试验数据的误差及其处理
试验的误差和数据处理基本要求
错误所引起的,如标度看错、记录写错,这种错误应完全避免。
由上可见,实验时的系统误差可以设法消除,错误可以避免,但在任何测量中偶然误
差总是存在的。所以我们不能以任何一次的观察值作为测量的结果,为了使测量的结果具有
较大的可靠性、常取多次测量的算术平均值。设N1、N2……NK是各次的测量值,测量次数
是K,则其算术平均值N为:
3
△R=±1Ω
(6)乘除运算法则,各数所保留的有效数字只需和其中有效数字位数最小的相同。所得结
果的有效数字也与原数中有效数字最小者相同。
例如 I=32.8±0.1mA
ρI= 0.1 = 0.3% 32.8
R=210.2±0.1Ω
ρR= 0.1 ≈ 0.05% 210.22
计算 E=IR
ρE=0.3%+0.05%=0.35%
E 的相对误差已达千分之三,故 E 的有效数字只有三位.
E=32.8×210=6.89×103mV
(7)测量值与常数相乘所得结果与测定值的有效数字相同。
在计算过程中应严格遵守有效数字运算规则,如果乘除数中最少的有效数字是四位,
则可用四位对数表运算。
4、实验结果的表示法
化学实验结果的表示法常用的有二种方式:(1)列表法,(2)作图法。 (1)列表法 做完实验后,所得的大量数据,应该尽可能地列表整齐地规律地表达出来,使得全部 数据能一目了然,便于处理运算,便于检查而减少差错。 利用列表法表达实验数据时,最常见的是列出自变量和因变量间的相应数值,每一表 格都应有简明完备的名称,在表的每一档上,都应详细地写上名称,数量单位。自变量的选 择可以是时间、温度、浓度……等等变量。选择时最好能使其数值依次等量的递增。在每一 行中,数字的排列要整齐,位数和小数点要对齐,有效数字和位数应特别注意。 (2)作图法 利用图形来表达化学实验结果时,有许多优点。首先能直接显示出各变量之间的相互 关系,如极大、极小、转折点等;其次能够利用图形作切线,求面积,将数据进行进一步的 处理。因此,作图法的用处极为广泛,作图的步骤及一般规则如下: (i)、选择坐标 以自变量为横坐标,应变量为纵坐标。横、纵坐标的读数一般不一定从 0 开始,视其 具体情况进行选定,以保证图形落于图纸中央。 (ii)、选择比例尺 要能表示出测量值的全部有效数字,以使从作图法求得的量的准确度与测量的准确度 相当,坐标的最小分格应与测量值的最后一位可靠数字相当。比如用 1/10 温度计测量温度, 则最小分格应表示 1/10 度,用有毫米刻度的米尺测压力则最小分格应表示 1/10cm。某些情 况由于图纸的限制或其他原因,作图时降低了测量准确度的,应注明清楚。若作直线,则比 例尺的选择应使其斜率接近 1。 (iii)、画出坐标轴 选定比例尺后,画出坐标轴,在轴旁注明该轴所代表变量的名称及单位。在纵轴之左面 及横轴的下面每隔一定距离写下该处变量的数值,以便作图和读数(注意不应将实验值写于 坐标轴旁)。读数横轴自左至右,纵轴自下而上。
建筑工程试验检测结果的误差及控制措施
建筑工程试验检测结果的误差及控制措施随着建筑工程的不断发展,对建筑材料和结构的质量要求也越来越高。
为了确保建筑工程的安全和稳定,对于建筑材料和结构进行试验检测是非常重要的。
在进行试验检测的过程中,会存在一定的误差,这些误差可能会对试验结果造成影响,甚至对建筑工程的安全构成威胁。
对于建筑工程试验检测结果的误差及其控制措施,需要引起我们的高度重视。
一、建筑工程试验检测结果的误差来源建筑工程试验检测结果的误差主要来自以下几个方面:1. 设备误差:在试验检测过程中使用的设备可能存在精度不足、老化损坏等问题,导致试验结果产生偏差。
2. 操作误差:试验检测人员在进行试验过程中可能存在操作不规范、疏忽大意等情况,导致试验结果出现误差。
