儀器與量測

校正與量測不確定度(calibration)

校正是「拿儀器去對照一個更可信的基準、並記錄它偏差多少」的動作;而不確定度則是誠實承認——沒有任何一次量測是完全精準的。你的電錶顯示 5.000 V,但真實電壓究竟是 5.000、4.998,還是 5.011?校正透過把你的電錶與一個準確度已知的標準件比對來回答這個問題,理想上這個標準件能沿著一條不中斷的鏈,回溯到國家計量實驗室,最終追溯到伏特與秒的物理定義。就像拿一個有認證的 1 公斤砝碼去校你家的廚房秤:唯有如此,你才知道該不該相信秤上的數字。

每一次真實量測都帶著一條不確定度帶——正確的寫法是 5.00 V ± 0.02 V——它由儀器的準確度規格、上次校正後的漂移、溫度與隨機雜訊共同構成。像「±(讀值的 0.05% + 3 個字)」這樣的規格,意思是誤差隨數值放大,「再加上」末幾位數字帶來的固定底限,因此一個很小的讀值可能被那個底限所主導。工程師之所以在乎,是因為沒有不確定度的結果只是個「意見」:在你知道它是 ±0.1 mm(很好)還是 ±2 mm(沒用)之前,「這個間隙是 10.0 mm」根本沒有意義。

典型桌上型數位電錶的準確度規格,套用在 4.5 V 讀值上的計算。

準確度(接近真值的程度)與精密度(讀值的可重複性)是兩回事:一支電錶可以「精密地錯」,真值是 5.000 V 卻每次都給你 5.123 V——校正修正的是準確度,而多次讀值取平均只能對抗隨機雜訊、改善精密度。

又稱
calibrationtraceability校準可追溯性