第二章-误差分析与数据处理ppt课件.ppt
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1、经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用黏度 冶金生产和科学试验中,测得的冶金生产和科学试验中,测得的数据只能达到一定程度的准确性。但数据只能达到一定程度的准确性。但对准确性的要求在不同情况下则有所对准确性的要求在不同情况下则有所不同,既不能盲目追求过高造成人力不同,既不能盲目追求过高造成人力和物力的浪费,也不能过低而造成测和物力的浪费,也不能过低而造成测得数据没有价值,所以对准确性的要得数据没有价值,所以对准确性的要求必须适当。进行试验时,首先了解求必须适当。进行试验时,首先了解试验所能达到的精度和产生
2、误差的主试验所能达到的精度和产生误差的主要因素,以及试验以后科学地分析和要因素,以及试验以后科学地分析和处理数据的误差,这对试验水平的提处理数据的误差,这对试验水平的提高有一定的指导作用。高有一定的指导作用。第二章 误差分析与数据处理误差分析与数误差分析与数据处理据处理经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用黏度通过了解误差的种类、起因和性质可以通过了解误差的种类、起因和性质可以抓住提高准确度的关键,通过误差分析可以抓住提高准确度的关键,通过误差分析可以寻来较合适的试验方法和选择合适的仪器设寻来较合适的试
3、验方法和选择合适的仪器设备。备。误差分析与数误差分析与数据处理据处理第二章 误差分析与数据处理经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用黏度(1)(1)代表值代表值 代表值一般用平均值表示。平均值有代表值一般用平均值表示。平均值有算术平均值、均方根平均值、几何平均值等,算术平均值、均方根平均值、几何平均值等,在冶金试验中常用算术平均值作为代表值。在冶金试验中常用算术平均值作为代表值。设设x x1 1,x x2 2,.,x xn n 代表各次观测值,代表各次观测值,n n代表观测次数,则算术平均值代表观测次数
4、,则算术平均值 的计算式:的计算式:第三章 科技论文写作误差分析与数误差分析与数据处理据处理 误差分析误差分析代表值代表值第二章 误差分析与数据处理(2-1)经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用黏度(2)(2)误差及误差分类误差及误差分类 对于数值集合分布性质特征,常用离散度表示,对于数值集合分布性质特征,常用离散度表示,它是说明以平均值为中心,数值是怎样分布的。如图它是说明以平均值为中心,数值是怎样分布的。如图1 1,当分布曲线形成幅度很窄的陡峭尖峰时(曲线,当分布曲线形成幅度很窄的陡峭尖峰时(曲线
5、a a),),表示大部分数值都集中在平均值附近,则离散度小;表示大部分数值都集中在平均值附近,则离散度小;相反,曲线形成平缓的突起时(曲线相反,曲线形成平缓的突起时(曲线b b),表示数值),表示数值分布在较宽的范围内,离散度大。分布在较宽的范围内,离散度大。第三章 科技论文写作误差分析与数误差分析与数据处理据处理 误差分析误差分析 误差误差第二章 误差分析与数据处理图图1 数值分布图数值分布图经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用黏度 对离散度的表示方法,一般用偏差表示,对离散度的表示方法,一般用偏差
6、表示,指观测值与平均值之差,通常所说的误差是指观测值与平均值之差,通常所说的误差是指观测值与真值(观测次数无限多时求得的指观测值与真值(观测次数无限多时求得的平均值)之差。习惯上常将二者混用而不加平均值)之差。习惯上常将二者混用而不加区别。区别。第三章 科技论文写作误差分析与数误差分析与数据处理据处理 误差分析误差分析 误差误差第二章 误差分析与数据处理经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用黏度第三章 科技论文写作误差分析与数误差分析与数据处理据处理 误差分析误差分析 误误 差差 系统误差系统误差 误差
