計量技術(shù)規范JJF1059—1999《測量不確定度評定與表示》中正文的最后一句話(huà)(見(jiàn)1059第23頁(yè)):“如果相關(guān)系數的絕對值接近1時(shí),則相關(guān)系數應給出三位數字?!惫P者認為意義不大,討論如下。
在不確定度的評定過(guò)程中,只有在合成標準不確定度時(shí),才考慮各輸入量估計值之間是否相關(guān)。對于獨立或不相關(guān)情況下的合成采用不確定度傳播律公式來(lái)計算合成標準不確定度。而當輸入量相關(guān)時(shí),計算合成標準不確定度的表達式則為:
(1)
式中:u(xi,xj)為協(xié)方差。
為了易于理解和計算,引入了相關(guān)系數的概念,其估計值為:
r(xi,xj)=r(xj,xi)=[u(xi,xj)]/[u(xi)·u(xj)]
將其代入(1)式化簡(jiǎn)后得:
(2)
由(2)式可以看出:相關(guān)系數僅用于計算協(xié)方差項。
現在假設有數學(xué)模型函數:y=x1+x2,兩輸入量x1與x2強相關(guān),r≈1代入(2)式得:
uc(y)=
因為相關(guān)系數r是一個(gè)估計值,存在取舍問(wèn)題,若按1059中所述取3位或取2位以至取1位,合成后的不確定度有怎樣的不同呢?筆者對各種情況分別進(jìn)行了試驗、計算和比較,參看下表:
表中:Δ=(uc最大-uc最小)/uc可以看出:
1.兩強相關(guān)的分量大小相同或相當時(shí),相關(guān)系數取1位與取3位對合成標準不確定度的影響最大為2.5%;
2.兩強相關(guān)分量大小不相當時(shí),相關(guān)系數取1位與取3位對合成標準不確定度的影響均小于2.5%;
由此可以看出:相關(guān)系數的絕對值接近1時(shí),相關(guān)系數給出3位與給出1位對合成標準不確定度的影響可以忽略不計。為什么JJF1059—1999和GUM要求給出3位呢?請讀者參與討論。