食品伙伴網(wǎng)服務(wù)號(hào)

實(shí)驗(yàn)誤差分析大全,一篇透徹!

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2022-07-30
核心提示:測(cè)量值跟真實(shí)值之間的差異叫做誤差。任何測(cè)量結(jié)果都不可能絕對(duì)準(zhǔn)確,誤差是客觀存在的,但用它可以衡量我們檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度,誤差越小,則檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度越高。同時(shí),通過(guò)實(shí)驗(yàn)誤差的分析,還能對(duì)日常檢測(cè)工作進(jìn)行質(zhì)量控制。所以,我們對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差分析知識(shí)進(jìn)行匯總,希望對(duì)大家有所幫助!
 

一、誤差常見(jiàn)術(shù)語(yǔ)及定義

1.  準(zhǔn)確度

準(zhǔn)確度指檢測(cè)結(jié)果與真實(shí)值之間相符合的程度。(檢測(cè)結(jié)果與真實(shí)值之間差別越小,則分析檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度越高)。

 

2.  精密度

精密度指在重復(fù)檢測(cè)中,各次檢測(cè)結(jié)果之間彼此的符合程度(各次檢測(cè)結(jié)果之間越接近,則說(shuō)明分析檢測(cè)結(jié)果的精密度越高)。

 

3.  有效數(shù)字

我們把通過(guò)直讀獲得的準(zhǔn)確數(shù)字叫做可靠數(shù)字;把通過(guò)估讀得到的那部分?jǐn)?shù)字叫做存疑數(shù)字。把測(cè)量結(jié)果中能夠反映被測(cè)量大小的帶有一λ存疑數(shù)字的全部數(shù)字叫有效數(shù)字。有效數(shù)字指,保留末一λ不準(zhǔn)確數(shù)字,其余數(shù)字均為準(zhǔn)確數(shù)字。有效數(shù)字的最后一λ數(shù)值是可疑值。

舉例1:
0.2014為四λ有效數(shù)字,最末一λ數(shù)值4是可疑值,而不是有效數(shù)值。

舉例2:
1g、1.000g其所表明的量值雖然都是1,但其準(zhǔn)確度是不同的,其分別表示為準(zhǔn)確到整數(shù)λ、準(zhǔn)確到小數(shù)點(diǎn)后第三λ數(shù)值。因此有效數(shù)值不但表明了數(shù)值的大小,同時(shí)反映了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。

 

4.  重復(fù)性

重復(fù)性指在相同測(cè)量條件下,對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行連續(xù)、多次測(cè)量所得結(jié)果之間的一致性。

重復(fù)性條件包括:相同的測(cè)量程序、相同的測(cè)量者、相同的條件下,使用相同的測(cè)量?jī)x器設(shè)備,在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的重復(fù)性測(cè)量。

 

5.  再現(xiàn)性(復(fù)現(xiàn)性)

在改變測(cè)量條件下,同一被測(cè)量的測(cè)定結(jié)果之間的一致性。

改變條件包括:測(cè)量原理、測(cè)量方法、測(cè)量人、參考測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)量地點(diǎn)、測(cè)量條件以及測(cè)量時(shí)間等。

注意:通常再現(xiàn)性好,意ζ著精密度高。精密度是保證準(zhǔn)確度的先決條件,û有良好的精密度就不可能有高的的準(zhǔn)確度,但精密度高準(zhǔn)確度不一定高;反之,準(zhǔn)確度高,精密度必然好。


二、誤差的種類、來(lái)源和消除

1.  系統(tǒng)誤差

定義:

在相同條件下,多次測(cè)量同一量時(shí),誤差的絕對(duì)值和符號(hào)保持恒定或遵循一定規(guī)律變化的誤差。

舉例:

在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中,誤差大小和符號(hào)均固定不變的系統(tǒng)誤差。

 

