準確性(Accuracy) 誤差種類 儀器準確度 時間因素 儀器參數
儀器的誤差 Classification of Errors Random errors:任意誤差、隨機數差 Systematic errors:系統誤差、偏差 Illegitimate errors:不當誤差、人為誤差
(A) (B) 打靶 (C) (D)
The relationship between bias, accuracy and precision 偏差與精確度 μ √ Accuracy Bias Xi Precision (√variance) X
儀器的準確度(Accuracy) Precision (repeatability) : The agreement of repeated observation measurement of random errors Bias: The displacement of the observed and true value measurement of systematic error Accuracy: A combination of precision and bias
Precision (repeatability) 表示法 Standard deviation Standard error Probable error 0.6745 S 精確度表示法 樣本變異數 Average deviation Percentage uncertainty
Half-band-width interval 高斯分布之次數分布 f=n-1 f 68.3% S S
T 分布 估計 68.3% S 樣本標準誤(Standard error) 抽樣數為3,10,25,∞之分佈曲線 ∞ 25 n=∞ 10
T分佈表 例如我們做了5次測量,其均數值為5.02,標準差(s)為0.03,假定在95%信賴度之下,由表得t=2.78,故依第上公式得: 我們對於某一個測量樣品,可以在某信賴度內,得到平均數值之界限,其公式為: 例如我們做了5次測量,其均數值為5.02,標準差(s)為0.03,假定在95%信賴度之下,由表得t=2.78,故依第上公式得: 樣品測量的平均數值範圍應為5.02±0.04 如果我們另做一個測量,而其平均數值在4.98至5.06之間 (犯錯的機會只有5%)
利用恆溫水槽校正溫深儀,恆溫水槽之水溫設為攝氏10.00度,溫深儀之讀數紀錄如下: 10.1 10.2 10.1 10.4 10.1 10.0 10.1 9.9 10.4 10.2 請問該水溫Sensor之測量精確度(Precision)與準確度(Accuracy) ?以平均誤差(Average deviation)表示。請計算測量值的99%信賴區間 ? precision=Σ|xi-10.15|/(n-1)=0.1581 ℃ Accuracy= Σ|xi-10|/n=0.17 ℃ x ±t*s/ √n=10.15 ±3.25*0.1581/√10=10.15 ±0.163
環境變遷 感應器反應 時間 R E C b a Va-b 時間常數
環境穩定 環境固定變遷中 d 實際=測量 實際 參數 參數 測量 時間 時間
環境變動中 實際 測量 d 參數 時間
度 溫 度 溫 實際 實際 下放 (快) 下放 (慢) 深度 深度 以CTD收放速度與量測之海水垂直水溫
度 溫 度 溫 實際 實際 上昇 (慢) 上昇 (快) 深度 深度 以CTD收放速度與量測之海水垂直水溫
儀器參數(Other instrument parameters) Theoretical transfer function理論轉換函數: (Dynamic Range動力範圍) Static error band靜誤差帶: (Noise) Sensitivity靈敏度: Ratio of full-scale output to full-scale measurand value Resolution分辨力、解析度: The smallest change of measurand that produces a recognizable change Threshold閥值: Minimum value system is capable of detecting, the resolution at the low end of the scale 儀器參數
(輸出範圍) (測量範圍) VU=1 VL=0 Sensitivity =1/5 MU=5 ML=0 =0.2 Volt/Knot 假設一個測量水流的感應器可以量出0-5節(1節=每1小時1浬)的速率,又設其電力輸出為0-1伏特,其靈敏度等於1伏特除以5節,即每節0.2伏特。 VU=1 VL=0 MU=5 ML=0 Sensitivity =1/5 =0.2 Volt/Knot
(輸出範圍) (測量範圍) 分解能Resolution 若儀器能讀出之電力最小刻度為0.05伏特的變化,則此儀器制度的分解能為0.25節(即是0.05*5節=0.25節),通常以5%表示(=0.25節÷5節=0.05)。
digit output (read-out) 10 bit A/D digit output (read-out) 8 bit A/D Analog input (sensor) 數位裝置的分解能或解析度 現在多數測量裝置為數位裝置,將測量結果利用A/D converter 進行類比數位的轉換,Sensor感應的電力變遷透過A/D卡轉成數位值,數位值為非連續值,此非連續值的分解能(數位分解能)與A/D卡位元數有關,例如8位元的A/D卡的數位分解能為Sensor感應值的1/256 ,10位元A/D卡則可達1/1024 。