7、有不同的分类方法,就其性质和误差有不同的分类方法,就其性质和产主的原因,可将误差分为产主的原因,可将误差分为系统误差、偶系统误差、偶然误差然误差和和过失误差过失误差三种。三种。1 1)系统误差(恒定误差)系统误差(恒定误差)产生原因:产生原因:仪表未经校正仪表未经校正 测量方法不当测量方法不当 化学试剂纯度不够化学试剂纯度不够 观测者的习惯与偏见等而产生观测者的习惯与偏见等而产生 第二章 误差分析与数据处理经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用黏度第三章 科技论文写作误差分析与数误差分析与数据处理据处理
8、 误差分析误差分析 误误 差差 系统误差系统误差特点:特点:恒偏于一方恒偏于一方数值的大小按一定规律变化或者固定不变数值的大小按一定规律变化或者固定不变它决定了测量结果的准确性它决定了测量结果的准确性消除(使之减小)办法:消除(使之减小)办法:采用不同的实验技术或不同的实验方法采用不同的实验技术或不同的实验方法 改变试验条件改变试验条件 调换仪器和试验人员调换仪器和试验人员 提高化学试剂纯度提高化学试剂纯度第二章 误差分析与数据处理经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用黏度第三章 科技论文写作误差分析与
9、数误差分析与数据处理据处理 误差分析误差分析 误误 差差 偶然误差偶然误差2 2)偶然误差(随机误差)偶然误差(随机误差)产生原因:某些无法控制的偶然因素影产生原因:某些无法控制的偶然因素影 响的结果;响的结果;测量仪器灵敏度的有限性;测量仪器灵敏度的有限性;温度、压力等无法控制的微温度、压力等无法控制的微 小变化。小变化。产生的原因一般不详,因而无法控制,产生的原因一般不详,因而无法控制,但用同一仪器在同样条件下,对一个量做但用同一仪器在同样条件下,对一个量做多次测量,若观测次数足够多,则可发现多次测量,若观测次数足够多,则可发现偶然误差完全服从统计规律,如图偶然误差完全服从统计规律,如图2
10、 2所示。所示。第二章 误差分析与数据处理经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用黏度第三章 科技论文写作误差分析与数误差分析与数据处理据处理 误差分析误差分析 误误 差差 偶然误差偶然误差第二章 误差分析与数据处理图图2 误差正态分布图误差正态分布图图图2 2所示曲线称为误差的正态分布曲线,曲线的函数形所示曲线称为误差的正态分布曲线,曲线的函数形式为式为:或式中式中h称为精密度指数称为精密度指数,为标准误差。为标准误差。h与与的关系式为:的关系式为:经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要
11、求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用黏度第三章 科技论文写作误差分析与数误差分析与数据处理据处理 误差分析误差分析 误误 差差 偶然误差偶然误差 由图由图2可以看出:可以看出:1)误差小的比误差大的出现几率大)误差小的比误差大的出现几率大 2)大小相同,符号相反的正、负误)大小相同,符号相反的正、负误 差出现的几率近于相等差出现的几率近于相等 故误差出现的几率与误差大小有关,故误差出现的几率与误差大小有关,当没有系统误差时,无限多次测量结当没有系统误差时,无限多次测量结果的平均值可以代表真值果的平均值可以代表真值.若标准误差为若标准误差为,则则误差在误差
12、在内出现的几率为内出现的几率为68.3%;2内出现的几率为内出现的几率为95.5%;3出现的几率为出现的几率为99.7%。第二章 误差分析与数据处理经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用黏度第三章 科技论文写作 误差分析误差分析与数据处与数据处理理 误差分析误差分析 误误 差差 偶然误差偶然误差可见误差超过可见误差超过 3 3出现的几率只有认出现的几率只有认0.3%0.3%,因此多次重复测量中个别数据误差的,因此多次重复测量中个别数据误差的绝绝对值大于对值大于33时,这个数值可以舍弃。时,这个数值可以舍
