检验分析误差与数据处理(检验员基础资料).pptx
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1、1/9/20221检验分析误差与数据处理检验分析误差与数据处理 一、测量误差一、测量误差 二、二、原始记录与数据处理原始记录与数据处理 三、三、检验报告检验报告v 产生误差的主要原因产生误差的主要原因v 测量误差的计算测量误差的计算v 相对误差相对误差、绝对误差绝对误差、偏差的的定义偏差的的定义v 测量准确度的概念测量准确度的概念v 测量不确定度的概念测量不确定度的概念v 误差的分类误差的分类v 随机误差的定义随机误差的定义v 随机误差的性质随机误差的性质v 系统误差的定义系统误差的定义v 减小系统误差的主要方法减小系统误差的主要方法 v 减小误差的主要途径减小误差的主要途径v 平均值的概念平
2、均值的概念一、一、测量误差测量误差1、产生误差的主要原因产生误差的主要原因 1. 测量仪器和设备误差测量仪器和设备误差 2. 环境条件误差环境条件误差 3. 检测方法误差检测方法误差 4. 人员误差人员误差 5. 检测试样的误差检测试样的误差2、误差的有关概念、误差的有关概念 测量误差:测量误差: 指指测量结果测量结果减去被测量的减去被测量的真值真值,又称又称绝对误绝对误差差。测量误差是有计量单位的,还有符号。测量误差是有计量单位的,还有符号。 测量误差测量误差=测量结果测量结果-被测量的真值被测量的真值,即,即=x-x0 相对误差相对误差: 测量误差测量误差除以被测量的除以被测量的真值真值所
3、得到的商称为所得到的商称为相对误差相对误差 相对误差相对误差=测量误差测量误差 / 真值,真值,=/t 100% 偏差:偏差: 指指测量结果测量结果减去多次测量的减去多次测量的算术平均值算术平均值 偏差偏差=测量结果测量结果算术平均值算术平均值 测量准确度测量准确度: 测量准确度表示测量准确度表示测量结果测量结果与被测量与被测量真值真值之间之间的的一致程度一致程度。就误差分析而言,准确度是测量结。就误差分析而言,准确度是测量结果中系统误差和随机误差的综合,误差大,则准果中系统误差和随机误差的综合,误差大,则准确度低,误差小,则准确度高。确度低,误差小,则准确度高。 注意:注意:准确度是一个准确
4、度是一个定性概念定性概念,不能定量表示。,不能定量表示。可以说可以说准确度高或者准确度低准确度高或者准确度低,也可以说准确度,也可以说准确度为为0.5级级等,但不能说准确度为等,但不能说准确度为0.5%测量不确定度的概念测量不确定度的概念: 表征合理赋予被测量之值的表征合理赋予被测量之值的分散性分散性,与测量结,与测量结果相联系的参数。果相联系的参数。 通俗来讲,测量不确定度是指测量结果变化通俗来讲,测量不确定度是指测量结果变化不不能肯定的程度能肯定的程度,即,即可疑程度可疑程度。表示测量结果在某。表示测量结果在某个量值范围的一个估计,是个量值范围的一个估计,是测量结果含有的一个测量结果含有的
5、一个参数参数,用来表示被测量值得分散性。,用来表示被测量值得分散性。表示方法:测量不确定度可以用表示方法:测量不确定度可以用标准差或其倍数标准差或其倍数或或者说明了置信水准的者说明了置信水准的区间半宽区间半宽来表示来表示3、误差的分类误差的分类 检测误差按其特性可分为检测误差按其特性可分为随机误差随机误差与与系统误差系统误差两两大类大类随机误差随机误差 随机误差的定义随机误差的定义: 测量结果测量结果与在与在重复性条件重复性条件下对下对同一被测量同一被测量进行进行无无限多次测量限多次测量所得结果的所得结果的平均值平均值之差,称为随机误之差,称为随机误差。差。随机误差又叫偶然误差随机误差又叫偶然
6、误差。 随机误差的性质随机误差的性质: 对称性对称性 单峰性单峰性 有界性有界性 抵偿性抵偿性 系统误差系统误差 系统误差的定义系统误差的定义: 在在重复性条件重复性条件下,对下,对同一被测量同一被测量进行进行无限多无限多次测量次测量所得结果的所得结果的平均值平均值与被测量的与被测量的真值真值之差,之差,称为系统误差称为系统误差 减小系统误差的主要方法减小系统误差的主要方法: 替代法替代法 交换法交换法 补偿法补偿法 空白实验、对照实验空白实验、对照实验 加修正值加修正值4、减小误差的主要途径减小误差的主要途径1、选择合适的分析方法、选择合适的分析方法2、分析测试用水的要求、分析测试用水的要求
