3第二章 食品分析的误差与数据处理
《食品分析》教学大纲
《食品分析》教学大纲一、课程基本信息中文名称:食品分析英文名称:Food Analysis课程类别:专业核心课程总学时:48总学分:3适用专业:食品科学与工程、食品质量与安全先修课程:无机化学、有机化学、分析化学、生物化学、食品化学二、本课程的性质、目标和任务食品分析是食品科学与工程专业的专业核心课程,通过本课程的学习,使学生明确学习本课程的重要性,能够掌握食品分析检验的基础理论、仪器分析的原理。
能够结合相关的物理、化学、生物化学等基础知识,根据食品分析的特殊性,正确掌握实验操作技能和方法。
要求学生掌握各种分析方法的原理及适用范围,根据实际需要会选择适当的分析方法。
通过实验课程提高学生分析和解决实际问题的能力。
三、课程教学基本要求根据本课程的性质,教学环节由课堂讲授和讨论为主。
课堂讲授内容由教师讲授和部分学生讲授组成。
第一次上课时,教师要给学生说明本课程教学内容、时间安排、授课要求及注意事项等内容,学生根据兴趣查找资料,自由选择主讲内容,教师根据学生讲解情况进行点评、补充并总结。
学生没有选择的内容由教师讲授。
在课堂讲授中充分利用多媒体影像技术辅助教学,有助于提高教学效率。
课堂讨论教学时间可灵活掌握。
教师提前布置讨论内容,学生结合各种测定方法的特点、性质进行准备,实习期间在企业化验室的学生可以结合实习情况进行讨论,也可根据课堂教学情况临时拟定讨论题目。
根据教学要求和内容布置课下作业,作业包括后面课堂内容需要准备的作业和课后作业。
四、课程教学内容及要求第一章食品分析基本知识(4学时)【教学目标与要求】1、教学目标:熟练掌握并正确应用食品分析的基本知识。
2、教学要求:学习本章内容,要求学生了解食品检验的一些基本知识,包括:检验内容、检验方法、常用的技术规范术语;了解试剂的种类及使用;掌握标准溶液的配制、保存及使用;了解食品检验记录单、报告单的内容,填写方式。
【教学重点与难点】1、教学重点:标准溶液的配制方法。
食品检验与分析 第二章 食品分析的误差与数据处理
第二章食品分析的误差与数据处理一、选择题(共20分,每小题2分)1.()是由于分析人员的粗心大意或违反操作规程办事所造成的误差。
(1)系统误差(2)偶然误差(3)固然误差(4)过失误差2.实验室检测方法选择的原则是()。
(1)技术要求高、快速、大量处理(2)费用低、微量、操作安全(3)快速、微量、技术要求高、操作安全(4)从实际工作需要出发,快速、微量、技术要求不高3.( ) 是用以比较一个平均值与标准值之间或两个平均值之间是否有在显著性差异。
(1)t检验法(2)F检验法(3)S检验法(4)比较检验法4.最小检测量与进样量体积之比,即单位进样量相当待测物质的量,习惯上称为()。
(1)最小检测浓度(2)最小检测限(3)最小浓度(4)最大检测限5.采集的数量应能反映该食品的卫生质量和满足检验项目对样品量的需要,一式三份,供检验、复验、备查或仲裁,一般散装样品每份不少于()。
(1)0.05 kg (2)0.25 kg(3)0.5g (4)0.5kg6.()是由某些难以控制或无法避免的偶然因素所造成的误差。
(1)偶然误差(2)过失误差(3)必然误差(4)系统误差7.误差的两种表示方法分别为()(1)绝对误差和相对误差(2)系统误差和相对误差(3)系统误差和认为误差(4)过失误差和偶然误差8.()是一种利用微波为能量对样品进行消解的新技术,包括溶解、干燥、灰化、浸取等,该法适于处理大批量样品及萃取极性与热不稳定的化合物。
(1)微波消解法(2)湿法消化法(3)紫外光分解法(4)溶剂抽提法9.对可疑值的描述不正确的是()。
(1)可疑值是在实际分析测试中,存在一定的离散性的测定值(2)可疑值的大小偏离其余测定值较多(3)可疑值的数据可认为是错误的(4)可疑值是在随机误差存在的条件下产生的10.()是测定值在置信区间范围内出现的概率。
(1)平均值(2)置信度(3)准确度(4)精确度二、填空题:(共25分,每空1分)1.是反映和的综合性指标,用误差表示。
食品分析误差及数据处理与评价
分析方法
方法的选择、操作步骤、试剂 纯度等都会引入误差。
人员操作
操作人员的技能水平、经验、 工作态度等也是误差来源之一
。
误差类型
01
02
03
系统误差
由于某种固定原因造成的 误差,具有重复性、单向 性。如仪器误差、方法误 差等。
随机误差
由偶然因素引起的误差, 无规律可循,呈正态分布。 如测量时的环境波动、人 员操作的微小差异等。
食品分析的重要性
确保食品安全
食品分析可以检测食品中的有害物质和微生物污染,确保食品不会对 消费者健康造成危害。
评估营养价值
食品分析可以测定食品中的营养成分含量,为消费者提供科学的膳食 建议。
监督生产过程
食品分析可以对食品生产过程中的原料、半成品和成品进行质量监控, 确保生产过程的合规性和产品质量的稳定性。
数据初步筛选
根据研究目的和数据分析需求,对数据进行初步筛选,去除异常值、 重复数据等。
数据清洗与预处理
数据清洗
针对数据中的缺失值、异常值、重复值等问题进行清洗,以保证 数据质量。
数据转换
根据数据分析需求,对数据进行适当的转换,如对数转换、标准 化等,以满足后续分析要求。
数据规约
通过降维、特征选择等方法,简化数据结构,提高数据分析效率。
WENKU DESIGN
目的和背景
提高食品质量和安全水平
保障消费者健康
通过对食品进行准确的分析,可以了解食 品的成分、营养价值和污染物含量,进而 采取措施提高食品质量和安全水平。
通过对食品中有害物质的准确检测和 分析,可以及时发现并控制食品安全 风险,保障消费者健康。
促进食品工业发展
食品分析是食品工业发展的重要支撑, 可以为新产品开发、工艺改进和质量 控制提供科学依据。
3第二章 食品分析的误差与数据处理.
