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提高科学研究准确度和精确度

时间:2023-07-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:不确定性由两者构成:准确度和精确度。准确度指的是测量值与众所周知或公认的值的接近程度,或者测量值与以某种其他方式测量出的参考值的接近程度。干扰数据收集和数据评估的准确度或精确度的事物,是造成科学研究问题的效度的影响因素之一。根据ISO的说法,“准确度”有两部分,叫做真实性和精确度。根据国际标准化组织的文件,真实性是:“大量测试结果的算术平均值和真实值/公认参考值之间的一致程度。”

提高科学研究准确度和精确度

正如我们在上面看到的,科学测量的过程总是具有一定的不确定性。科学家运用不同的技术来避免不确定性,并确保测量值的不确定性不会阻碍他们回答科学问题。不确定性由两者构成:准确度(accuracy)和精确度(precision)。在前面部分,我们已经用到了准确和精确两个词,但不是像科学家那样严格地使用它们。但是,在科学研究中,“准确”和“精确”有它们具体的意义。

精确度指的是同样条件下测量值的相似度。具体而言,在科学研究中,精确度是指在同样环境中,由同一个操作者(理想的)使用同样的设备,在最短时间跨度内对相同的量(来源于同种材料的同质化样本)测量出的值。在这种情况下,如果测量值是精确的,它们会有同样或相似的值,这称为可重复的。可重复的测量更容易发现趋势,并在一个特定实验或研究中评估变化和影响。仪器和测量方法可能是只精确但不准确的(它们可能有系统误差)。

准确度指的是测量值与众所周知或公认的值的接近程度,或者测量值与以某种其他方式测量出的参考值的接近程度。仪器和测量方法可能是只准确但不精确的(它们可能有随机误差,下面会讨论)。

由不同的操作者,在不同的环境(可能是不同的实验室)中使用不同的设备,测量某种同质化材料的随机样品,如果得出的值很相似,它被视作可再现的。可再现的测量值,使科学家们更容易知道他们的研究发现是否适用于该领域的整个研究体系(即全部)。

在本章先前讨论的精度极限内,用于收集数据的测量值应该既准确又精确。干扰数据收集和数据评估的准确度或精确度的事物,是造成科学研究问题的效度的影响因素(threats to validity)之一。(www.xing528.com)

国际标准化组织(International Organization for standardization,ISO),一个全球性的国家标准组织团体,对准确的定义稍有不同。根据ISO的说法,“准确度”有两部分,叫做真实性(trueness)和精确度(precision)。精确度的定义我们已经在上面讨论过:当你使用同样的仪器,在同样的环境下等条件地重复测量一个值,精确度指的是测量值之间的相似度。根据国际标准化组织的文件,真实性是:

“大量测试结果的算术平均值和真实值/公认参考值之间的一致程度。”

这与上面我们对准确性的定义相似。

图5.6 测量值应该既准确又精确

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