3. 环境因素:试验检测的环境因素,如温度、湿度、气压等,都有可能对试验结果产生影响。
4. 样品不均匀性:在进行试验检测时,样品的不均匀性也可能导致试验结果出现误差。
二、建筑工程试验检测结果的控制措施为了降低建筑工程试验检测结果的误差,我们可以采取以下控制措施:1. 设备管理:对试验检测设备进行定期维护和保养,确保设备的精度和可靠性。
2. 人员培训:对试验检测人员进行专业培训,提高其操作技能和规范意识,减少操作误差。
3. 环境监测:对试验检测环境因素进行监测和控制,确保环境条件对试验结果的影响最小化。
4. 样品处理:在进行试验检测时,对样品进行充分混合和均匀处理,降低样品不均匀性对试验结果的影响。
三、建筑工程试验检测结果的误差评定和报告在进行建筑工程试验检测时,我们需要对试验结果的误差进行评定和报告,以便及时发现并解决问题。
对于试验结果的误差评定,我们可以参考以下几个方面:1. 误差分析:对试验结果的误差进行分析,找出误差的来源和影响程度。
2. 误差标定:对试验结果的误差进行标定,确保误差在允许范围内。
3. 误差报告:将试验结果的误差情况进行报告,以便相关部门和人员进行核查和处理。
物理学实验中的常见误差及其分析方法
物理学实验中的常见误差及其分析方法在物理学实验中,常常会遇到各种误差,这些误差会对实验结果产生一定的影响。
因此,了解常见误差及其分析方法对于正确评估实验结果的准确性和可靠性至关重要。
本文将介绍物理学实验中常见的误差类型,并探讨相应的分析方法。
I. 实验中的系统误差系统误差是由于实验设计、仪器设备或试验对象本身的固有特性引起的误差。
以下是几种常见的系统误差及其分析方法:1. 仪器误差:仪器的不确定度和误差是物理实验中不可避免的因素。
为了准确评估实验结果,首先需要了解仪器的精度和分辨率。
此外,校准仪器以确保其准确性也是一种有效的方法。
2. 环境误差:实验环境中的温度、湿度和气压等因素可能会对实验结果产生影响。
因此,在进行物理实验之前,必须对环境条件进行记录和控制,以降低环境误差的影响。
3. 人为误差:人为因素也是实验误差的常见来源。
例如,实验操作的不一致性、读取测量结果时的偏差以及随机误差等。
为了减少人为误差的影响,进行多次实验并取平均值是一个有效的方法。
II. 实验中的随机误差随机误差是由于实验测量的随机变化和不可预测因素引起的误差。
以下是几种常见的随机误差及其分析方法:1. 重复性误差:由于实验操作的随机性,进行多次测量可能会得到略有不同的结果。
通过计算平均值并计算测量值的标准偏差,可以评估测量结果的重复性。
2. 分辨率误差:实验仪器的分辨率限制了我们对于小差异的观测能力。
因此,在使用仪器进行测量时,需要考虑到其分辨率范围,并将其作为误差的一部分。
3. 统计误差:由于测量是基于概率分布的,因此存在统计误差。
使用概率统计工具(例如正态分布)来分析实验结果,可以更好地理解统计误差的特征。
III. 误差分析方法1. 误差传递:当多个测量结果互相影响时,误差传递方法可以用于评估最终结果的误差。
通过计算不确定度的传递过程,可以更准确地反映实验结果的误差范围。
2. 极限误差分析:在实验中,确定测量结果的极限误差是非常重要的。
滴定分析中的误差及数据处理
滴定分析中的误差及数据处理一、引言滴定分析是一种常用的定量化学分析方法,通过滴定试剂与待测溶液反应的定量关系,来确定待测溶液中某种化学物质的含量。
然而,在滴定分析过程中,由于实验条件、仪器设备、试剂质量等因素的影响,可能会产生误差,影响结果的准确性和可靠性。
因此,对滴定分析中的误差进行分析和数据处理至关重要。
二、滴定分析中的误差类型1. 随机误差随机误差是由于实验条件的不确定性引起的,无法避免的误差。
例如,滴定试剂的滴定体积、试剂浓度的测量误差等。
随机误差可以通过多次重复实验来减小,通过计算平均值和标准偏差来评估误差的大小。
