為什麼在計算 B 類不確定度時,解析度要先除以 2,再除分布模型?

2026/07/20

在輔導實驗室建置 ISO/IEC 17025 時,只要談到量測不確定度,

幾乎一定會有人問我:

「老師,為何解析度在除以分佈模型之前要先÷2,為什麼一定要這樣算?」

這是因為在 B 類不確定度的計算中,解析度通常不會直接作為標準不確定度使用,而是要先轉換成可能偏差範圍,也就是說,「除以 2」處理的是解析度本身的範圍問題,這是為什麼呢?

【一】先回到量測的基本觀念:量測結果通常包含「實測值」與「估計值」

以前在學校做理化實驗時,老師通常會提醒我們,量測結果不是只寫看得到的刻度,而是要包含「一位實測值」「一位估計值」。

例如一把最小刻度為 1 mm 的尺,如果物體長度落在 25 mm 與 26 mm 之間,我們不會只寫 25 mm,而可能會依目視位置估計為 25.4 mm。 

這裡的 25 mm,是我們可以從刻度上直接讀到的實測值;後面的 0.4 mm,則是依據位置所做的合理估計值。

所以,量測的最後一位數,本來就帶有不確定性。它不是完全沒有依據的猜測,但也不是百分之百確定的數字。

【二】電子儀器也是一樣,只是它把估計動作內建在顯示結果裡

很多人以為「一位估計值」只存在於尺、量筒、指針式儀表這類人工判讀的工具,電子儀器就沒有這個問題。

其實不是。

例如電子天平顯示為 10.0 g,解析度為 0.1 g。這並不代表真實重量一定剛好是 10.0 g,而是代表儀器只能顯示到 0.1 g 這個位數。 

換句話說,只要真實值落在約 9.95 g 到 10.05 g 之間,儀器都可能顯示為 10.0 g。 所以,解析度真正代表的不是「誤差等於 0.1 g」,而是: 

儀器在最後一位數上,已經無法再往下分辨,這也是為什麼解析度與有效數字有關。 

儀器能顯示幾位,不代表每一位都同樣確定;尤其最後一位數,通常就是量測結果中最需要被理解、也最容易被誤用的部分。

【三】解析度為什麼要先除以 2?因為它代表的是「一整格」

如果解析度是 0.1 g,表示儀器每一格顯示間距是 0.1 g。

 很多人看到儀器解析度是 0.1,就直接把 0.1 當成誤差值使用,其實這是不正確的。 因為當儀器顯示 10.0 g 時,真實值不會在 10.0 g 到 10.1 g 之間整格亂跑,而是以 10.0 g 這個顯示值為中心,向上或向下各有半格的不確定範圍。

所以我們真正知道的是:實際重量會落在 9.95 g 到 10.05 g 之間。

因此,最大可能偏差是:解析度 ÷ 2,也就是 0.1 g ÷ 2 = 0.05 g。這一步非常重要。因為「解析度」是整個刻度寬度,而「不確定範圍」通常是以顯示值為中心的正負半格。

所以,除以 2 不是為了讓公式看起來完整,而是為了把「一整格解析度」轉成「相對於顯示值的最大可能偏差」。 

所以當我們把解析度除以 2,得到最大可能偏差後,接下來才是分布模型的判斷,將這個偏差範圍內的誤差,應該如何轉換成標準不確定度?

【四】現場最常看到的問題:公式會算,但觀念沒有拆開

在實務輔導中,我很少看到實驗室完全不知道怎麼填公式。比較常見的是,大家知道要填「解析度 ÷ 2 ÷ √3」,但不一定知道每一步代表什麼。 這會造成一個問題:

當條件改變時,實驗室就不知道公式能不能繼續套用。

例如:

  • 解析度是否真的適合作為此項不確定度來源?
  • 該項設備的最後一位顯示是否穩定?
  • 這個來源是否已經被重複性或其他項目涵蓋?
  • 是否有必要另外考慮靈敏度、漂移、校正證書不確定度或規格允差?

如果這些問題沒有想清楚,表面上看起來有完成不確定度評估,但實際上只是把數字填進表格裡。

結語:公式可以記,但觀念不能背

解析度要先除以 2,是因為解析度代表的是儀器顯示的一整格,而量測結果真正可能偏離顯示值的範圍,通常是正負半格。 

再除以分布模型,是因為我們要把這個最大可能偏差,依據合理的分布假設,換算成可以與其他來源合成的標準不確定度。

所以,這個公式真正想表達的不是「解析度一定要這樣算」,而是提醒實驗室:量測結果的最後一位數,本來就有其限制;我們要用合理、可說明的方式,把這個限制轉換成不確定度的一部分。

對實驗室來說,會算公式只是基本,真正重要的是能說清楚:

  • 這個數字從哪裡來?
  • 它代表什麼限制?
  • 為什麼要這樣換算?
  • 又為什麼可以納入這份不確定度評估?

當這些問題都能回答清楚,量測不確定度就不再只是稽核前趕出來的表格,而是實驗室理解自身量測能力、也能對結果負責的一份技術說明。

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