浅议准确度\正确度和精密度

摘 要:基础术语的定义常用来描述测量活动的质量,准确理解和正确使用基本术语对于从事测试工作的科技工作者是非常重要的。在理解和使用基本术语时常常出现误解和误用的情形,本文对与测量方法和结果相关的三个重要基本术语―― 准确度、正确度和精密度进行了简述,浅析了三者的相互关系。

关键词:术语 准确度 正确度 精密度

中图分类号:TB99 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(a)-0236-01

1基本术语存在的问题

准确地理解和正确地使用术语对于科技工作者来说是非常重要的。因为在许多国际协调活动,以及跨学科的科学交流活动中,对术语的理解和使用不准确往往导致使用相同的术语却表达了不同的含义。造成这种情形的原因可能有以下几个方面。

1.1 基本术语在辞典(或百科全书)和国际标准中的定义不同

如在分析化学和统计学领域,对“precision(精密度)”描述的是一组测试结果的分散程度,而在日常用语中“precision”常被描述为“accuracy”的同义词[1]。

1.2 基本术语在发展过程中其定义发生变化

如“准确度”这一术语在过去一段时间只用来表示现在成为“正确度”的部分,而现在它不仅包括测试结果对参考(标准)值的系统影响,也应包括随机的影响[2]。在一些学术刊物上,误用“准确度”代替“正确度”的情况时有出现[1]。

1.3 引入外来术语时由于翻译产生的误解

如现行的许多(国家、行业或地方等)标准中均有“精密度与偏差”一章,该章中的“偏差”是描述“正确度”的度量,其对应的英文单词为“bias”;而在表述精密度的“(标准)偏差”对应的英文单词为“(standard) deviation”,从字面理解二者都是“偏差”,但含义却有本质的区别。在GB/T 6379.1-2004[2]的定义中,“bias”作“偏倚”讲,下文以GB/T 6379.1-2004的定义为准。

2基本概念

GB/T 6379.1-2004[2]中对准确度、正确度与精密度这三个术语作了简洁的定义。

2.1 准确度(accuracy)

测试结果与接收参照值间的一致程度。

术语“准确度”,当用于一组测试结果时,由随机误差(random error)分量(即精密度)和系统误差(systematic error)分量(又称偏倚分量,即正确度)组成。换而言之,通常用“精密度”与“正确度”来描述测量方法或结果的准确度。

2.2 正确度(trueness)

由大量测试结果得到的平均数与接受参照值间的一致程度。

正确度通常用“偏倚(bias)”表示。

2.3 精密度(precision)

在规定条件下,独立测试结果间的一致程度。

精密度的度量通常以“不精密度(imprecision)”表达,其量值用测试结果的“标准偏差(standard deviation)”来表示。

3准确度、正确度与精密度的关系[1]

图1所示的简图表明了误差种类(Type of errors)、工作特性(Performance characteristics)和工作特性的量值(Quantitative expression of performance characteristics)之间的关系。

譬如,测量方法中随机误差的影响以精密度表述,以同一方法对同一样品进行多次测量的标准偏差来度量精密度;进一步来讲,精密度又可细分为重复性(repeatability)、实验室内再现性(within-lab reproducibility)和再现性(reproducibility)。

测量方法中系统误差的影响以正确度表述,以偏倚来度量。如按照同一方法测试有证标准物质,将大量测试结果得到的平均值与标准物质的约定真值的差值来度量正确度。

引起测量结果误差的原因是多方面的,但从误差的性质和来源上可分为系统误差和随机误差两大类。因此,测量过程的工作特性―― 准确度,实际上包括正确度和精密度两部分。由于准确度是一个定性概念,表达的是测试结果与真值之间的一致程度[3]。而定量地估计准确度对于说明置信度和测试结果的可靠性是非常重要的,因而常用测量不确定度(measurement uncertainty)表示。图1中的虚线表示“偏倚”分量对测量不确定度的贡献目前还存在争议。关于根据重复性/再现性和偏倚来评定测量不确定度可参考指南[4～5]。

4结语

本文根据GB/T 6379.1-2004对准确度、正确度和精密度的定义和理解,简述了三者的相互关系。分析认为测量方法和结果的准确度应包括两方面的内容,即正确度和精密度。在表述测量结果的准确度时,应以测量不确定度表示。

参考文献

[1] ANTONIO M,MARINA P,BERTIL M.Understanding the meaning of accuracy,trueness and precision[J]. Accred Qual Assur,2007,12:45～47.

[2] 全国统计方法应用标准化技术委员会. GB/T 6397.1-2004中国标准书号[S]. 北京:中国标准出版社,2004.

[3] WALTER W H,WILLIAM K,DARRELL A,ROGER L W.Making sense of trueness,precision,accuracy,and uncertainty[J].Pharmacopeial Forum,2008,34(3):838～842.

[4] 全国法制剂量技术委员会.JJF 1059-1999中国标准书号[S].北京:中国计量出版社,1999.

[5] ISO.ISO/TS 21748[S].Geneva:ISO,2004.