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誤差的種類、來源和消除

放大字體  縮小字體 發布日期:2023-09-06
核心提示: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。
 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,未校正);

 

2)測量方法誤差(采用測量方法不同;單位換算誤差、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圍電磁場的微小變化、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)盲法。

 

 

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位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錄錯誤等。 

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:  

 

將測量值xi (i=1,2,3…n) 按照從小到大進行排序,找到最小x(1)和最大值x(n)  

,取定顯著度a (一般0.05或者0.01),查閱下表,得到臨界比較值g(0)(nα) 

若g(1)(nα)≥g(0)(nα),則該值為粗大誤差應該剔除掉。

編輯:songjiajie2010

 
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