在科学测量中,绝对精度和相对精度是两个重要的因素,两者都反映了测量的结果与效果。但它们各自代表什么?它们之间的本质区别是什么?在本文中,让我们深入了解绝对精度和相对精度。
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绝对精度(accuracy)介绍
绝对精度是评价测量值与真实值之间偏差的标准。如果测量值越接近真实值,那么测量就越准确。
绝对精度的计算公式
通过计算测量值与真值之间的百分比误差,或者通过比较所有测量值的平均值与真值之间的偏差来判断精度,公式如下所示:
或:
根据上述公式可知测量值越接近真实值,百分比误差就越小,测量就越准确,或者平均值越接近真实值,测量越准确。
相对精度(precision)介绍
相对精度是评价不同测量值之间效果的标准。如果测量值与其他测量值越接近,则测量精度越高。
相对精度的计算公式
可以通过计算标准差来显示不同测量值之间的偏差程度,公式如下所示:
标准差越小,表示每次测量值的分布越集中,相对精度越高。
绝对精度与相对精度的对比
二者的区别如下表所示:
绝对精度 | 相对精度 |
测量值与真实值的偏差 | 测量值之间的离散程度 |
单次测量评价精度 | 多次测量评价精度 |
通过一组测量值的频率分布,进一步了解绝对精度和相对精度的含义:
绝对精度和相对精度的应用举例
例1:如何验证相机在38.0cm范围内的精度,测量结果如下:37.9cm, 38.1cm, 37.8cm, 38.2cm, 38.0cm:
计算如下:
绝对精度计算公式如下:
计算结果表明,测量值的平均值38cm与真实值相同,相机测距具有很高的测量准确性。
相对精度计算公式如下:
计算结果表明,所有测量值相差均在0.3cm以内,表明具有很高的精度。
例2:使用目标靶子的命中率来描述精度
情况一:显示高绝对精度和高相对精度的目标命中,如下图所示:
情况二:显示高绝对精度和低相对精度的目标命中,如下图所示:
情况三:显示低绝对精度和高相对精度的目标命中,如下图所示:
情况四:显示低绝对精度和低相对精度的目标命中,如下图所示:
总结
绝对精度:是指测量值与真实值之间的接近程度。
相对精度:是指不同测量值彼此之间的接近程度。