试验误差的分析及数据处理.ppt

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1、材料制备与工艺实践第一部分：试验设计与数据处理袁俊杰2012.10.09.试验误差分析及数据处理之《试验设计与数据处理》作者:李云雁胡传荣编著出版日期:2011年01月第2版《试验设计与数据处理》作者:何少华文竹青娄涛编著出版日期:2002年10月第1版参考书目：《试验设计与数据处理》作者:郑少华姜奉华编著出版日期:2004年03月第1版一项科学合理的试验安排方法应能做列以下三点：(1)试验次数尽可能的少；例：某试验研究了3个影响因素：A：A1，A2，A3B：B1，B2，B3C：C1，C2，C3全面试验：27次正交试验：9次(2)便于分析和分析和处理试验数据；(3)能

2、得到满意的结果。试验步骤（1）指标、因素和水平的确定；（2）研究技术路线的建立（3）进行试验设计单因素实验设计正交试验设计（4）误差分析和数据处理第三章试验误差分析及数据处理概述真值与误差有效数字及运算法则可疑值的取舍试验数据的处理试验数据的整理和归纳由于受方法、仪器、试剂、实验环境、实验者的主观因素等方面的限制，使测得的实验结果与真实含量不可能完全一致。这就造成误差。误差是客观上难以避免的。在一定条件下，测量结果只能接近于真实值，而不能达到真实值。为了提高分析结果测量的准确度，将误差减小到最低限度，必须了解误差产生的原因，采取减小误差的有效措施，提高分析结果的准确度

3、。下面具体介绍误差的种类、来源及产生的原因。一、误差的基本概念1．真值与平均值真值(truevalue)：任何一个物理量客观存在的大小（真实值、实际值）真值是指观察次数无限多时，求得的平均值。平常我们观察的次数都是有限的，故用有限观察次数求出的平均值，只能是近似真值，或称为最佳值。平均值(mean)：是用来描述实验数据取值的水平位置的位置特征参数，常用的平均值有以下几种：（1）算术平均值；（2）均方根平均值；（3）加权平均值；（4）中位值（或中位数）；（5）几何平均值。§1真值与误差2．直接测量值与间接测量值直接测量值就是通过仪器直接测试读数得到的数据。如：①用压力表

4、测量容器中的压力值。②用电流表测量电路中的电流值。③过滤实验中，测压管的读数。④如混凝实验中，通过光电式浊度仪测出的剩余浊度值。间接测量值就是直接测量值经过公式计算后所得的另外一些测量值。所谓数据分析就是要对这些直接测量值或间接测量值进行分析整理，得出结论。3．误差与误差的分类误差(error)：测量值与真实值的差值。例：用分析天平称量两个样品，质量分别是1.4380克和0.1437克，假定两个真值分别为1.4381克和0.1438克。其两者测量值的绝对误差都是-0.0001克，但相对误差却差别很大。一个是-0.00007，一个是-0.0007。可见，绝对误差相等，相

5、对误差不一定相等。因此，用相对误差来表示结果的准确度更为确切些。2）系统误差、偶然误差与过失误差系统误差(systematicerror)：由于某种经常性的原因造成的比较恒定的误差。分类：方法误差系统误差仪器或试剂误差操作误差a.方法误差：是由于不适当的实验设计或所选的分析方法不恰当造成的。如重量分析中，沉淀的溶解，会使分析结果偏低，而沉淀吸附杂质，又使结果偏高。b.仪器或试剂误差：是由于仪器未经校准或试剂不合格的原因造成的。如称重时，天平砝码不够准确；配标液时，容量瓶刻度不准确；对试剂而言，杂质与水的纯度，也会造成误差。c.操作误差：是由于分析操作不规范造成。如标准

6、物干燥不完全进行称量；特点重现性：同一样品进行多次重复测定可重复出现。(2)单向性；产生误差,要么是正，要么是负。(3)恒定性；影响的大小总是相同。消除系统误差的方法：加校正值的方法（利用对照实验、空白实验、校准仪器的方法进行）偶然误差偶然误差(randomerror)也称为随机误差。它是由不确定的原因或某些难以控制原因造成的。偶然误差产生原因：主要由环境因素所造成（如：环境温度、湿度和气压的微小波动）偶然误差特点(1)双向性（时正时负）(2)不可测性（忽大忽小）减免方法：增加平行测定次数，取算术平均值。除系统误差外，还有一种不按规程操作而引起的分析结果的差异，这种差

7、异我们称为“过失”。它不属于误差范围，而属于工作中的错误。例如：加错试剂、读错读数、试液溅失、和计算错误等。因此在实际工作中，当出现错误时，应认真寻找原因，如果确定是过失引起的，其测定结果必须舍去，并重新测定。只要我们加强责任心，严格按照规程操作，过失是完全可以避免的。过失误差(mistake)4.精度1）精度：反映观测结果与真实结果接近程度的量。精度在数值上可用相对误差的倒数来表示。例：如观测的相对误差为0.01%，则其精度为1:10-4=104；如观测的相对误差为1ppm=10-6，则精度为1:10-6=1062）精度又分精密度(precisio