误差理论和数据处理的意义

出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《计量专业工程师手册》第60页（1952字）

在计量工作中，为了建立基准标准和进行量值传递，进行着大量的测量工作。当我们进行测量的时候，必然有误差，这是由于测量设备、人员、环境、方法等不理想，使得测量结果与被测量真值间总有一定差异，对同一量测量两次，结果并不一致，这就证明了这一点。随着科学技术的发展，误差可以愈来愈小，但误差必然存在。

研究误差理论与数据处理对计量工作特别重要，这是由于，计量区别于其它工作的重要标志是它是有误差要求的，不知道误差的测量结果在计量工作中没有任何价值从而毫无意义，而且，由于测量有误差，对带有误差的测量数据进行正确的处理，以得出计量工作的需要的测量结果，至关重要。

由于误差理论和数据处理对计量工作极为重要，故误差理论和数据处理是计量科学的一门基本理论。

研究误差理论，可以使我们知道我们计量成果的科学技术水平，建立正确的量值传递体系和保证方案，可以使我们正确分析测量误差以便正确应用测量结果，还可以正确分析测量仪器误差(经常发现误差不符而使仪器退货情况)以便合理应用测量仪器，不但如此，研究误差还有更多的意义，如：

1801年，有位天文学家对谷神星运转轨道的弧长作一段的系列测量，后来因故中止了，如何根据这些带有误差的测量数据，求出该慧星可靠的轨道呢?当时有许多人研究了这一问题，德国数学家高斯，当时只有17岁，他根据误差理论，应用数据处理中的最小二乘法，由已测量数据，算出了该慧星最佳运行轨道，从而得出了该星运行规律与出没时间地点。天文学家由这些计算，果然在望远镜中找出了它。

雷莱由不同来源和方法制取氮气，测得由化学法制得氮及大气提取氮的密度，两密度之差远大于其误差，雷莱强调两种方法制得的氮不一样，故测得密度间有系统误差，根据这一想法，雷姆塞发现大气中还有稀有气体——惰性气体，然后将大气提取氮的密度进行修正，就得到了与化学法制得氮密度的一致结果。

1977年以来，随着各国计量事业的发展和各国计量科学技术交往的日益增多，国际上对评定误差的指标不确定度极为重视。由于不确定度是科学技术的基本问题，1986年，国际权威组织国际计量局、国际法制计量组织、国际标准化组织、国际电工委员会专门成立了国际不确定度工作组，研究不确定度在世界范围表示方法的统一，以实现计量和科学技术中不确定度评定的标准化，这一研究构成了误差理论和数据处理的崭新内容。

误差理论和数据处理的主要目的是：

1．合理评定测量的不确定度。

2．正确处理测量数据，以便得到更近于真值的最佳结果。

3．指导实验设计，合理选择测量仪器，测量方法和测量条件，以便在成本低时间短的条件下，取得最大的效益。

【参考文献】：

［1］王立吉，计量学基础，中国计量出版社，1988。

［2］BIPM、IEC、IFCC，IUPAC，IUPAP，OIML，Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement， ISO，1993．

［3］刘智敏，不确定度原理，中国计量出版社，1993。

［4］刘智敏，误差分布论，原子能出版社，1988。

［5］刘智敏，误差与数据处理，原子能出版社，1983。

［6］Liu Zhimin(刘智敏)，Measurement Uncertainty and Its Correlation Combination，Proceeding of ISEM， 1993．

［7］国家计量总局量值传递处编，计量技术考核纲要，计量出版社，1981。

［8］国家技术监督局审定，刘智敏等编审，全国计量检定人员考核统一试题集第六分册三，误差及数据处理，陕西科学技术出版社，1990。