二、可疑值的取舍
三、弃去可疑值时的注意事项
四、“三取二”的处理不合理
一、置信区间
偶然误差符合正态分布规律。正态分布曲线的形状取决于曲线标准偏
差σ的大小,σ越小,精密度越高,分布曲线是“瘦高”形状的;反之, 是“矮胖”的。如图所示。 误差正态分布图中,曲线上各点代表某个误 差出现的概率密度。曲线与横轴之间的面积代表各种大小误差出现概率 的总和,其值为100%。
虽然误差是客观存在的,但是如果我们掌握了它产生的基本规律,对测 定数据进行必要的科学的处理和评价,完全有可能将误差减小到生产和 科研所允许的误差范围内。为此,就要了解误差产生的原因及其减免的 方法,使所得的分析结果尽可能与客观存在的真实值接近。
第一节 食品分析的误差
一、误差的种类和来源
食品分析的结果是经过一系列操作步骤得来的,其中的每一步骤都有可 能引进误差。根据其性质和来源,可将误差分为以下两大类。
一、置信区间
在一定置信度下,以测定结果即样本平均值 X 为中心,包括总体平均值μ 在内的可靠性范围称为置信区间。对有限次测定,若以S代替σ,则可按
下式求出相应的置信区间: μ= X ±ts/
n
式中的t称为校正系数或置信因子,它随置信度和自由度f的大小变化,可
由表中查得,分析化学中通常都选用置信度为95%的t值来计算总体平均 值μ的置信区间。
误差的正负具有单向性,大小具有规律性。在同一条件下重复测定时会 重复出现,数值一般较大,是误差的主要来源。但其大小、正负可以测 定,可以设法减免或校正。系统误差产生的原因归纳如下:
1、仪器和试剂误差
2、操作误差 3、方法误差
一、误差的种类和来源机误差(random error)。在多次重复测 定中,即使消除了引起系统误差的所有因素,所得数据仍然参差不齐, 这是由某些难以控制的偶然因素造成的。 偶然误差的特点是:其方向和数值不固定,有时正、有时负,有时大、 有时小。似乎没有什么规律。但当进行多次重复测定后就会发现,其符 合正态分布曲线
食品分析的误差与数据处理
PS:量筒、量杯精确到0.1mL;移液管、吸量管、滴定管、容量瓶 精确到0.01mL 量出式:量筒、量杯、移液管、吸量管、滴定管 量入式:容 量瓶、烧杯
A. 加减法:在加减法运算中,保留有效数字的以小数点后位数 最小的为准,即以绝对误差最大的为准。 B. 乘除法:乘除运算中,保留有效数字的位数以位数最少的数 为准,即以相对位数最大的为准。 C. 当特别地,当某位数字的第一位有效数字为8或9时,因为与 多一个数量级的数相差不大,可将这些数字的有效数字位数 视为比有效数字数多一个。例如8.314是五位有效数字, 96845是六位有效数字。
m V
B
二、有效数字及其处理规则
1.有效数字的意义 概念1:有效数字是指分析仪器测量到的数字。在有效数字中, + + 的偏差。(见书本例子) 只有最末一位是可疑的,可能有_1 注意:“0”在数字中有几种意义。数字前面的“0”只起定位作 用,本身不算有效数字。当“0”出现在数值之间或者末尾才算 有效数字。以“0”结尾的正整数,有效数字的位数不确定。例如 4500这个数,就不会确定是几位有效数字,可能为2位或3位,也 可能是4位。遇到这种情况,应根据实际有效数字书写成: 4.5×103 2位有效数字 4.50×103 3位有效数字 4.500×103 4位有效数字
2.有效数字的处理规则 概念2:有效数字,具体地说,是指在分析工作中实际能够测量 到的数字。能够测量到的是包括最后一位估计的,不确定的数字。 我们把通过直读获得的准确数字叫做可靠数字;把通过估读得到 的那部分数字叫做存疑数字。把测量结果中能够反映被测量大小 的带有一位存疑数字的全部数字叫有效数字。 如下例中测得物体的长度5.15cm。数据记录时,我们记录的数据 和实验结果真值一致的数据位便是有效数字。
第二章食品分析误差及数据处理与评价
检测限的确定方法
X LD X BIK (3 SDBIK )
•式中:XLD——最低可检出浓度
XBIK——多次测量空白值的平均值 SDBIK——多次测量空白值的标准偏差
19
3——根据一定的置信水平确定的系数(置 信水平为90%,空白测定次数n小于20)
•空白值(如果讨论的是仪器,则为噪音)的变化 程度决定了检测限的大小。
2. 偏差
偏差的意义: 偏差(d)与误差在概念上是不同: 误差:测定值与真值之差 偏差:测定值(Xi)与平均值( X)之差 偏差也有三种表示方法:
