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置信概率和极限误差

时间:2022-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:置信概率p为误差δ落入置信区间的概率,若δ超出该区间的概率为α,则有p=1-α。式中,Δ1,Δ2分别为上半置信区间宽度和下半置信区间宽度。式中的置信概率p又可称为置信水平,α=1-p称为显著水平。此极端误差称为测量的极限误差,并以Δ表示。

作为数据精度的评定参数,实用中更广泛地使用置信概率和极限误差。

1.置信概率

在某些重要的测量场合,希望能给出表征误差分布的一个区间性指标,使误差出现在该区间之外的可能性几乎为零。该区间表征了误差分布的界限,定义为置信区间。置信概率p为误差δ落入置信区间的概率,若δ超出该区间的概率为α,则有p=1-α。

已知测量总体的概率密度f(x),测量结果分布在以测量真值即无系统误差时的期望值μ为中心,置信概率p的一个区间[μ-Δ1,μ+Δ2],该区间称为置信区间,如图1-1所示。

图1-1 误差分布的置信区间、置信概率

该区间可表示为

式中,Δ1,Δ2分别为上半置信区间宽度和下半置信区间宽度。式中的置信概率p又可称为置信水平,α=1-p称为显著水平。

2.极限误差

极限误差是指极端误差,是误差不应超过的界限,此时对被测量的测量结果(单次测量或测量列的算术平均值)的误差,不超过极端误差的置信概率为p,并使差值1-p=α可以忽略。此极端误差称为测量的极限误差,并以Δ表示。

极限误差Δ的值可依据测量标准差、误差分布及要求的置信概率确定:

式中,k为置信因子,是误差分布、自由度和置信概率的函数,通常由表可查。

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