2. 系统误差系统误差是由于实验条件或仪器设备固有的偏差引起的。
例如,使用的滴定管刻度不准确、试剂浓度不稳定等。
系统误差可以通过校正仪器、使用标准物质进行校准和定期检验仪器来减小。
3. 人为误差人为误差是由于操作人员技术水平、操作不规范等因素引起的。
例如,滴定试剂滴定过程中的滴定速度不一致、读取滴定终点时的主观误差等。
人为误差可以通过培训操作人员、规范操作流程来减小。
三、滴定分析中的数据处理方法1. 平均值计算在滴定分析中,进行多次重复实验可以得到一组滴定体积数据。
通过计算这些数据的平均值,可以减小随机误差的影响,提高结果的准确性。
2. 标准偏差计算标准偏差是用来评估数据的离散程度,反映了数据的稳定性。
通过计算一组滴定体积数据的标准偏差,可以评估随机误差的大小。
3. 相对标准偏差计算相对标准偏差是标准偏差与平均值的比值,用来评估数据的相对离散程度。
较小的相对标准偏差表示数据的相对稳定性较高。
4. 置信区间计算置信区间是用来评估数据的可靠性和精度的。
通过计算一组滴定体积数据的置信区间,可以确定结果的可信程度。
5. 异常值处理在滴定分析中,可能会出现异常值,即与其他数据明显不符的极端值。
在数据处理过程中,需要对异常值进行识别和处理,可以通过删除异常值或采用合适的统计方法进行修正。
对实验数值误差理论和数据处理
9 平均值的有效数字位数,通常和测量值相同。 当样本容量较大,在运算过程中,为减少舍 入误差,平均值可比单次测量值多保留一位 数。
3.3实验数据的初步整理
3.3.1实验数据的列表整理
1.数据的归类整理 2.数据的分组整理
3.3.2 分布规律判断的基本方法— —统计直方图
1.统计直方图 为了对某个随机变量的分布规律作出判断,
如0.0121×25.64×1.05782,其0.0121为三 位有效数字,故计算结果宜记0.328
5 在所有计算式中,常数π ,e的数值,以及,1/2等 系数的有效数字位数,可以认为无限制,需要几位 就可以取几位。
6 在对数计算中,所取对数位数,应与真数的有效数 字位数相等。例如,pH12.25 和 [H+]=5.6×10-13M;
3.误差与数据处理
3.1 误差及其表示方法
误差来源
设备误差 环境误差 人员误差 方法误差
误差分类
系统误差、 随机误差、 过失误差
(1)系统误差
系统误差是由某种确定的因素造成的,使测定 结果系统偏高或偏低;当造成误差的因素不存 在时,系统误差自然会消失。
当进行重复测量时,它会重复出现。系统误差 的大小,正负是可以测定的,至少在理论上说 是可以测定的,系统误差的最重要特性是它具 有‘‘单向性” 。
对于舍去的数据,在试验报告中应注明舍去的原因或所 选用的统计方法。
1).4d 法检验
根据测量值的正态分布可知,偏差大于3σ的测量 值出现的概率约为0.3%,此为小概率事件,而 小概率事件在有限次实验中是不可能发生的,如 果发生了则是不正常的。
即偏差大于3σ的测量值在有限次检验中是不可能 的,如果出现则为异常值,为过失所致应舍弃。 (概率不超过5%的事件称为小概率事件)。
分析化学实验中误差及分析数据的处理
* 有界性:大误差出现概率很小,误差很大的测量 值,往往由过失误差造成的。对这种数据应作适 当处理。
标准正态分布曲线 N(0 ,1 ) 为了将不同精密度的正态分布曲线统一起来, 令u=x-u/σ为横坐标表示的正态分布曲线
u
x
横坐标:u 纵坐标:误差出现的概率大小。
二. 随机误差的区间概率
特点:
随机性(大小、正负不定) 不可消除(原因不定) 但可减小(测定次数↑,一般平行测定3- 4次) 分布服从统计学规律(正态分布) (三)过失误差 由于操作者的过失而引起的误差(损失试 样、加错试样、记录或计算错误等 )--错 误。
(四)如何提高分析结果准确度?