•
偏差的三种示方法
偏差的表示方法
X
i
1. 绝对偏差=
X
X
测定值与平均值之差
100%
2. 相对偏差= X
i
X
绝对偏差占平均值的百分率
3. 相对平均偏差(精密度)=
(1)评价精密度的方法
如果不知真实值,就只能计算精密度。精 密度低将会增加预测样品真实值的困难。 标准偏差(σ) 变异系数(CV) 臵信区间(CI) 相对偏差 相对平均偏差
• • • • •
如果重复测定的次数多
(Xi ) n
2
(3)
式中:σ——标准偏差; Xi——各个样品的测量值;
或是不恒定的,但都可找出产生误差
的原因和估计误差的大小,所以也称
为可测误差。
系统误差产生的原因
1. 方法误差:由于分析方法本身不够完善; 2. 仪器误差:例如天平不等臂、玻璃仪器 (主要是滴定分析的量具)未校正;或受酸碱盐等的 侵蚀而引入杂质; 3. 试剂误差:所用试剂或蒸馏水中含有微量杂质等。 4. 主观误差:测试人员对操作条件如:对终点颜色 的辨别、体积的用量等, 在多次的测定中人为的 受前面测定的影响,而产生的误差。 • 若对仪器进行校正、试剂提纯、纠正不规范的操 作等,上面的原因所产生的系统误差是可以消除 的。
食品检验误差分析及控制
进行食品分析检验的目的是为了尽量获得准确的分析结果,然而即使我们方法再有效、仪器准确度再高,操作人员水平再高,所得结果和真实值也是有差距的。
因为测量误差是不可避免的。
因此有必要掌握误差的性质和产生的原因以及消除或减小误差的方法。
测量误差包括系统误差和随机误差两类不同性质的误差。
在食品检验分析时,根据误差产生的原因,也可将误差分为系统误差和随机误差两大类。
1系统误差系统误差又叫规律误差。
它是指在重复性条件下,对同一被测量进行多次测量所得结果的平均值与被测量真值之差。
在测量过程中保持恒定不变或按照可预见的方式变化。
食品检验中,此误差可以尽量减小或者消除。
产生原因大致如下:1.1由测量方法引起的误差方法误差是由分析方法本身不完善或选用不当所造成的。
如重量分析中的沉淀溶解、共沉淀、沉淀分解等因素造成的误差;容量分析中滴定反应不完全、干扰离子的影响、指示剂不合适、其他副反应的发生等原因造成的误差。
1.2由操作人员个人因素引起的误差操作误差又称个人误差。
由于操作人员的主观偏见、不良习惯或不规范操作而产生的误差。
与操作人员的业务水平有直接关系。
如读取滴定管数值时,结果偏高或偏低,量筒读数时,视线未与器皿内液体的凹液面最低点保持水平等,滴定终点对颜色深浅的辨别能力等。
1.3由测量仪器引起的误差测量误差是由分析仪器自身原因引起的。
如用刻度不准的量筒、滴定管、玻璃温度计、量筒等仪器;未经检定或检定结果不准确的分光光度计、pH计、电导率仪等普通仪器;未按规定条件使用的气相色谱仪、原子荧光光度仪等精密仪器。
1.4由所用试剂引起的误差是指由于所用蒸馏水含有杂质或所使用的试剂不纯所引起的测量结果与实际结果之间的偏差。
2随机误差随机误差是指测量结果与在重复性条件下对同一被测量进行无穷多次测量进行多次测量所得结果的平均值之差,是在重复测量中按不可预见的方式变化的测量误差的分量。
它是客观存在且不可避免的误差。
在日常食品检验工作中,一般进行几次测量,出现大误差的可能性不大。
食品分析 整理
食品分析整理1、误差的定义和分类答:误差是指测量值或测量结果与真实值之间的差异。
分为:系统误差、偶然误差和果实误差2、系统误差系统误差是由分析过程中某些固定原因造成的,使测定结果系统地偏高或偏低。
常见的系统误差根据其性质和产生的原因,可将其分为方法误差,仪器误差,试剂误差,操作误差等几种。
3、消除系统误差的方法(1)做空白试验消除试剂,去离子水带进杂质所造成的系统误差。
(2)校准仪器以消除仪器不准确所引起的系统误差。
(3)标定溶液(4)测定结果的校正4、检样:由组批或货批中所抽取的样品;原始样品:将许多分检样综合在一起;平均样品:将原始样品按照规定方法经混合平均,均匀的分出一部分;复检样品:在对检验结果有争议或分歧时做复检用;保留样品:需封存保留一段时间,以备有争议时在做验证,但易变质食品不做保留。
5、随机抽样和代表性取样有什么不同?什么是四分取样法?答:随即抽样即按照随即原则从大批物料中抽取部分样品。