13、弃。第二章 误差分析与数据处理经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用黏度第三章 科技论文写作误差分析与数误差分析与数据处理据处理 误差分析误差分析 误误 差差 过失误差过失误差3 3)过失误差)过失误差 是一种与实事不相符的误差,主要是是一种与实事不相符的误差,主要是由于粗枝大叶和操作不正确等原因所引起,由于粗枝大叶和操作不正确等原因所引起,如读错刻度、记录错误、计算错误等。此如读错刻度、记录错误、计算错误等。此类误差无规律可寻,只要多加注意、细心类误差无规律可寻,只要多加注意、细心操作就可避免。操作就
14、可避免。第二章 误差分析与数据处理经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用黏度第三章 科技论文写作误差分析与数误差分析与数据处理据处理 误差分析误差分析 误误 差差误差表示与计算误差表示与计算 误差的大小一般用误差的大小一般用绝对误差绝对误差和和相对误差相对误差来来表示。表示。绝对误差与被观测对象的大小无关,以绝对误差与被观测对象的大小无关,以xx表示;表示;相对误差与被观测对象的大小有关,以相对误差与被观测对象的大小有关,以x%x%表示。表示。绝对误差有绝对误差有平均误差、标准误差平均误差、标准误差与与
15、方差方差。第二章 误差分析与数据处理经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用黏度1 1)平均误差()平均误差()平均误差是测量值平均误差是测量值xixi与平均值与平均值 之偏差之偏差的平均值,的平均值,n n为测量次数,则计算式为:为测量次数,则计算式为:第三章 科技论文写作误差分析与数误差分析与数据处理据处理 误差分析误差分析 误误 差差误差表示与计算误差表示与计算第二章 误差分析与数据处理(2-2)经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买
16、商品的价款或接受服务的费用黏度2)标准误差(标准误差()(贝塞尔公式贝塞尔公式(Bessel)为消除平均误差的缺点,而将偏差给予为消除平均误差的缺点,而将偏差给予平方,这样较大的误差会更显著地反映出来,平方,这样较大的误差会更显著地反映出来,就能更好地表示出数据的离散程度。故标准就能更好地表示出数据的离散程度。故标准误差是表示精密度的好方法。在近代科学试误差是表示精密度的好方法。在近代科学试验中多采用标准误差,其计算式为:验中多采用标准误差,其计算式为:第三章 科技论文写作误差分析与数误差分析与数据处理据处理 误差分析误差分析 误误 差差误差表示与计算误差表示与计算第二章 误差分析与数据处理(
17、2-3)经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用黏度3)3)或然误差(或然误差(P P)在一组测量数据中若不计正、负号,误在一组测量数据中若不计正、负号,误差大于或小于差大于或小于P P的测量值将各占测量次数的的测量值将各占测量次数的50%50%,误差落在,误差落在+P+P与与-P-P之间的测量次数占总之间的测量次数占总测量次数的一半。也就是说,如果再做一次测量次数的一半。也就是说,如果再做一次测量,应有测量,应有5050的几率其偏差小于或然误差的几率其偏差小于或然误差P P。P P的计算式为:的计算式为
18、:第三章 科技论文写作误差分析与数误差分析与数据处理据处理 误差分析误差分析 误误 差差误差表示与计算误差表示与计算第二章 误差分析与数据处理(2-4)经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用黏度4)4)相对误差相对误差 以上三种均为绝对误差,为建立绝对误以上三种均为绝对误差,为建立绝对误差与被测对象大小的关系而引入了相对误差,差与被测对象大小的关系而引入了相对误差,其定义式为:其定义式为:第三章 科技论文写作误差分析与数误差分析与数据处理据处理 误差分析误差分析 误误 差差误差表示与计算误差表示与计算第
19、二章 误差分析与数据处理(2-5)(2-6)经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用黏度 测量结果的精密度可表示为测量结果的精密度可表示为 (或或 ),),(或(或)越小,表示测量的精密度越)越小,表示测量的精密度越高。有时也用相对误差表示精密度高。有时也用相对误差表示精密度 (或(或 )。)。不论用绝对误差还是用相对误差来表示,不论用绝对误差还是用相对误差来表示,其误差一般只取一位有效数字,最多不超过其误差一般只取一位有效数字,最多不超过两位。两位。第三章 科技论文写作误差分析与数误差分析与数据处理据处