减少误差的方法
1. 选择合适的分析方法 根据待测组分的含量、性质、试样的组成及对 准确度的要求。 2. 减少测量误差 控制取样量 : 天平称量取样 0.2g (为什么?)以 上,滴定剂体积大于20mL(为什么?)。 3. 增加平行测定次数,减小偶然误差 化学分析中通常要求平行测定3~4次。 4. 消除系统误差
二.精密度与偏差
1.几个定义
精密度 一组平行测定值相互接近的程度。
偏差 是衡量数据精密度高低的尺度。偏差越小,
数据的分散性越小,测定值的精密度越高。
第一组 第二组 1.10 1.10 1.12 1.18 1.11 1.15 1.11 1.13 1.10 1.16
在实际分析中,真实值难以得到,常以多次平行测定结果
平均偏差
| d | | d 2 | | d 3 | | d 4 | | d n | d 1 n
| d
i 1
n
i
|
n
相对平均偏差:
d d r 100% X
实验误差与不确定度的评估与处理
实验误差与不确定度的评估与处理在科学研究与实验中,实验误差与不确定度的评估与处理起着非常重要的作用。
准确地评估实验误差和不确定度有助于保证实验结果的可靠性和科学性。
本文将介绍实验误差和不确定度的概念、评估方法以及处理策略。
一、实验误差的概念与分类实验误差是指实际测量值与真实值之间的差别。
实验误差可以分为系统误差和随机误差两类。
1. 系统误差系统误差是由于实验装置、仪器、环境等因素的固有不准确性引起的误差。
系统误差在多次实验中具有一定的规律性,对实验结果产生较为持续的影响。
常见的系统误差包括仪器误差、环境误差等。
2. 随机误差随机误差是由于实验条件不可控制或观察者的不精确引起的误差。
随机误差在多次实验中呈现出无规律性,对试验结果产生偶然性的影响。
常见的随机误差包括人为误差、测量误差等。
二、不确定度的概念与评估方法为了评估实验结果的可靠性,需要借助不确定度来量化实验误差的大小。
不确定度是指在实验条件中,测量结果与真实值之间的差异范围。
不确定度也可分为两类:类型A不确定度和类型B不确定度。
1. 类型A不确定度类型A不确定度是通过重复测量同一量值,根据多次测量结果的离散程度来评估的。
常见的评估方法包括标准偏差法和方差分析法等。
2. 类型B不确定度类型B不确定度是通过对实验条件和测量方法的分析,利用概率统计方法评估的。
常见的评估方法包括均匀分布法、正态分布法等。
三、实验误差与不确定度的处理策略针对实验误差与不确定度的评估结果,科学研究中通常采取一些处理策略来保证实验结果的可靠性。
1. 合并不确定度当实验结果由多个测量值组合得出时,需要将各个测量值的不确定度合并为一个整体的不确定度。
常见的合并不确定度的方法有根号和法、直接相加法等。
2. 数据比对与处理在实验过程中,如果发现数据之间存在明显的差异,可以对异常数据进行筛除或进行重新测量,以减小实验误差。
3. 不确定度传递在实验中,如果测量结果直接参与后续计算,需要通过不确定度传递方法,将初始不确定度转化为最终结果的不确定度。
实验数据和误差处理
2.精密度:在一组测量中如果数据比较稳定,分散性小,我们就称测量结果是精密的。 测 量(或加工制造或计算)的精密度是由偶然误差来表征和描述的。 偶然误差越小则表示测量 的精密度越高,从而表明测量的重复性就越好。 3.精确度:在测量(或加工制造或计算)中,如果系统误差小,偶然误差也小,则这组测量 的准确度和精密度都越好。这时我们称这组测量的精确度高。所以精确度是由系统误差和偶 然误差两个共同来表征和描述的。
4.或然误差(最可几误差)或然误差的定义为:在一组测量中,若不记正负号,如果 选定一个γ值,则误差大于γ的观测值与误差小于γ的观测值各占总观测次数的 50%这时我 们就把
