一文读懂准确度（Accuracy）和精确度（Precision）的区别

一文读懂准确度（Accuracy）和精确度（Precision）的区别

在日常学习和工作中，我们经常接触到"准确度"（Accuracy）和"精确度"（Precision）这两个词，但你真的了解它们之间的区别吗？本文将通过清晰的定义、生动的实例以及实际应用，帮助你彻底掌握这两个容易混淆的概念。

Accuracy和Precision这两个单词，相信大家都不陌生吧？
但是，你真的知道它们的区别吗？
我敢打赌，90%以上的人是不理解它们的含义的。
其实，在质量管理、实验室研究以及生产中的测量中，准确度（accuracy）和精确度（precision）是至关重要的概念。
这两个概念虽然常被混淆，但它们有着不同的含义和作用。
准确度和精确度的区分，能够帮助我们更好地理解测量过程中的误差类型，并提高系统的可靠性。

定义与区别

准确度（Accuracy）：准确度是指测量值与真实值之间的接近程度。换句话说，它衡量的是结果的正确性。如果一个测量系统的输出接近真实值，我们就说它具有较高的准确度。

精确度（Precision）：精确度则描述了多次测量之间的一致性，有时也称为重复性。精确度并不关心测量值是否接近真实值，而是关注相同条件下重复测量的结果是否接近。如果一个系统的多次测量结果相互接近，这就是精确的。

简单的类比就是射箭比赛：如果射出的箭都落在靶心附近，但分布较为松散，那么系统具有较高的准确度，但精确度较低；如果所有箭集中在一个小区域，但远离靶心，精确度高但准确度低。

例子解释

为了更好地理解准确度与精确度，我举几个例子。

1. 实验室中的测量：假设实验人员在测量某个物体的长度，真实长度为100毫米（mm）。

高准确度、低精确度：实验的测量值分别是98 mm、102 mm、99 mm，虽然这些测量值偏差较大，但总体上接近真实值。该系统的准确度较高，但精确度较低。

高精确度、低准确度：如果实验的测量值分别为90 mm、91 mm、90.5 mm，这些测量值非常接近，但与真实值相差较大，说明测量系统有高精确度但准确度不高。

高准确度和高精确度：如果测量值分别为99.8 mm、100.1 mm、100 mm，则这些测量值不仅相互接近且靠近真实值，该系统具有高准确度和高精确度。

低准确度和低精确度：如果测量值分别为85 mm、110 mm、95 mm，则测量结果既不一致，也远离真实值，说明测量系统既不准确也不精确。

2.千分尺的测量：让我们用千分尺测量25毫米管道的直径。获得的测量值分别为25.21 mm、25.10 mm、25.15 mm、24.10 mm和26.15 mm。结果表明我们的仪器是准确的，即测量平均值非常接近目标值，但不精确，即测量值变化很大。

3. 称重系统的测量：假设我们在体重秤1上测量10 kg的标准体重。获得的测量值分别为10.15 kg、10.20 kg、10.50 kg、11.40 kg和12.10 kg。结果表明，我们的体重秤是准确的，即测量值的平均值接近指定值，但不精确，即测量值不一致，差异很大。

假设我们在体重秤2上测量相同的标准体重，获得的值为12.15 kg、12.18 kg、12.35 kg、12.20 kg和12.41 kg。这意味着体重秤2比体重秤1更精确，因为所有值都非常一致，但体重秤2并不准确，因为测量值的平均值远离目标。

4. 温度测量：假设我们有一个物体，温度为30摄氏度。温度计的读数分别为30.5°C、30.3°C和30.10°C。结果表明温度计既准确又精确，即测量值与目标值的接近程度非常高，并且测量结果一致。

准确度与精确度在生产中的应用

在制造业中，准确度和精确度对产品质量有直接影响。
例如，在汽车制造中，精密零件的尺寸测量至关重要。
假设测量系统用于检测零件的直径，其公差范围可能只有几微米。如果测量系统精度不足，重复的测量结果不一致，可能导致产品不符合规格，影响整个装配质量。
另一方面，虽然高精度的系统可以产生一致的测量结果，但如果系统偏离真实值，所有产品的测量都将出错。因此，生产过程需要同时追求准确度和精确度。

提高准确度和精确度的方法

为了在实际应用中提升测量系统的准确度和精确度，通常会采用以下几种方法：
校准设备：定期对测量设备进行校准，以确保设备提供的测量结果接近真实值。
减少测量误差：分析测量系统中可能存在的误差来源，例如环境变化、测量方法、操作员差异等，减少这些误差对测量结果的影响。
改进重复性与再现性：改进设备的重复性与再现性，通过多次测量并分析结果，确保每次测量结果的一致性。
使用标准化测量方法：确保每次测量使用相同的标准化方法，以提高精确度。

重复性，再现性，稳定性，偏差

这里再说几个个概念：重复性，再现性，稳定性和偏差。
重复性定义为：一名检查员或评估员，使用同一种测量设备或者量具，多次测量相同部件的相同特性时，获得的测量值的变化。
再现性定义为：不同检验员或者评估员，使用相同测量设备或者量具，对相同部件的相同特性进行测量时，所做的观察/测量的平均值的变化。
简言之：重复性是因设备而产生的差异，再现性是因评估者而产生的差异。

稳定性是指：偏差在一段时间内的变化。
稳定性是指在较长的时间段内，使用测量系统对同一标准件/零件进行单一特性测量时，获得的观测值/测量值的总体变化。
稳定性也称为漂移。

偏差通常被称为“准确性”，是指在同一部件上，同一特征的观测平均值与真实值或参考值之间的差异。

总结

准确度和精确度在测量系统中扮演着不同但互补的角色。准确度指的是测量结果接近真实值的程度，而精确度则衡量的是多次测量结果之间的一致性。通过理解这两个概念，我们可以更好地优化测量系统，确保其既准确又精确，从而提高整个生产过程的可靠性和产品质量。

准确度和精确度不仅仅是抽象的测量指标，它们在实际应用中有着广泛的影响。从实验室的研究、生产过程的质量控制，到日常生活中的设备校准，都需要平衡准确度与精确度，以确保我们能够做出正确的判断与决策。

如果测量系统偏离了准确或精确的要求，可能会导致误导性的结果，进而影响整个系统的性能。因此，企业和科研机构应重视测量系统的优化，并通过持续改进来保持其性能。