随即抽样可以避免人为倾向,但是,对不均匀样品仅用随即抽样法是不够的,必须结合代表性取样,从有代表性的各个部分分别取样,才能保证样品的代表性。
代表性取样,是用系统抽样法进行采样,根据样品随空间、时间变化的规律,采集能代表其相应部分的组成和质量的样品。
有原始样品充分混合均匀,进而分取平均样品或试样的过程,称称为分样,四分法是取试样的1/2.6.正确采样必须遵循的原则是什么?答:原则:(1)代表性(2)与分析目的保持一致,且处理过程要简单易行(3)保持样品性质不变并防止污染7. 常用的样品预处理方法有哪些?答:有机物破坏法,主要用于食品或食品原料中金属元素和某些非金属的测定,包括干法灰化,湿法消化,紫外光分解法,微波消解法;蒸馏法,溶剂抽提法,色层分离法,化学分离法,浓缩法。
8、样品预处理原则是什么?答:(1)消除干扰因素(2)完整保留被测组分(3)使被测组分浓缩9、常用的样品预处理方法有哪些?各有何优缺点?答:I、有机物破坏法,分为干法灰化法和湿法灰化法。
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第二章食品分析的基本知识
• 食品分析的一般程序: 样品的采集、制备和保存 样品的预 处理 成分分析 分析数据处理 分析报告的撰写
第二章 食品分析的基本知识
本章的主要内容: 一、样品的采集、制备与保存 二、样品预处理 三、分析方法的选择 四、食品分析的误差与数据处理
(4)样品采集完后,应迅速送往检测室进行分析, 以免发生变化
(5)盛装样品的器具上要贴牢标签,注明样品名称、 采样地点、采样日期、样品批号、采样方法、采 样数量、分析项目及采样人。
第一节 样品的采集、制备与保存
二、样品的制备
按采样规程采取的样品往往数量过多,颗 粒太大,组成不均匀。为了确保分析结果 的正确性,必须对样品进行粉碎、混匀、 缩分,这项工作即为样品制备。
第一节 样品的采集、制备与保存
○ 组成不均匀的固体食品(如肉、鱼、果品、 蔬菜等)
这类食品其本身各部位极不均匀,个体大小及成 熟程度差异很大,采样更应注意代表性
肉类 从不同部位取样,混合后代表该只动物; 从一只或很多只动物的同一部位取样,混合后 代表某一部位的情况 水产品 小鱼、小虾可随机多个取样,切碎、混匀后分 取缩减到所需数量 个体较大的鱼,可从若干个体上切割少量可 食部分,切碎混匀分取,缩减到所需数量
按杀菌锅取样,每锅检取1罐,但每批每个 品种不得少于3罐 袋、听装奶粉
按批号采样,自该批产品堆放的不同部位采 取总数的1‰,但不得少于两件,尾数超过500 件者应加抽一件。
第一节 样品的采集、制备与保存
(四)采样数量
考虑分析项目的要求、分析方法的要 求及被检物的均匀程度三个因素。
样品一式三份,分别供检验、复检、备查 每份样品不少于0.5kg。检验掺伪物的样品 取样数量要多一些
(优选)第二部分食品分析误差及数据处理与评价
2. 偏差
前面的讨论己知:真值我们是不知 道的,实际的测定中用平均值来表 示,下面引出偏差的概念。
偏差的意义
• 偏差(d)与误差在概念上是不同: • 误差:测定值与真值之差 • 偏差:测定值(Xi)与平均值( X)
之差 • 偏差也有三种表示方法:
偏差的表示方法
• 偏差的三种示方法
1. 绝对偏差= X i X 测定值与平均值之差
数几次测定中估计误差的范围。它的不
足之处是没有利用全部测量数据
相对极差为 R 1000
‰
X
4、公差
• 公差是生产部门对分析结果允许误差的 表示方法。
• 公差是由实际的情况来决是的:例如试 样的组成、成分的复杂情况、干扰的多 少与分析方法能达到的准确度等因素来 确定。对于每一项的具体分析项目,都 规定了具体的公差范围。如果分析结果 超出了允许的公差范围,称为超差,必 须重做。
抓中药 0.2kg 0.1kg 0.1kg 0.1 100% 50% 0.2
用相对误差比绝对误差表示结果要好些
相对平均误差
(X i XT )
(3)相对平均误差=
n
XT
100%
• 相对平均误差,是平均误差占真值的百分 率,也称之为准确度。
• 误差是相对真值而言的。而真值是客观存 在的数值,我们是不知道的。所以在一般 的情况下,以测定多次的平均值来表示。
对于大批样品
置信区间(CI) X Z值 标准偏差(SD) n
置信区间(概率为95%) 64.72 1.96 0.2927 64.72 0.115% 25