7、3、对各种试剂、仪器进行校准、对各种试剂、仪器进行校准4、正确选取样品的量、正确选取样品的量5、做空白实验、对照实验、做空白实验、对照实验6、做回收试验、做回收试验7、标准曲线的回归、标准曲线的回归 5、平均值的概念平均值的概念(补充)(补充) 将所有将所有测定值的总和测定值的总和除以除以测定总次数测定总次数所得的商。若以所得的商。若以X1,X2,X3Xn代表各次的测定值,代表各次的测定值,n代表测定次数,代表测定次数,X代表平均值,则代表平均值,则 v 标准差与测量结果离散性的关系标准差与测量结果离散性的关系v 测量不确定度的来源测量不确定度的来源v 测量不确定度测量不确定度A类评定类评定v
8、 测量不确定度测量不确定度B类评定类评定测量误差测量误差(中级)(中级)6、标准差与测量结果离散性的关系标准差与测量结果离散性的关系标准差标准差是反映测量结果离散程度的一个特征量。是反映测量结果离散程度的一个特征量。 越大越大表示随机误差较分散,测量结果的表示随机误差较分散,测量结果的离散程度越大离散程度越大 越小越小表示随机误差较集中,测量结果的表示随机误差较集中,测量结果的离散程度越小离散程度越小n)(X2i7、测量不确定度的来源测量不确定度的来源1、对被测量的定义不完整或不完善、对被测量的定义不完整或不完善2、复现被测量的测量方法不理想、复现被测量的测量方法不理想3、取样的代表性不够,即
9、被测量的样本不能完全代表所定、取样的代表性不够,即被测量的样本不能完全代表所定义的被测量义的被测量4、对测量过程受环境影响的认识不周全,或对环境条件的、对测量过程受环境影响的认识不周全,或对环境条件的测量与控制不完善测量与控制不完善5、对模拟式仪器的读数存在人为偏差(偏移)、对模拟式仪器的读数存在人为偏差(偏移)6、测量仪器计量性能(如灵敏度、分辨力、稳定性等)上、测量仪器计量性能(如灵敏度、分辨力、稳定性等)上的局限性的局限性7、计量标准或标准物质的不确定度、计量标准或标准物质的不确定度8、引用的数据或其他参量的不确定度、引用的数据或其他参量的不确定度9、测量方法和测量程序的近似和假设、测量
10、方法和测量程序的近似和假设10、在相同条件下被测量在重复观测中的变化(这可能与测、在相同条件下被测量在重复观测中的变化(这可能与测量次数有关)量次数有关)8、测量不确定度测量不确定度A类评定类评定用统计分析方法统计分析方法来评定标准不确定度,有时称A类评定,用uA表示 贝塞尔公式计算法贝塞尔公式计算法 n次测量的算数平均值:单次测量的实验标准差s为n次测量算术平均值的实验标准差为:A类不确定度为算数平均值的实验标准差即类不确定度为算数平均值的实验标准差即u(x)=s( ) 极差法极差法 最大误差法最大误差法n1iixn1xn1i2ix-x1-n1s nsxsx9、测量不确定度测量不确定度B类评
11、定类评定 用统计分析以外的其他方法统计分析以外的其他方法估计概率分布来评定标准不确定度,有时称B类评定,用uB表示1、已知置信区间和包含因子、已知置信区间和包含因子 根据相关资料或手册等提供的信息,先确定输入量x的不确定度区间-a,a,a为区间半宽度。根据置信水平查表得包含因子k,则B类标准不确定度为u=a/k2、已知扩展不确定度、已知扩展不确定度U和包含因子和包含因子k 如果制造商的说明书、校准证书、手册或其他资料明确给出了扩展不确定度U和包含因子k的大小,则B类标准不确定度为u=U/k3、 若告知仪器的分辨率为若告知仪器的分辨率为x,则由此带来的B类标准不确定度为u=x/24、在缺乏其他信