γ叫做或然误差或最可几误差。也就是说误差落在-γ和+γ之间的观测数占总观测值的一
∫ 半,从下述积分:
Ρ=
1 2π σ
+γ
exp[−
偶然误差的特点是有时大有时小,有时正有时负,方向不一定。产生的原因是多方面的, 是无法控制的。但是用同一台仪器在同样条件下对同一物理量作了多次的测量,若测量的次 数足够多,可以发现偶然误差完全服从统计性的规律,出现误差的正负和大小完全由概率来 决定。当测量的次数无限增大时,偶然误差的算数平均值将趋近于零。因此,多次测量结果 的算数平均值将接近真值。 3.过失误差:它是一种显然与事实不符的误差。产生的原因主要是粗枝大叶过度疲劳和操 作不正确等。例如读错刻度值、记录错误、计算错误等。此类误差无规则可寻,可根据经验、 理论及时判断数据的正负、量级是否正确,这样才能消除过失误差。 四.准确度、精密度和精确度 1.准确度:在一组测量中如果系统误差很小,那么可以说测量结果是相当准确的。测量(或 加工制造或计算)的准确度是由系统误差来表征和描述。系统误差越小则表示测量的准确度 越高。
实验数据的误差与结果处理(精)
7
2.2 实验数据处理及结果评价 2.2.1 数理统计的几个基本概念
1. 总体(universe)(或母体)——分析研究的对象 的全体 2. 样本(swatch)(或子样)——从总体中随机抽取 一部分样品进行测定所得到的一组测定值 3. 个体(individual)——样本中的每个测定值xi 4. 样本容量(capacity of sample)(或样本大小)— 样本中所含个体的数目,用n表示
1 x (79.58 79.45 .... 79.38)% 79.50% 6
s
2018年9月28日7时8分
X
i X
2
n 1
0.09%
SX S / 6 0.04%
14
2.2 实验数据处理及结果评价
2.2.3 置信度与置信区间
偶然误差的正态分布曲线:
对于有限次测定,结果的平均 值与总体平均值 关系为 : s x t sx x t n
5. 样本平均值
1 x xi n
6. 极差: 表示数据的分散程度
2018年9月28日7时8分
R xmax xmin
8
2.2 实验数据处理及结果评价
2.2.2 少量数据的统计处理 1. 平均偏差
平均偏差又称算术平均偏差,用来表示一组数据的精密度 平均偏差: 相对平均偏差:
1 1 d xi x d i n n
s——有限次测定的标准偏差 n——测定次数
t 值表 ( t——某一置信度下的几率系数)
置信度——真值在置信区间出现的几率 置信区间——以平均值为中心,真值出现的范围 讨论: 1. 置信度不变时: n 增加,t 变小,置信区 间变小 2. n不变时:置信度增加, t变大,置信区 间变大 2. n, t不变时:s增加,置信区间变大,准 确度降低 2018年9月28日7时8分
论文中对实验数据的异常值和误差处理
论文中对实验数据的异常值和误差处理在科学研究中,实验数据的正确性和可靠性至关重要。
然而,由于各种原因,实验数据中可能存在异常值和误差,这给研究人员带来了处理和分析数据的挑战。
本文将讨论论文中对实验数据的异常值和误差处理的方法和技巧。
一、异常值的识别和处理1. 数学统计方法异常值的识别可以使用统计学方法,如离群值检测算法。
常用的方法包括3σ原则(如果数据与平均值的偏差超过3倍标准差,则被认为是异常值)、箱线图法(根据数据的中位数和四分位数来确定异常值)等。
一旦异常值被识别出来,我们可以做如下处理:- 删除异常值:如果异常值是由于实验设备故障或操作失误导致的,我们可以选择将其删除,以确保数据的准确性。
- 替换异常值:如果异常值是由于数据记录错误或测量误差等原因导致的,我们可以用相邻数据的平均值或其他合适的数值来替换异常值。