(8) (9)
•Z值(统计参数)——由置信度(置信水平、概率)查表 确定
•在95%置信度下,水分含量的真实值将处于 64.72±0.115%的范围内
《食品分析》教学大纲
《食品分析》教学大纲一、课程基本信息中文名称:食品分析英文名称:Food Analysis课程类别:专业核心课程总学时:48总学分:3适用专业:食品科学与工程、食品质量与安全先修课程:无机化学、有机化学、分析化学、生物化学、食品化学二、本课程的性质、目标和任务食品分析是食品科学与工程专业的专业核心课程,通过本课程的学习,使学生明确学习本课程的重要性,能够掌握食品分析检验的基础理论、仪器分析的原理。
能够结合相关的物理、化学、生物化学等基础知识,根据食品分析的特殊性,正确掌握实验操作技能和方法。
要求学生掌握各种分析方法的原理及适用范围,根据实际需要会选择适当的分析方法。
通过实验课程提高学生分析和解决实际问题的能力。
三、课程教学基本要求根据本课程的性质,教学环节由课堂讲授和讨论为主。
课堂讲授内容由教师讲授和部分学生讲授组成。
第一次上课时,教师要给学生说明本课程教学内容、时间安排、授课要求及注意事项等内容,学生根据兴趣查找资料,自由选择主讲内容,教师根据学生讲解情况进行点评、补充并总结。
学生没有选择的内容由教师讲授。
在课堂讲授中充分利用多媒体影像技术辅助教学,有助于提高教学效率。
课堂讨论教学时间可灵活掌握。
教师提前布置讨论内容,学生结合各种测定方法的特点、性质进行准备,实习期间在企业化验室的学生可以结合实习情况进行讨论,也可根据课堂教学情况临时拟定讨论题目。
根据教学要求和内容布置课下作业,作业包括后面课堂内容需要准备的作业和课后作业。
四、课程教学内容及要求第一章食品分析基本知识(4学时)【教学目标与要求】1、教学目标:熟练掌握并正确应用食品分析的基本知识。
2、教学要求:学习本章内容,要求学生了解食品检验的一些基本知识,包括:检验内容、检验方法、常用的技术规范术语;了解试剂的种类及使用;掌握标准溶液的配制、保存及使用;了解食品检验记录单、报告单的内容,填写方式。
【教学重点与难点】1、教学重点:标准溶液的配制方法。
食品分析的误差与数据处理
5. 碱式滴定管气泡未赶出,滴定过程中气泡消失,会导致:
– A. 滴定体积减小 B. 滴定体积增大;C. 对测定无影响; – D. 若为标定NaOH浓度,会使标定浓度增大。
6. 选出下列不正确的叙述:
– A. 误差是以真值为标准的,偏差是以平均值为标准的,实际工作中获得 的所谓“误差”,实际上仍为偏差;
A.沉淀含有Fe3+杂质;
B.沉淀灼烧时间不足;
C.沉淀包藏了BaCl2;
D.灼烧时,沉淀剂挥发;
17. 由于试剂中含有干扰杂质或溶液对器皿的侵蚀等所产生的系统误 差可作下列哪种实验来消除?
A.对照实验, B.空白实验, C.平行实验, D.常规实验。
18.下列情况引起的误差是偶然误差的是
A.天平零点稍有变动; B.称量时试样吸收了空气中的水分;
食品分析的误差与数据处理
一、基本知识(复习)
v 真实值:一个客观存在的具有一定数值的被测成分的物理量称 为真实值。
v 准确度:测定值与真实值的接近程度。 v 精确度:多次平行测定结果相互接近的程度。
概述
由固定原因造成的误差,在测定过程 中按一定的规律重复出现,一般具有单向 性,即测定值总是偏高或总是偏低。
2. 下列情况引起偶然误差的是:
A. 重量法测定SiO2时,硅酸沉淀不完全; B. 使用腐蚀了的砝码进行称量; C. 滴定管读数最后一位估计不准; D. 所有试剂中含有干扰组分。
–
3. 重量分析中沉淀溶解损失,属:
4. 可用下列那种方法减小分析测定中的偶然误差?
– A. 进行对照实验; B. 进行空白实验;C. 增加平行测定实验的次数; – D. 进行分析结果校正。 E. 进行仪器校准。
例:0.0121×25.64×1.027=?
食品分析的基本知识—误差与数据处理(食品检测技术课件)
习题
某同学对面粉的灰分进行次测定,其数值为:0.61%, 0.63% , 0.66%, 0.42%, 0.68%,请问他报告的测 定结果应为多少?(要写出数据处理过程)
例1
实验员用等臂天平称量10g的样品来实验,实验有5个平 行样,但是由于实验员粗心大意,称量前没有校正,结果 称量结果偏低,由这个引起的误差应该属于什么误差?