12、息的情况下,一般估计为均匀分布,即在缺乏其他信息的情况下,一般估计为均匀分布,即k= 如果已知被测量x的可能最大误差范围为a,则uB=a/333v 有效数字的概念有效数字的概念v 有效数字的判读有效数字的判读v 有效数字的修约有效数字的修约v 有效数字的运算规则有效数字的运算规则v 原始记录的书写规范原始记录的书写规范v 原始记录的编号原始记录的编号 v 原始数据的填写原始数据的填写v 原始记录的修改原始记录的修改 v 单项结果判定单项结果判定v 原始记录的审核原始记录的审核 二、二、原始记录与原始记录与数据处理数据处理1、有效数字的概念、有效数字的概念 有效数字是数据处理者根据显示装置的分辨
13、力显示装置的分辨力、数据处理的需要或不确定度的数值等对一个近似数所保留的位数,它是从保留的末位到左边第一个非零数字的所有数字 0.524:有效位数:有效位数:3 0.5240:有效位数:有效位数:4 0.05240:有效位数:有效位数:42、有效数字的判读、有效数字的判读 测量中通常仪器上显示的数字均为有效数字(包括最后一测量中通常仪器上显示的数字均为有效数字(包括最后一位估读数)。位估读数)。仪器上显示的最后一位数字是仪器上显示的最后一位数字是0时,也要读出时,也要读出并记录。并记录。对于有分度式的仪表,读数要根据人眼的分辨能对于有分度式的仪表,读数要根据人眼的分辨能力读到最小分度的十分之几
14、。力读到最小分度的十分之几。 例如:如用米尺测量物体长为例如:如用米尺测量物体长为52.4mm52.4mm与与52.40mm52.40mm是两个不同是两个不同的测量值,也是属于不同仪器测量的两个值,误差也不相的测量值,也是属于不同仪器测量的两个值,误差也不相同,从这两个值可以看出测量前者的仪器准确度低,后者同,从这两个值可以看出测量前者的仪器准确度低,后者准确度高出一个数量级准确度高出一个数量级 凡是仪器上读出的数值,有效数字中间与末尾的凡是仪器上读出的数值,有效数字中间与末尾的0,均应算,均应算作有效位数。作有效位数。 例如:例如:6.003cm6.003cm,4.100cm4.100cm均
15、为均为4 4位有效数字,但位有效数字,但0.04860.0486是三是三位有效数字位有效数字3、有效数字的修约、有效数字的修约 数值修约数值修约 通过省略原数值的最后若干位数字,调整通过省略原数值的最后若干位数字,调整所保留的末位数字,使最后所得到的值最所保留的末位数字,使最后所得到的值最接近原数值的过程接近原数值的过程修约值修约值 修约间隔修约间隔 修约值的最小数值单位,确定修约保留位修约值的最小数值单位,确定修约保留位数的一种方式数的一种方式 修约值为修约间隔的整数倍修约值为修约间隔的整数倍 a)指定修约间隔为)指定修约间隔为10-n(n为正整数),或为正整数),或指明将数值修约到指明将数
16、值修约到n位小数位小数 b)指定修约间隔为)指定修约间隔为1,或指明将数值修约,或指明将数值修约到到“个个”数位数位 c)指定修约间隔为)指定修约间隔为10n(n为正整数),或为正整数),或指明将数值修约到指明将数值修约到10n数位,或指明将数值数位,或指明将数值修约到修约到“十十”、“百百”、“千千”.数位数位(例如:(例如:34503400或或34*102)确定修约间隔确定修约间隔 a)拟舍弃数字的最左一位数字小于)拟舍弃数字的最左一位数字小于5,则舍,则舍去去 例如:将例如:将12.1498修约到一位小数修约到一位小数12.1 b)拟舍弃数字的最左一位数字大于)拟舍弃数字的最左一位数字大
17、于5,则进,则进一一 例如:将例如:将1268修约到百数位修约到百数位13102 c)拟舍弃数字的最左一位数字是)拟舍弃数字的最左一位数字是5,且其后,且其后有非有非0数字时进一;其后无数字或皆为数字时进一;其后无数字或皆为0时,时,若所保留的末位数字为奇数则进一,若所保若所保留的末位数字为奇数则进一,若所保留的末位数字为偶数,则舍去。留的末位数字为偶数,则舍去。数字取舍数字取舍规则规则 “ “四舍六入五留双四舍六入五留双” 四舍六入五考虑四舍六入五考虑 五后非零应进一五后非零应进一 五后皆零视奇偶五后皆零视奇偶 五前偶舍奇进一五前偶舍奇进一 不论数字多少位不论数字多少位 都要一次修约成都要一
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