某量塊的零件標(biāo)注的設(shè)計(jì)尺寸為10mm,實(shí)物尺寸為10.001mm,誤差為-0.001mm,若零件標(biāo)注的設(shè)計(jì)尺寸使用,則始終會(huì)存在-0.001mm的系統(tǒng)誤差。

 

產(chǎn)生原因:

1)儀器誤差(儀器損耗,δ校正);

 

2)測(cè)量方法誤差(采用測(cè)量方法不同;單λ換算誤差、樣品處理方法不同(濃度、pH值、溫度、作用時(shí)間等);

 

3)試劑差異(純度、雜質(zhì)等);

 

4)操作差異;

 

5)條件差異(實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、溫濕度、照明、通風(fēng)等)。


消除的方法:

1)對(duì)照實(shí)驗(yàn);

 

2)空白實(shí)驗(yàn);

 

3)校準(zhǔn)儀器;

 

4)保證試劑質(zhì)量;

 

5)采樣方法、樣品制備、儲(chǔ)藏標(biāo)準(zhǔn)化;

 

6)注意藥品或其他因素的干擾(處理因素之相互作用);

 

7)固定檢測(cè)實(shí)驗(yàn)人員;

 

8)校正辦法(找不出原因,回歸方程校正)。


2.  隨機(jī)誤差

定義:

排除系統(tǒng)誤差后隨機(jī)發(fā)生的誤差,包括偶然誤差和抽樣誤差,具有可變性和不可避免性。  

例如:
噪聲干擾(包括外界噪聲和儀器內(nèi)部器件和零部件產(chǎn)生的噪聲)、電磁場(chǎng)微變、空氣擾動(dòng)、地面微震、測(cè)量人員的操作微變等都可能會(huì)引起隨機(jī)誤差。  

 

產(chǎn)生原因:

1)抽樣誤差(抽樣樣品多少、差異的誤差);

 

2)非均勻誤差(抽樣樣品不均勻);

 

3)偶然誤差(由一些暫時(shí)無(wú)法控制的微小因素所造成的誤差,如實(shí)驗(yàn)過(guò)程中微小氣候與周Χ電磁場(chǎng)的微小變化、儀器性能的微小變化等);

 

4)分配誤差(抽樣樣品組間分配誤差)。

 

消除的方法:

1)隨機(jī)化和對(duì)照原則;

 

2)增加平行測(cè)定次數(shù);

 

3)交叉實(shí)驗(yàn);

 

4)ä法。

 

 

3. 粗大誤差

定義:

粗大誤差是指在一定測(cè)量條件下,測(cè)量值明顯偏離實(shí)際值或明顯超出測(cè)定條件下預(yù)期的誤差,即是明顯歪曲檢測(cè)結(jié)果的誤差。

產(chǎn)生原因:

1)客觀外界條件的原因  

機(jī)械沖擊、外界震動(dòng)、供電電壓突變、電磁干擾等測(cè)量條件意外的改變,引起儀器示值或被測(cè)對(duì)象λ置的改變而產(chǎn)生粗大誤差; 

2)檢測(cè)人員的主觀原因  

檢測(cè)人員工作責(zé)任性不強(qiáng),對(duì)儀器熟悉與掌握程度不夠等原因,引起操作不當(dāng),或在檢測(cè)過(guò)程中不小心、不耐心、不仔細(xì)等,從而造成錯(cuò)誤的讀數(shù)或記¼錯(cuò)誤等。 

3)測(cè)量?jī)x器內(nèi)部的突然故障

若不能確定粗大誤差是由上述兩個(gè)原因產(chǎn)生時(shí),可分析確定是否為測(cè)量?jī)x器內(nèi)部的突然故障等。  

消除的方法:  

含有粗大誤差的檢測(cè)結(jié)果稱為“壞值”,壞值應(yīng)想辦法予以發(fā)現(xiàn)和剔除。 

剔除粗大誤差可用的方法有3σ準(zhǔn)則,該準(zhǔn)則要求檢測(cè)結(jié)果的次數(shù)不能小于10次,否則不能剔除任何“壞值”,測(cè)量次數(shù)較少時(shí),這種判別方法可靠性不高。而格拉布斯準(zhǔn)則,則可以檢驗(yàn)較少的數(shù)據(jù)