过失误差(错误)——责任事故
例2
下列情况分别引起什么误差?如果是系统误差,应如何 消除? ①容量瓶和移液管不配套; (仪器)
②在重量分析中被测组分沉淀不完全; (方法)
食品分析的 误差与数据处理
三、分析结果的数据处理
有效数字
在分析工作中实际能测量到的数字称为有效数字
使用有效数字时,应注意以下几点 1、记录测量所得数据时,应当也只允许保留一位可疑数字,既不允许 增加,也不应减少位数; 2、有效数字的位数还反应了测量的相对误差; 3、有效数字位数与量的使用单位无; 4、数据中的“0”要作具体分析。
食品分析的 误差与数据处理
一、基本知识
❖ 真实值:一个客观存在的具有一定数值的被测成分的物理量称为 真实值。
❖ 准确度:测定值与真实值的接近程度。 ❖ 精密度:多次平行测定结果相互接近的程度。
精确度、准确度示意图
❖ 误差:测定值与真实值之差。 ❖ 系统误差:由固定原因造成的误差,在测定过程中按一定的
规律重复出现,一般具有单向性,即测定值总是偏高或总是 偏低。 ❖ 特点: ❖ 1、在一定的条件下是恒定的,误差的符号偏向同一个方
向——单向性 ❖ 2、重复测定、重复出现 ❖ 3、其大小、正负可以测定出来,因而是可以校正的
❖它一般可以分为:方法误差、仪器误差、试剂误差和操作 误差等。
《食品分析》-食品分析的误差与数据处理
确定出现可疑值的原因
弃
去
若有多个可疑值,应采用格鲁布斯检验法
可
疑
值
格鲁布斯检验法适用于有限次测定
的
注
弃去一个可疑值应重新计算平均值
意
和标准偏差
事
项
检验第二个可疑值时,置信水平应提高
3.显著性分析
在进行过失检验、剔除可疑值之后,还必 须对所得数据进行误差的检验,即进行系统误 差和偶然误差的检验。
显著性检验
三、 控制和消除误差的方法
食品分析过程是由许多具体操作步骤组成 的,每一步骤都会引入误差。误差具有加和性, 操作步骤越多越繁杂,分析过程引入的误差积 累可能越大。
减小测量误差
称量误差、体积误差
减小偶然误差 消除系统误差
增加平行测定次数
对照、内检、外检、 回收实验、空白实验、 校准仪器
回归方程及回归直线
第一节 食品分析的误差
在食品分析的过程中,受分析方法、 仪器、环境和人为等因素的影响,会造 成分析结果和客观存在的真实值的差异, 这种差异就成为误差。
一、误差的种类和来源
系统误差
可测误差,它是由分析过程中某些 确定的、经常的原因造成的。
仪偶器然和试误剂差误差
操作误差
过方失法误差差
不可测误差或随机误差 操作失误
第二章 食品分析的误差与数据处理
1
食品分析的误差
2
有限分析数据的处理
3
控制和消除误差的方法
4
误差的检验
5
有效数字及其应用
6
分析结果的报告及结论
熟悉误差的种类和来源
掌握准确度和精密度的表示和计算方法
学
习
掌握可疑值的取舍方法
培训课件:食品分析的误差知识与数据处理分析
二、准确度和精密度 (一)准确度与误差 准确度是指测定值(X)与真实值(T)之间相互符 合的程度,它能说明测定的可靠性,用误差来表示。 误差有正负之分。其绝对值愈小,准确度愈高。误差 可用绝对误差和相对误差表示。绝对误差和相对误差 的计算公式见下: 绝对误差:E=X-T 相对误差:Er=E/T×100%
(三)过失误差 因工作不负责任、操作不正确、不按标准规程操 作或粗心大意所造成的错误,则不属于误差范围,而 是一种过失或称为“过失误差”。如加错试剂、用错 仪器、读错读数、溶液溅失、记录和计算错误等。 在实际工作中,当出现很大误差时,应该认真寻 找原因,如果是过失所引起的错误,应立即弃去该次 结果,并重新测定。只要严格遵守操作规程,加强责 任心,养成科学的工作态度和良好的工作作风,“过 失误差”是完全可以避免的。
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精密度和准确度,应满足工作的需要即可,不一定要 求越高越好。 实际工作时,应根据分析的目的、分析方法和使用 的仪器等情况综合考虑。 例如,用电子天平称0.1g试样可准确称到0.0001g ,用台秤称100g试样可称准至0.1g,两者具有相同 的相对误差。不要认为电子天平就一定比台秤称量准 确,只有称量相同质量的物质时,电子天平才比台秤 称量准确,因此要熟练运用相对误差的概念。
系统误差按其产生原因可分为一下几类: 方法误差、仪器误差、试剂误差、操作误差(或 主观误差)等。
仪器误差:主要是仪器本身不够精密或未经校正所引起的, 如天平、砝码和量器刻度不够准确,在使用过程中就会使 测定结果产生系统误差。( 仪器表头刻度不准或使用未经 校正的滴定管、移液管、容量瓶等, ) 试剂误差:由于试剂不纯或蒸馏水中含有微量杂质所引起的 误差。
