國(guó)家煤礦掘進(jìn)機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心 潘素英 畢春蘭 張紅琴
不確定度評(píng)定和有效位數(shù)的正確使用,是說(shuō)明測(cè)量質(zhì)量十分重要的指標(biāo)?!吨袊?guó)計(jì)量》2002年第5期《從不確定度到關(guān)于有效數(shù)字定義的探討》(以下簡(jiǎn)稱《探討》)一文,筆者有如下幾點(diǎn)不同的看法,與大家共同探討。
一、關(guān)于有效數(shù)字定義的理解
1.《探討》中4個(gè)有效數(shù)字定義的理解
《探討》中從不同資料上例舉了4個(gè)有效數(shù)字的定義,例如:“定義③若數(shù)據(jù)的最末一位有半個(gè)單位以內(nèi)的誤差,而其它數(shù)據(jù)都是準(zhǔn)確的,則各位數(shù)字都是有效數(shù)字”。文中說(shuō):“這些定義說(shuō)法雖然不同,但表達(dá)的意思是類似的,即都提到了誤差或極限誤差,……”。從文章的上下文看,作者把定義中提到的誤差或極限誤差,認(rèn)為是測(cè)量誤差、測(cè)量極限誤差或測(cè)量結(jié)果的不確定度,從計(jì)量資料介紹有效數(shù)字的概念看,筆者認(rèn)為:《探討》中4個(gè)定義雖然不夠準(zhǔn)確、全面,但它們提到的誤差或極限誤差應(yīng)該是近似數(shù)的數(shù)據(jù)修約誤差或數(shù)據(jù)修約極限誤差,也就是近似數(shù)與約定真值的差不大于末位的半個(gè)單位,而不應(yīng)該是測(cè)量誤差、測(cè)量極限誤差或測(cè)量結(jié)果的不確定度。
2.GB8170-1987有效位數(shù)的理解
《探討》中以例舉4個(gè)有效數(shù)字的定義都有誤差為例,對(duì)GB8170-1987《數(shù)值修約規(guī)則》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)則》)中,有效位數(shù)的定義提出質(zhì)疑?!短接憽芬晃恼f(shuō):“該解釋中沒(méi)有提及誤差或極限誤差?!睂?shí)際上《規(guī)則》中有效位數(shù)的定義是:“對(duì)沒(méi)有小數(shù)且以若干個(gè)零結(jié)尾的數(shù)值,……”。數(shù)值(JJF1001-1998《通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)定義解釋》)定義為:“在量值表示中與單位相乘的數(shù),例如:5.34,534”。由此可見(jiàn),有效位數(shù)只與數(shù)值有關(guān),而與誤差、極限誤差無(wú)關(guān)。
二、測(cè)量不確定度和有效位數(shù)的探討
1.不確定度和有效位數(shù)的探討
由《規(guī)則》可知,有效位數(shù)與數(shù)值有關(guān),數(shù)值包括測(cè)量值、不確定度值、近似值等等?!短接憽氛J(rèn)為:“按照前面4個(gè)有效數(shù)字的定義來(lái)判斷10.058Ω的有效位數(shù),由于uc(y)=27mΩ,則其最多為4位有效數(shù)字”。筆者認(rèn)為,如果把定義中誤差或極限誤差理解為數(shù)據(jù)修約誤差或數(shù)據(jù)修約極限誤差,那么,測(cè)量值10.058Ω的有效位數(shù)只與它本身有關(guān),與合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc(y)=27mΩ無(wú)關(guān),測(cè)量值10.058Ω為5位有效數(shù)字就不難理解了。JJF1059-1999《測(cè)量不確定度的評(píng)定與表示》(以下簡(jiǎn)稱《評(píng)定》)使用了《規(guī)則》中有效位數(shù)的定義,按照《評(píng)定》8.13條的要求,不確定度最多為兩位有效數(shù)字,測(cè)量結(jié)果的位數(shù)和不確定度的位數(shù)一致。
《探討》中舉了證書上的例子:“4876±3和18765±12”。筆者認(rèn)為:如果按照《評(píng)定》8.13條的要求,不確定度3和12的有效位數(shù)分別為1位和2位,測(cè)量結(jié)果4876和18765的位數(shù)和不確定度的位數(shù)相同,及末位都是個(gè)位。符合《評(píng)定》有效位數(shù)的規(guī)定。
2.不確定度和誤差應(yīng)用的探討
《探討》中有效數(shù)字的定義④是《中國(guó)實(shí)驗(yàn)室注冊(cè)評(píng)審員培訓(xùn)教程》(以下簡(jiǎn)稱《教程》)中給出的定義?!督坛獭返睦?“測(cè)量結(jié)果的數(shù)字,其有效位數(shù)代表結(jié)果的不確定度,例如,某長(zhǎng)度測(cè)量值為19.8mm,有效位數(shù)為3位;若是19.80mm,有效位數(shù)為4位。它們的絕對(duì)誤差的模分別小于0.5(末),即分別小于0.05mm和0.005mm。”《教程》接著說(shuō):“顯而易見(jiàn),有效位數(shù)不同,它們的測(cè)量不確定度也不同,測(cè)量結(jié)果19.80mm比19.8mm的不確定度要小。”
從《教程》的這一例子上看,《教程》認(rèn)為:知道了測(cè)量結(jié)果及有效位數(shù),就可以判定測(cè)量結(jié)果的不確定度,也就是0.05mm是測(cè)量值19.8mm的測(cè)量結(jié)果的不確定度,筆者認(rèn)為不妥,因?yàn)椴淮_定度不是由測(cè)量結(jié)果確定的,而是由測(cè)量方法決定的;0.05mm是測(cè)量值19.8mm的數(shù)據(jù)修約極限誤差,只是測(cè)量過(guò)程中不確定度的一部分,不能代替測(cè)量結(jié)果的不確定度?!督坛獭返挠^點(diǎn)不符合JJF1059-1999《測(cè)量不確定度的評(píng)定與表示》的評(píng)定過(guò)程。
根據(jù)上述分析,筆者認(rèn)為有幾點(diǎn)應(yīng)引起注意:
1.計(jì)量術(shù)語(yǔ)應(yīng)以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)范的定義為準(zhǔn)。例如:有效位數(shù)的定義應(yīng)以GB8170-1987《數(shù)值修約規(guī)則》為準(zhǔn);測(cè)量不確定度應(yīng)以國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)范JJF1059-1999《測(cè)量不確定度的評(píng)定與表示》為準(zhǔn)。
2.測(cè)量值、近似值的數(shù)據(jù)修約誤差不可和測(cè)量誤差、測(cè)量極限誤差或不確定度混為一談。