1)拉依達(dá)準(zhǔn)則(3σ準(zhǔn)則)  

設(shè)對(duì)被測(cè)量進(jìn)行等精度測(cè)量,獨(dú)立得到x1,x2,x3...xn,算出其算術(shù)平均值x及剩余誤差vi=xi-x(i=1,2,...,n),并按貝塞爾公式算出標(biāo)準(zhǔn)偏差σ,若某個(gè)測(cè)量值xb的剩余誤差vb(1≤b≤n),滿足下式:

|vb|=|xb-x|>3σ  

則認(rèn)為xb是含有粗大誤差值的壞值,應(yīng)予剔除。

2)格拉布斯準(zhǔn)則

用格拉布斯準(zhǔn)則測(cè)量次數(shù)n=20~100時(shí),判別效果好:

對(duì)某一量做多次等精度的獨(dú)立測(cè)量:x1,x2,x3...xn ; 

計(jì)算平均值、殘余差、標(biāo)準(zhǔn)差:  


三、誤差理論的應(yīng)用

1.  系統(tǒng)誤差

利用誤差理論對(duì)日常檢驗(yàn)工作進(jìn)行質(zhì)量控制,有著重要的意義。如在《實(shí)驗(yàn)室資質(zhì)認(rèn)定評(píng)審準(zhǔn)則》的5.7結(jié)果質(zhì)量控制中的5.7.1提出了質(zhì)量控制的幾種方法:

1) 定期使用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),開(kāi)展內(nèi)部質(zhì)量控制;

 

2) 參加實(shí)驗(yàn)室之間的比對(duì)或能力試驗(yàn);

 

3) 使用不同的方法進(jìn)行重復(fù)性檢測(cè);

 

4) 對(duì)留存樣品進(jìn)行再檢測(cè);

 

5) 分析同一樣品不同特性結(jié)果的相關(guān)性。

 

可利用系統(tǒng)誤差和偶然誤差對(duì)日常檢驗(yàn)工作進(jìn)行質(zhì)量控制:

為保證檢測(cè)結(jié)果的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性,通過(guò)用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控,具體的做法是:用一標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或用檢測(cè)結(jié)果穩(wěn)定、均勻的在有效期內(nèi)的樣品,在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi),對(duì)同一(標(biāo)物)樣品進(jìn)行重復(fù)檢測(cè),將檢測(cè)結(jié)果匯成曲線,通過(guò)坐標(biāo)上檢測(cè)點(diǎn)的結(jié)果,將其聯(lián)成線,通過(guò)曲線可判定誤差的類型:

 

1) 假設(shè)我們ÿ10天檢測(cè)一次,共有10個(gè)點(diǎn),而這10個(gè)點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)值之間上下波動(dòng),無(wú)規(guī)律可言,則說(shuō)明是偶然誤差,是正常狀態(tài);

 

2) 當(dāng)檢測(cè)的結(jié)果呈現(xiàn)出規(guī)律性,或在真值線以上、或在真值線以下、或呈現(xiàn)一條斜線,則視為出現(xiàn)了系統(tǒng)誤差,這種情況下,應(yīng)查找出現(xiàn)系統(tǒng)的原因,并找到消除系統(tǒng)誤差的原因。 
編輯:songjiajie2010

 
分享:
關(guān)鍵詞: 實(shí)驗(yàn)室,誤差
[ 網(wǎng)刊訂閱 ]  [ 儀器設(shè)備搜索 ]  [ ]  [ 告訴好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 關(guān)閉窗口 ] [ 返回頂部 ]
 

 
 
推薦圖文
推薦儀器設(shè)備
點(diǎn)擊排行
 
 
Processed in 0.108 second(s), 18 queries, Memory 1.13 M