精度(Accuracy)和 不確定度(Uncertainty)它們不一樣！

“精度” 這個詞，我們常常用來評價計量結(jié)果的好壞；然而在計量學(xué)領(lǐng)域，“不確定度”才是真正專業(yè)的叫法。

“你有多高？”

“你有多高?”

“1米75吧...”

這是在日常對話中，常見的問答。但這個答案有多高 “精度” 呢?你的身高正好1.75米嗎?你很可能會把自己的身高*后幾厘米，四舍五入。所以實(shí)際上的身高應(yīng)該在1.71米到1.79米之間吧。

我們可能永遠(yuǎn)無法準(zhǔn)確知道某人的身高 （呵呵），所以 “問詢” 這一方式的 “精度” 其實(shí)無從得知；因?yàn)椴恢缹?shí)際身高，就無法得出“問詢”結(jié)果與實(shí)際值的數(shù)值差異。

但經(jīng)驗(yàn)告訴我們，可能會有幾厘米的“折扣”或“水分”，所以根據(jù)這個回答，實(shí)際身高落在1.71米到1.79米的區(qū)間，是可信的。而這+/-4厘米，在計量學(xué)領(lǐng)域，就叫“不確定度”。

精度不可得，不確定度才靠譜！

“精度” 如果定義為，計量結(jié)果與實(shí)際值之間的**數(shù)值差異，那么它就是一個實(shí)際無法實(shí)現(xiàn)的夢想；并且邏輯上也有問題，因?yàn)檫M(jìn)行計量的初始原因，就是被測值的未知。

“不確定度”，才是在計量學(xué)領(lǐng)域，評估計量設(shè)備和結(jié)果好壞的參數(shù)。不確定度，正是基于對測量結(jié)果值不確定這一事實(shí)的理解，在測量值基礎(chǔ)之上，定義了一個范圍，描述了在這一范圍內(nèi)的可信度甚至可信度分布。

比如回到剛才的例子，我們得到了 “1米75吧...” 的回答，心里會說，嗯好吧，十之**在1.71米到1.79米之間吧。這時候，您就是在用“不確定度”概念，來理解計量結(jié)果的專家啊！

如何改進(jìn)計量結(jié)果“不確定度”？

我們了解到，計量結(jié)果有不確定性，其數(shù)值有一定的分布，分布的可信范圍，就是不確定度；按形成機(jī)制，和散步狀態(tài)不同，不確定度也有不同的來源和類型。典型的就可以分為系統(tǒng)性或偶然性。

咱們以另一個打靶的例子說明。如上圖，兩次射擊結(jié)果，環(huán)數(shù)結(jié)果一樣，但它們代表兩種典型的不確定度分布。左圖分布散但是基本居中，偶然性為主，系統(tǒng)性為輔；右圖分布緊湊，但是都打偏了，系統(tǒng)性為主，偶然性為輔。

通過標(biāo)定或校準(zhǔn)，可以有效地改進(jìn)系統(tǒng)性不確定性分布，如上圖左，進(jìn)行標(biāo)定校正后，槍就不會每次都偏一點(diǎn)點(diǎn)了。

而偶然性不確定度，常常通過重復(fù)測量，然后平均的方法改進(jìn)。將多次重復(fù)測量的結(jié)果平均為一個結(jié)果，可以非常有效的抑制偶然性不確定度，讓結(jié)果“正中紅心”，如上圖右。

ZYGO設(shè)備，改善不確定度分布。

ZYGO 白光干涉粗糙度儀，提供各類可溯源計量標(biāo)塊，如臺階高度標(biāo)準(zhǔn)塊，橫向尺寸標(biāo)塊，超光滑SiC粗糙度標(biāo)快等等，以支持隨時標(biāo)定，改善系統(tǒng)性不確定度。

通過軟件自帶的各類設(shè)置，進(jìn)行重復(fù)量測和平均，可以進(jìn)一步有效抑制偶然性不確定度。