做電子產(chǎn)品,常常遇到測量。此時就難免會關(guān)注到精度、準(zhǔn)度等概念,遇到不少朋友對這兩個概念不清楚,今天就來分享一下這兩個概念。
為什么寫本文,前面寫過些ADC方面的文章,遇到有朋友貌似對這兩個概念理解不深,所以整理分享一下。
什么是準(zhǔn)確度(真實度)?
在英文中,準(zhǔn)確度用Accuracy來表示,其真實描述的含義是什么呢?是指測量值或者觀測值接近期望值或者理論值的接近程度。因此通常用誤差百分比來描述準(zhǔn)確度,這句話深入理解,從量綱的角度而言是一個百分比:
其實這個式子還可以這樣描述:
為便于理清楚概念,個人以為其實這個概念中文稱為真實度或許更為貼切,否則引入ISO的定義時就發(fā)現(xiàn)兩個混淆在一起了。
所以這里有一個概念絕對誤差,所謂絕對誤差就是拿測量值減去期望值再求絕對值。因此,真實度反應(yīng)系統(tǒng)的一種測量水平,它是對系統(tǒng)誤差的描述,是對統(tǒng)計偏差的一種度量。低準(zhǔn)確度會導(dǎo)致測量結(jié)果與“真實”值之間存在差異。ISO稱之為真實性。(事實上并不存在絕對的理想的真實值,所以常常用期望值來描述)
那么什么又是系統(tǒng)誤差呢?什么又是隨機(jī)誤差呢?
真實度,有的又稱觀察誤差(或測量誤差)是一個量的測量值與其真實值之間的差。在統(tǒng)計數(shù)據(jù)中,誤差不是指"錯誤"。
真實度,有的又稱觀察誤差(或測量誤差)可以分為兩個部分來界定:隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差。所謂隨機(jī)誤差是指對同一不恒定的測量對象重復(fù)測量時,測量結(jié)果的不一致性,具有一定的隨機(jī)性或偶發(fā)性。而系統(tǒng)誤差是由系統(tǒng)的固有不準(zhǔn)確性引起的,反應(yīng)系統(tǒng)固有的誤差。
什么是精確度?
精確度英文用precision描述,從上面描述可以看出精度實則是描述一組測量值的可重復(fù)性。可以用標(biāo)準(zhǔn)差來度量:
其中是這堆測量值的平均值,這個好理解所有測量值加起來除以樣本數(shù)量。
因此不講人話的描述,精確度是對隨機(jī)誤差的描述,它是測量樣本統(tǒng)計變異性的度量。
那么前面介紹了兩種概念,或許還不夠直觀,看看下圖或許就可以比較直觀理解,其中那條曲線表示的是樣本的概率密度。
如果對于數(shù)學(xué)相關(guān)概率密度忘記了,或許上圖還是太過于學(xué)院派描述,來看看玩飛鏢的例子就一幕了然了:
從這幅圖就能比較直觀的看出什么是真實度,什么是精確度。
有什么意義?
說了這么多,究竟有什么意義呢?如果沒有應(yīng)用意義,我覺得沒有對于工程人員深究的意義就不大。實際做電子測量類或者涉及到采樣時,這兩個概念就有理解的價值了。
我們做一個測量或者采樣類產(chǎn)品,一定希望能真實的反應(yīng)被測對象的情況,同時希望這個產(chǎn)品重復(fù)度還要好。不希望在不同條件下對同一值測量出的結(jié)果分布變化很大。所以ISO對于準(zhǔn)確度的定義是結(jié)合了兩個概念:既要真實也要高精度。
ISO 5725標(biāo)準(zhǔn)定義是準(zhǔn)確度是一個測量級別,可以產(chǎn)生真實且一致(無隨機(jī)誤差)測量結(jié)果。所謂真實就越接近期望值越真實,又稱系統(tǒng)誤差越小,所謂無隨機(jī)誤差是指多次測量的結(jié)果分布都很集中。
顯然ISO定義的準(zhǔn)確度,結(jié)合了兩個概念真實度以及精確度兩個概念。
所以理解清楚了上面這兩個概念,才能準(zhǔn)確的度量所做的產(chǎn)品,當(dāng)然本文也僅僅就是做了比較簡要的介紹,更為好的理解,如有興趣可以去看看相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)的描述。
總結(jié)一下
簡而言之,準(zhǔn)確度或真實度是指測量值與期望值(理論真值)之間的接近程度,而精確度是則指測量值彼此之間的接近程度(是多個測量值的統(tǒng)計描述)。希望本文的簡要分享對大家有所幫助~
本文轉(zhuǎn)載自:嵌入式客棧微信公眾號(作者: 逸珺)
審核編輯:何安
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