方法误差: 这种误差是由于分析方法本身所造成的。它决定于分析体 系的化学或物理化学性质。
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四、“三取二”的处理不合理
初学食品分析工作或对工作极端不负责任者,往往喜欢从三次平行测定 数据中挑选两个自以为好的数据进行处理,这是不科学、不严肃也是不
合理的。
三次测定中往往有两个数据较为接近,若不经检验就自以为妥地随便舍 弃另一个数据,这种做法是不合理的,也是错误的,这会比从三个数据
一、置信区间
二、可疑值的取舍
三、弃去可疑值时的注意ห้องสมุดไป่ตู้项
四、“三取二”的处理不合理
一、置信区间
偶然误差符合正态分布规律。正态分布曲线的形状取决于曲线标准偏
差σ的大小,σ越小,精密度越高,分布曲线是“瘦高”形状的;反之, 是“矮胖”的。如图所示。 误差正态分布图中,曲线上各点代表某个误 差出现的概率密度。曲线与横轴之间的面积代表各种大小误差出现概率 的总和,其值为100%。
绝对偏差,di=Xi-
X
相对偏差,dr=
di/ X ×100%
为了说明一组分析数据的精密度,常用平均偏差 d (average deviation)来表 示,平均偏差没有正负之分。平均偏差占平均值的百分率称为相对平均偏差 d r (relative average deviation)。 用平均偏差表示精密度比较简单,但由于反映不出个别大的偏差,在数理统计 上不适用。依数理统计方法处理数据时,常用标准偏差(standard deviation) 来衡量精密度。标准偏差S占平均值的百分率,称为相对标准偏差(relative standard deviation ,RSD) 。
误差的正负具有单向性,大小具有规律性。在同一条件下重复测定时会 重复出现,数值一般较大,是误差的主要来源。但其大小、正负可以测 定,可以设法减免或校正。系统误差产生的原因归纳如下:
1、仪器和试剂误差
2、操作误差 3、方法误差
一、误差的种类和来源
(二) 偶然误差
偶然误差又称不可测误差或随机误差(random error)。在多次重复测 定中,即使消除了引起系统误差的所有因素,所得数据仍然参差不齐, 这是由某些难以控制的偶然因素造成的。 偶然误差的特点是:其方向和数值不固定,有时正、有时负,有时大、 有时小。似乎没有什么规律。但当进行多次重复测定后就会发现,其符 合正态分布曲线
F值与表中的F值相比较,若大于表中的F值,说明存在显著性差异。若小 于表中的F值,说明不存在显著性差异。
二、t检验法
1.平均值与标准值比较 为检查某一分析方法或操作过程是否存在系统误
差,可用标准试样作多次平行测定,然后用t检验法检验测定结果的平均 值 X 与标准试样的标准值μ之间是否存在显著性差异。
一、置信区间
在一定置信度下,以测定结果即样本平均值 X 为中心,包括总体平均值μ 在内的可靠性范围称为置信区间。对有限次测定,若以S代替σ,则可按
下式求出相应的置信区间: μ= X ±ts/
n
式中的t称为校正系数或置信因子,它随置信度和自由度f的大小变化,可
由表中查得,分析化学中通常都选用置信度为95%的t值来计算总体平均 值μ的置信区间。
标准、溶剂、仪器以及实验室管理质量等,既涉及系统误差,又涉及偶
归方程,即:
y=a+bx
第四节 误差的检验
在进行过失检验、剔除可疑值之后,还必须对所得数据进行误差检验,
即进行系统误差和偶然误差的检验。通过检验,如果分析结果不存在显 著的系统误差和偶然误差,才具有一定的可靠性。在进行系统误差检验 之前,必须先确定两组数据的精密度是否相一致,确定它们的偶然误差 没有显著性差异后才能进行系统误差的检验。 偶然误差和系统误差的检验通常采用显著性检验法,所谓显著性检验就 是利用数理统计的方法来检验分析结果之间是否存在显著性差异。 常用的显著性检验法有F检验法和t检验法。F检验法检验的是偶然误差, 即判断两组数据的精密度是否存在显著性差异,若存在显著性差异,也 就失去了t检验的前提。t检验法检验的是系统误差,它可以判断两组数据
二、 准确度和精密度
(二)精密度与偏差
在实际工作中,由于真实值通常是不知道的,所以,对分析结果的评价常用精密
度来衡量。精密度是多次平行测定时,个别测定值(Xi)与平行测定的平均值(X )之 间相符合的程度,用偏差(deviation)表示。其值越小,平行测定的精密度越 高。偏差有如下表示方法:
极分析法、色谱法等进行食品分析时,常常需要配制一个待测物质的标 准系列进行测定并由此绘制浓度与响应信号之间的标准曲线进行工作。 此时,对于同一实验的同一组数据,不同的人绘制出的标准曲线可能并 不相同,人为的误差是不可避免的。在正常情况下,标准曲线应该是一 条直线。得到的最好的直线就是回归直线,回归直线就是所有直线中输 出偏差的平方和最小的一条直线。如果用一般的直线式表示一元线性回
