精确度、真实性和准确度之间的差异
精確度、真實度和準確度 – 您知道它們的差異嗎？如果您將這三個詞彙與相同的意義聯繫起來，那就不足為奇了，因為在日常生活中，這三個詞彙經常被混為一談。但在計量學和統計學中，這些詞彙確實有根本性的差異。
這正是我們決定撰寫這篇部落格文章的原因，因為精確度、準確性和真實性經常被混淆。因此，在閱讀這篇文章之後，您將會更了解這三個指標是什麼，以及它們如何幫助您評估測量結果。
精確度 – 分散程度的量測
在實驗室甚至現場測試中，我們通常不會只進行一次量測，而是會重複進行多次實驗。但是為什麼要這麼做；難道一次量測不就足夠了嗎？
重複測量的原因之一是為了評估精確度。只有進行足夠的量測，才有可能確定精確度。但現在，什麼是精確度？請看下圖。每個黑點表示一次量測的結果。您注意到什麼？- 在右邊的實驗中，各個量測結果相距甚遠，而且並非每個量測結果都提供相同的數值。但在左邊的實驗中，所有的量測結果幾乎都是相同的。正是這種量測值的分散稱為精確度。
高精度（左）和低精度（右）
當量測值彼此接近時，精確度會很高。但是，測量值彼此差異越大，精確度就越低。這也顯示出單一測量無法達到精確度。精確度只能透過大量的量測來決定。然而，精確度無法說明量度的真實數值。結果可以非常精確，但仍遠遠偏離量測物的真實數值。
高精度，但遠未達到實際價值
在許多情況下，造成低精確度的原因是隨機、所謂的統計誤差。這些誤差可能是由於環境與被測物體的互動所造成。但測量裝置本身也可能成為此類統計誤差的受害者。
真實性 – 確定真實價值
與精確度相反，真實度提供實驗結果與真實數值相差多遠的資訊。如果量測的真實度高，量測結果的平均值就接近真實值。如果量測的真實度低，量測系列的平均值就會遠離真實數值。這可以從下圖看出。
低真實度 (左) 和高真實度 (右)
但是，首先要如何確定測量物的「真實值」呢？真實值通常屬於純理論性質，因為沒有任何測量儀器可以無限精確地測量真實值。因此，人們通常會建立一個自我定義的參考值。此參考值與量測平均值之間的差異即為真實值。定義參考值和確定真實度通常是校正的任務。我們已經就此撰寫了一篇獨立的博文，您可以在此閱讀 這裡。
造成真實度低的原因是系統誤差，這通常取決於測量裝置本身。舉例來說，想一想一位飛鏢手，他總是剛好錯過飛鏢板的中心點。您當然有興趣知道為什麼他總是剛好錯過中心點，因此您問他。答案是 他的手臂是彎的，所以總是錯過。這代表一個系統性錯誤。
精確度 – 真實且精確
您可能已經注意到，真實度不允許對測量值的散佈做任何說明。測量值可以有很高的分散度（低精確度），但卻有很高的真實度。反過來也是一樣：低真實度的測量值可能非常精確。因此，在實務上，我們需要一個結合兩者的指標。這個指標就是精確度。
為了擁有高準確度，一系列的量測必須既精確又真實。因此，高準確度意味著每個量測值，而不只是量測值的平均值（見真實度），都接近真實值。因此，如果您的量測裝置非常精確，您就可以信賴每次的量測，而且可能不需要重複量測。
低準確度導致低準確度（左）；低真實度導致低準確度（中）；高準確度和真實度導致高準確度（右）。
測量裝置的精確度通常以百分比來表示，並指出測量結果可能偏離真實數值的百分比。然而，測量裝置需要多高的精確度，在很大程度上取決於應用。雖然高準確度總是實際可行的，但卻不一定是必要的。舉例來說，如果室外溫度的測量結果與實際溫度有 5 % 的偏差，通常不會有問題 (20 °C 的誤差為 1 °C)。但是，在測量電流和電壓時，通常需要執行精確度為百分之幾十的測量。
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