,有效位数与数值有关,数值包括测量值、不确定度值、近似值等等。《探讨》认为:“按照前面4个有效数字的定义来判断10.058Ω的有效位数,由于uc(y)=27mΩ,则其最多为4位有效数字”。笔者认为,如果把定义中误差或极限误差理解为数据修约误差或数据修约极限误差,那么,测量值10.058Ω的有效位数只与它本身有关,与合成标准不确定度uc(y)=27mΩ无关,测量值10.058Ω为5位有效数字就不难理解了。JJF1059-1999《测量不确定度的评定与表示》(以下简称《评定》)使用了《规则》中有效位数的定义,按照《评定》8.13条的要求,不确定度最多为两位有效数字,测量结果的位数和不确定度的位数一致。
《探讨》中举了证书上的例子:“4876±3和18765±12”。笔者认为:如果按照《评定》8.13条的要求,不确定度3和12的有效位数分别为1位和2位,测量结果4876和18765的位数和不确定度的位数相同,及末位都是个位。符合《评定》有效位数的规定。
2.不确定度和误差应用的探讨
《探讨》中有效数字的定义④是《中国实验室注册评审员培训教程》(以下简称《教程》)中给出的定义。《教程》的例子:“测量结果的数字,其有效位数代表结果的不确定度,例如,某长度测量值为19.8mm,有效位数为3位;若是19.80mm,有效位数为4位。它们的绝对误差的模分别小于0.5(末),即分别小于0.05mm和0.005mm。”《教程》接着说:“显而易见,有效位数不同,它们的测量不确定度也不同,测量结果19.80mm比19.8mm的不确定度要小。”
从《教程》的这一例子上看,《教程》认为:知道了测量结果及有效位数,就可以判定测量结果的不确定度,也就是0.05mm是测量值19.8mm的测量结果的不确定度,笔者认为不妥,因为不确定度不是由测量结果确定的,而是由测量方法决定的;0.05mm是测量值19.8mm的数据修约极限误差,只是测量过程中不确定度的一部分,不能代替测量结果的不确定度。《教程》的观点不符合JJF1059-1999《测量不确定度的评定与表示》的评定过程。
根据上述分析,笔者认为有几点应引起注意:
1.计量术语应以国家标准或国家计量检定规范的定义为准。例如:有效位数的定义应以GB8170-1987《数值修约规则》为准;测量不确定度应以国家计量检定规范JJF1059-1999《测量不确定度的评定与表示》为准。
2.测量值、近似值的数据修约误差不可和测量误差、测量极限误差或不确定度混为一谈。
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