第二章 食品分析的误差与数据处理
第一节 食品分析的误差
第二节 有限分析数据的处理 第三节 控制和消除误差的方法 第四节 误差的检验 第五节 分析质量控制和分析质量保证 第六节 有效数字及其应用 第七节 分析结果的报告及结论
食品分析的任务是准确测定试样中有关组分的含量,但在实际测定过程中,
由于受所选用分析方法、所使用的分析仪器、周围环境和分析工作者自 身条件等诸多因素的限制,使分析结果不可能与客观存在的真实值完全 一致,人们把这种差异称为误差(error)。
中求平均值的精密度还要低。
第三节
控制和消除误差的方法
食品分析过程是由许多具体操作步骤组成的,每一步骤都会引入误差。
误差具有加和性,操作步骤越多越繁杂,分析过程引入的误差累积可能 越大。因此,要提高分析结果的准确度,就必须尽可能地减小系统误差 和偶然误差。首先,要根据试样的具体情况和实际工作的需要选择合适 的测定方法,然后用以下方法减小和消除分析过程的误差。
如果固定置信度,样本容量越大,S值和t值越小。置信区间就越小。所以,小的 置信区间能够反映出高的准确度和高的精密度。而置信度的高低说明估计的把握 程度,自由度f相同时,置信度高t值大,置信区间就大。
二、可疑值的取舍
在一组平行测定的数据中,常有个别数值与其它数据相差较大、是弃去
还是保留,会直接影响分析结果的准确性。这种偏离其他数据较远的数 值,称为可疑值。可疑值的产生是由于分析过程中尚未直接察觉到的过 失造成的,这要通过具体的科学方法进行检验,如果确系过失引入的可 疑值就应当舍弃。如果该数值虽有一定的偏差,但仍属于偶然误差的正 常范畴,就应当预以保留。可疑值的取舍有下列几种方法。
1、4 d 法 ,2、Q值检验法 ,3、格鲁布斯(Grubbs)检验法
三、弃去可疑值时的注意事项
1.先对可疑值的来源仔细检查,如果能找到引起过失的确切原因,则坚决 弃去该数据。
2.如果找不到确切的原因,可用上述三种方法检验可疑值,但要注意各种 方法的适用范围及特点。 3.格鲁布斯检验法不但适用于一组数据中有一个或多个可疑值的弃去,而 且对有限次测定均适用,是较可靠的检验方法。 4.弃去一个可疑值后,若对下一个可疑值进行检验,必须重新计算弃去可 疑值后剩余数据的平均值和标准偏差,弃去的可疑值必须在报告书上加 以说明。 5.检验第二个可疑值时,置信水平应该适当提高,例如由95%提高到99% 再进行检验。
的平均值之间是否存在显著性差异。
一、F检验法
F检验法是通过计算两组数据的方差(S2 )之比来判断两组数据的精密度是
否存在显著性差异。 F= S2大/ S2小
计算时,规定大方差(S2大)为分子,小方差( S2小)为分母。如果两组数
据的精密度存在显著性差异,其方差相差较大,F值也较大。把计算出的
2. 两组数据平均值 X 1、 X 2之间的比较 3.用加标回收率进行判断:如果没有合适的标准试样或可靠的分析方法对
照,待测试样的组成较为复杂且不完全清楚时,可做加标回收率实验进
行判断。
第五节 分析质量控制和分析质量保证
进行实验室分析质量的控制是分析结果准确可靠的必要基础,这样,才
能使实验室之间的测定结果具有可比性。影响分析质量的因素很多,例 如分析方法、分析环境、分析人员的素质,所取样品情况、所用试剂、
除系统误差。
(一)对照试验 这是消除系统误差的最有效方法,应根据情况选用以
下具体方法:1.用标准方法进行对照试验 ;
2.用标准试样进行对照试验 ; 3.内检、外检 ; 4.回收试验
(二)空白试验
(三)校准仪器
四、回归方程及回归直线
用吸光光度法、原子吸收光谱法、荧光法、化学发光法、离子选择性电
(一) 系统误差(二) 偶然误差(三)过失误差
二、 准确度和精密度
(一)准确度与误差(二)精密度与偏差(三)准确度和精密度的关系
一、误差的种类和来源
(一) 系统误差
系统误差(systematic error)也叫可测误差,它是由分析过程中某些
确定的、经常的原因造成的,其特点是:对分析结果的影响比较固定,
二、减小偶然误差
由前面讨论可知,在消除系统误差的前提下,平行测定次数越多,测定
结果的算术平均值越接近真实值。因此,适当增加平行测定次数可以减 小偶然误差,食品分析中,一般做3~5次平行测定即可。在准确度要求 较高的情况下,可增加至10次左右。
三、消除系统误差
造成系统误差的原因很多,可通过t检验而发现,并用下列方法校正,消
虽然误差是客观存在的,但是如果我们掌握了它产生的基本规律,对测 定数据进行必要的科学的处理和评价,完全有可能将误差减小到生产和 科研所允许的误差范围内。为此,就要了解误差产生的原因及其减免的 方法,使所得的分析结果尽可能与客观存在的真实值接近。