量值范围的表达-与网友讨论(12)
史锦顺 · 2012-06-11 06:59 · 55291 次点击
**量值范围的表达-****与网友讨论(12)**
史锦顺
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前文提出“真值范围说”,认为测量结果是真值范围。测量的目的就是得到真值范围。在基础测量领域,计量认定测量仪器误差范围,在测量中,测量仪器给出测得值,并由测得值与误差范围给出真值范围。
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**(一)数学表达**
**1测得值范围**
设真值为Z,测得值为M,误差元为r,误差元绝对值的最大值为R。计量时,真值唯一,而测得值是个变量。
R=│r│max=│M-Z│max(1)
解绝对值方程(1)
当M>Z,有
R=(M–Z)(大)=M(大)-Z
M(大)=Z+R(2)
当M<Z,有
R=(Z-M)(大)=Z-M(小)
M(小)=Z-R(3)
由(2)(3)式,得到测得值M的范围是
(4)
测得值范围又可表示为
Z±R(5)
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**2真值范围**
测量时,得到确定的测得值,是唯一值。而真值有多种可能,从可能值Z(小)到可能值Z(大)。
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解绝对值方程(1)
当Z>M,有
R=(Z-M)(大)=Z(大)-M
Z(大)=M+R(6)
当Z<M,有
R=(M-Z)(大)=M-Z(小)
Z(小)=M-R(7)
由(6)(7)式,得到真值的范围是
(8)
真值范围又可表示为
M±R(9)
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(9)式很重要。测量给出的测量结果,就这样表达。这是真值范围。
以上表达中,把“测得值”和“测量结果”两个术语明确区分开。测量得到的、赋予被测量的值称测得值;测得值加减误差范围是测量结果。这就提示人们:给出测得值,还要给出误差范围,才是测量结果。
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**(二)测量时,真值是变量**
把真值当变量,有人可能理解起来有障碍。说明如下。
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计量时,用一台被检仪器去测量一台计量标准,测得值(平均值,或随机变化很小时取单个值)与真值都各有一值。把测得值看做变量,是设想有N台被检仪器都去测量一个标准,真值只有一个,而各台仪器的测得值,每台一值而各不相同。因而,测得值可看做变量。
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测量时,设想一台电子案秤,去测单个苹果的重量。在一堆苹果中,选出100个苹果,每个重量测得值都是400g。但这只是测得值,而每个苹果重量的真值是不同的。电子秤的误差范围是10克,单个苹果重量的真值,是390克到410克范围内的某个值。这样去想,就可以想通真值为什么是变量了。
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**(三)牵狗图**
真值、误差范围、测得值的关系,好比是人、绳、狗的关系。10条8米长的绳,绳的一端,人牵着;绳的另一端各系一只狗。
人好比真值,狗与人的距离好比误差元;绳长好比误差元绝对值的最大值。人狗之间的距离,时大时小,但不超过8米。
知道人的位置,可以知道狗所在位置的范围。反之,知道一只狗的位置,可以知道人的位置的范围。
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测量得知了测得值,于是以测得值为圆心,以误差限(误差元绝对值的最大值,又称误差范围)为半径画一个圆,这就以一定的概率包含了真值。
测量得到真值范围,只要误差范围足够小,满足要求,就达到了测量的目的。
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