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      實驗誤差分析大全,一篇透徹!

      放大字體  縮小字體 發布日期:2022-07-30
      核心提示:測量值跟真實值之間的差異叫做誤差。任何測量結果都不可能絕對準確,誤差是客觀存在的,但用它可以衡量我們檢測結果的準確度,誤差越小,則檢測結果的準確度越高。同時,通過實驗誤差的分析,還能對日常檢測工作進行質量控制。所以,我們對實驗誤差分析知識進行匯總,希望對大家有所幫助!
       

      一、誤差常見術語及定義

      1.  準確度

      準確度指檢測結果與真實值之間相符合的程度。(檢測結果與真實值之間差別越小,則分析檢驗結果的準確度越高)。

       

      2.  精密度

      精密度指在重復檢測中,各次檢測結果之間彼此的符合程度(各次檢測結果之間越接近,則說明分析檢測結果的精密度越高)。

       

      3.  有效數字

      我們把通過直讀獲得的準確數字叫做可靠數字;把通過估讀得到的那部分數字叫做存疑數字。把測量結果中能夠反映被測量大小的帶有一λ存疑數字的全部數字叫有效數字。有效數字指,保留末一λ不準確數字,其余數字均為準確數字。有效數字的最后一λ數值是可疑值。

      舉例1:
      0.2014為四λ有效數字,最末一λ數值4是可疑值,而不是有效數值。

      舉例2:
      1g、1.000g其所表明的量值雖然都是1,但其準確度是不同的,其分別表示為準確到整數λ、準確到小數點后第三λ數值。因此有效數值不但表明了數值的大小,同時反映了測量結果的準確度。

       

      4.  重復性

      重復性指在相同測量條件下,對同一被測量進行連續、多次測量所得結果之間的一致性。

      重復性條件包括:相同的測量程序、相同的測量者、相同的條件下,使用相同的測量儀器設備,在短時間內進行的重復性測量。

       

      5.  再現性(復現性)

      在改變測量條件下,同一被測量的測定結果之間的一致性。

      改變條件包括:測量原理、測量方法、測量人、參考測量標準、測量地點、測量條件以及測量時間等。

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


      二、誤差的種類、來源和消除

      1.  系統誤差

      定義:

      在相同條件下,多次測量同一量時,誤差的絕對值和符號保持恒定或遵循一定規律變化的誤差。

      舉例:

      在整個測量過程中,誤差大小和符號均固定不變的系統誤差。

       

      某量塊的零件標注的設計尺寸為10mm,實物尺寸為10.001mm,誤差為-0.001mm,若零件標注的設計尺寸使用,則始終會存在-0.001mm的系統誤差。

       

      產生原因:

      1)儀器誤差(儀器損耗,δ校正);

       

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

       

      3)試劑差異(純度、雜質等);

       

      4)操作差異

       

      5)條件差異(實驗室環境、溫濕度、照明、通風等)。


      消除的方法:

      1)對照實驗;

       

      2)空白實驗;

       

      3)校準儀器;

       

      4)保證試劑質量;

       

      5)采樣方法、樣品制備、儲藏標準化;

       

      6)注意藥品或其他因素的干擾(處理因素之相互作用)

       

      7)固定檢測實驗人員;

       

      8)校正辦法(找不出原因,回歸方程校正)


      2.  隨機誤差

      定義:

      排除系統誤差后隨機發生的誤差,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部器件和零部件產生的噪聲)、電磁場微變、空氣擾動、地面微震、測量人員的操作微變等都可能會引起隨機誤差。  

       

      產生原因:

      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(由一些暫時無法控制的微小因素所造成的誤差,如實驗過程中微小氣候與周Χ電磁場的微小變化、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)隨機化和對照原則;

       

      2)增加平行測定次數;

       

      3)交叉實驗;

       

      4)ä法。

       

       

      3. 粗大誤差

      定義:

      粗大誤差是指在一定測量條件下,測量值明顯偏離實際值或明顯超出測定條件下預期的誤差,即是明顯歪曲檢測結果的誤差。

      產生原因:

      1)客觀外界條件的原因  

      機械沖擊、外界震動、供電電壓突變、電磁干擾等測量條件意外的改變,引起儀器示值或被測對象λ置的改變而產生粗大誤差; 

      2)檢測人員的主觀原因  

      檢測人員工作責任性不強,對儀器熟悉與掌握程度不夠等原因,引起操作不當,或在檢測過程中不小心、不耐心、不仔細等,從而造成錯誤的讀數或記¼錯誤等。 

      3)測量儀器內部的突然故障

      若不能確定粗大誤差是由上述兩個原因產生時,可分析確定是否為測量儀器內部的突然故障等。  

      消除的方法:  

      含有粗大誤差的檢測結果稱為“壞值”,壞值應想辦法予以發現和剔除。 

      剔除粗大誤差可用的方法有3σ準則,該準則要求檢測結果的次數不能小于10次,否則不能剔除任何“壞值”,測量次數較少時,這種判別方法可靠性不高。而格拉布斯準則,則可以檢驗較少的數據

      1)拉依達準則(3σ準則)  

      設對被測量進行等精度測量,獨立得到x1,x2,x3...xn,算出其算術平均值x及剩余誤差vi=xi-x(i=1,2,...,n),并按貝塞爾公式算出標準偏差σ,若某個測量值xb的剩余誤差vb(1≤b≤n),滿足下式:

      |vb|=|xb-x|>3σ  

      則認為xb是含有粗大誤差值的壞值,應予剔除。

      2)格拉布斯準則

      用格拉布斯準則測量次數n=20~100時,判別效果好:

      對某一量做多次等精度的獨立測量:x1,x2,x3...xn ; 

      計算平均值、殘余差、標準差:  


      三、誤差理論的應用

      1.  系統誤差

      利用誤差理論對日常檢驗工作進行質量控制,有著重要的意義。如在《實驗室資質認定評審準則》的5.7結果質量控制中的5.7.1提出了質量控制的幾種方法:

      1) 定期使用有證標準物質,開展內部質量控制;

       

      2) 參加實驗室之間的比對或能力試驗;

       

      3) 使用不同的方法進行重復性檢測;

       

      4) 對留存樣品進行再檢測;

       

      5) 分析同一樣品不同特性結果的相關性。

       

      可利用系統誤差和偶然誤差對日常檢驗工作進行質量控制:

      為保證檢測結果的穩定性和準確性,通過用標準物質進行質量監控,具體的做法是:用一標準物質或用檢測結果穩定、均勻的在有效期內的樣品,在規定的時間間隔內,對同一(標物)樣品進行重復檢測,將檢測結果匯成曲線,通過坐標上檢測點的結果,將其聯成線,通過曲線可判定誤差的類型:

       

      1) 假設我們ÿ10天檢測一次,共有10個點,而這10個點在標準值之間上下波動,無規律可言,則說明是偶然誤差,是正常狀態;

       

      2) 當檢測的結果呈現出規律性,或在真值線以上、或在真值線以下、或呈現一條斜線,則視為出現了系統誤差,這種情況下,應查找出現系統的原因,并找到消除系統誤差的原因。 
      編輯:songjiajie2010

       
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      關鍵詞: 實驗室,誤差
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