20、理 误差分析误差分析 误误 差差误差表示与计算误差表示与计算第二章 误差分析与数据处理经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用黏度 精密度精密度指在测量中数据重复性的好坏。指在测量中数据重复性的好坏。准确度准确度指所测数据与真值的复合程度。指所测数据与真值的复合程度。在一组测量数据中,尽管精度很高,但在一组测量数据中,尽管精度很高,但准确度不一定很好,若准确度好,其精密度准确度不一定很好,若准确度好,其精密度一定高。一定高。第三章 科技论文写作误差分析与数误差分析与数据处理据处理 误差分析误差分析 精密据
21、与准确精密据与准确度度第二章 误差分析与数据处理经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用黏度 在一组试验数据中,有时发现某一观测在一组试验数据中,有时发现某一观测值与其余观测值相差很大,如果保留这一观值与其余观测值相差很大,如果保留这一观测值,则对平均值有很大影响。如果有充足测值,则对平均值有很大影响。如果有充足的理由确认此值是由于某种原因引起,则可的理由确认此值是由于某种原因引起,则可以舍弃;若没有充足的理由,绝不能单纯为以舍弃;若没有充足的理由,绝不能单纯为获得试验结果的一致性而随意舍弃。此时可获得试
22、验结果的一致性而随意舍弃。此时可根据误差理论来决定取舍。通常,判断过失根据误差理论来决定取舍。通常,判断过失误差的准则可以通过以下三种。误差的准则可以通过以下三种。第三章 科技论文写作误差分析与数误差分析与数据处理据处理 误差分析误差分析可疑观测值的舍可疑观测值的舍弃弃第二章 误差分析与数据处理经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用黏度1 1)拉依达)拉依达33准则准则 当观测次数大于当观测次数大于1010次,可用次,可用33准则舍准则舍弃可疑值,其依据如图弃可疑值,其依据如图2 2所示。图中误差超所示
23、。图中误差超过过 33的数据的几率小于的数据的几率小于0.3%0.3%,所以在一组,所以在一组较多的数据中,对偏差大于较多的数据中,对偏差大于33的数据可以的数据可以舍弃。舍弃。具体步骤是:首先算出一组数据的算术具体步骤是:首先算出一组数据的算术平均值和标准误差平均值和标准误差,然后比较,然后比较 是否大是否大于于33,若大于,若大于33即可舍弃,舍弃可疑值后即可舍弃,舍弃可疑值后再重新计算再重新计算 和标准误差和标准误差。第三章 科技论文写作误差分析与数误差分析与数据处理据处理 误差分析误差分析可疑观测值的舍可疑观测值的舍弃弃拉依达拉依达33准则准则第二章 误差分析与数据处理经营者提供商品或
24、者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用黏度(2)乔文涅法则)乔文涅法则 在一组数据中,某数据与该组数据算在一组数据中,某数据与该组数据算术平均值的偏差大于该组数据或然误差的术平均值的偏差大于该组数据或然误差的k倍时,可以舍弃。倍时,可以舍弃。K值如表值如表1所示。所示。第三章 科技论文写作误差分析与数误差分析与数据处理据处理 误差分析误差分析可疑观测值的舍可疑观测值的舍弃弃 乔文涅法则乔文涅法则第二章 误差分析与数据处理 表1 含弃可疑数据的K值表 观测 次数 K 观测 次数 K 观测 次数 K 5 6 7 8 2.4
25、4 2.57 2.68 2.76 9 10 12 14 2.84 2.91 3.02 3.12 16 18 20 22 3.20 3.26 3.32 3.38经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用黏度第三章 科技论文写作误差分析与数误差分析与数据处理据处理 误差分析误差分析可疑观测值的舍可疑观测值的舍弃弃 乔文涅法则乔文涅法则第二章 误差分析与数据处理 例题例题11测定某矿中测定某矿中FeFe2 2O O3 3的重量百分含的重量百分含量列于表量列于表2 2,其中最后一个数值较其它值相,其中最后一个数值较
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