精密度和分辨率的概念
根據測量的儀器誤差,可設下列儀器參數(shù):
精密度(Precision):為儀器測量值的穩(wěn)定程度(重復性能),由儀器的偶然誤差決定,而與系統(tǒng)誤差無關。偶然誤差越小則精密度越高,可直接用偶然誤差δ來表示儀器的精密度。
分辨率(resolution):為儀器對測量值差異的分辨能力,也可以用偶然誤差δ來表示。實際上,儀器的精密度和分辨率幾乎是同意詞。
準確度(corectness):為儀器測量平均值與真值的接近程度。由儀器的系統(tǒng)誤差決定。對于定期標定的儀器,儀器的準確度主要由標定的準確度決定,而與儀器標定相關的概念是儀器的線性。
度(accueacy):為儀器精密度和準確度的綜合評價。由總誤差Δ+δ決定。
通常情況下,儀器標明的精度應該是指度,所以精度不如分辨率高。有時候人們也把精密度錯誤地簡稱精度,特別是使用標定型儀器時,不必考慮系統(tǒng)誤差。對于數(shù)字型儀器,人們還常把AD轉換后能顯示的zui后一位數(shù)稱為儀器的分辨率,似乎所采用的AD位數(shù)越多則分辨率越高,這是有問題的,儀器顯示的zui后一位是否能作為儀器的分辨率,得看它在測量時是否穩(wěn)定。另外,分辨率的概念還常用于圖像類儀器中,可用zui小的像素單元表示,實際上,在圖像類儀器中,光學分辨率才是zui基本的。
精度和分辨率對實驗的影響
實驗中要實現(xiàn)高度的測量是很難的。在農業(yè)、生態(tài)領域,這甚至是不可能的,而且也沒必要。例如對環(huán)境CO2濃度的測量,達到1ppm的度是不可信的,用于標定紅外CO2分析器的標準氣就很難達到1ppm標準,更何況分析器自身的漂移影響以及環(huán)境本身的不穩(wěn)定因素的影響。
許多實驗要實現(xiàn)的實際上是高分辨測量,對準確度要求達到一般水平即可。例如在光合速率的測量實驗中,對CO2濃度就要進行高分辨測量,一般都能達到0.1ppm的分辨率,從而在10%的誤差范圍內實現(xiàn)對幾個ppm差值的測量。