2. 领域知识和先验信息除了数学统计方法外,我们还可以结合领域知识和先验信息来判断异常值。
通过深入了解所研究领域的特点和规律,我们可以辨别出一些非常规的数据点,并对其进行合理的处理。
二、误差的处理和分析1. 系统误差系统误差是由于仪器或实验环境等因素引起的,重复实验的结果往往具有一定的偏差。
为了减小系统误差,我们可以采取以下措施:- 校正仪器:对于仪器的零点偏差或灵敏度不一致等问题,可以进行仪器校准,以提高数据的准确性。
- 控制实验环境:在实验过程中,我们应尽可能控制实验环境的稳定性,避免因温度、湿度等因素引起的误差。
2. 随机误差随机误差是由于测量方法的限制、人为因素或其他不可预测的因素造成的。
为了减小随机误差,我们可以采取以下方法:- 多次重复实验:通过多次实验并取平均值,可以减小随机误差的影响,提高数据的精确性。
- 提高测量精度:选择更精确的仪器和测量方法,可以降低随机误差的产生。
三、数据处理的示例举例来说,假设我们研究某种药物对癌细胞的抑制作用,并记录了不同浓度下的试验数据。
误差及数据处理
误差及数据处理1、误差的概念进行试验时,不仅要定性观察试验的过程,而且还要定量地测定试验结果的大小。
在检测过程中,由于试验仪器,试验条件及其它种种原因,检测值不可能无限精确,测试结果与客观存在的真值之间总有一定差异。
测试值与真实值之差,成为误差。
误差的大小,反映出测定结果接近于客观真实的程度。
2、误差的分类2.1系统误差:系统误差的特点总是使测量结果向一个方向偏离,其数值一定或按一定的规律变化。
系统误差的来源有以下几个方面:2.1.1仪器误差:由于仪器本身的缺陷或没有按规定条件使用仪器造成的……举例:砂子细度模数由于筛孔尺寸的不合规定,将造成细度模数一直偏小,影响试验结果等等。
因此,我们首先要避免仪器误差,这就要做到:使用前的校准、使用过程中注意工作环境及严格按照操作规程等。
2.1.2理论误差:由于检测所依据的理论,公式本身的近似性或试验条件不能达到理论公式所规定的要求,或检测方法所带来的……规程规范的选择,水工标准,国标,公路标准等,各种标准的筛孔尺寸的不同,公路路面设计有抗折强度,弯拉强度,辟裂强度等方面的近似性。
2.1.3观测误差:由于观测者本人生理或心理特点造成的。
由于系统误差总是使测定结果偏向一边,即或者一直偏大,或一直偏小,因此,多次测量求平均值并不能消除系统误差。
只有找到某个系统误差产生的原因,才能采取一定的方法消除它的影响或对测量结果进行修正。
2.2偶然误差:偶然误差的特点是,测量值偏大或偏小不是一定的,其数值按一定的统计规律变化。
偶然误差是由于人的感官灵敏度和仪器精密程度有限,周围环境的某些干扰,以及随测量而来的其它不可预测的偶然因素造成的。
由于偶然误差服从统计规律,增加测量次数可以减少偶然误差。
2.3过失误差:由于测定者的过失,如试验方法不合理,用错仪器,读错数据等引起的误差。
测量精度高是指偶然误差小,测量准确度高是指系统误差小,测量精确度是这两者的总和。
对于结果的不确定分析:测试结果一般表示为……X+△X(其中X是测量值,为多次测量的算术平均值,或单次测量的测得值,或间接测得值。
实验结果的系统性误差分析
实验结果的系统性误差分析实验结果的系统性误差是在进行科学实验时,由于某种因素的存在导致实验结果偏离真实值的一种偏差。
这种误差是可以通过仪器设备校准以及数据处理方法来进行分析和修正的。
本文将以实验结果的系统性误差分析为题,介绍常见的误差来源和分析方法。
一、实验结果的系统性误差来源1. 仪器设备误差:仪器设备的偏差会对实验结果产生直接影响。
这些误差可以分为系统误差和随机误差两类。
系统误差是由于仪器设备固有问题引起的,而随机误差则是由于测量条件和实验设备的不稳定性引起的。
2. 操作误差:操作误差是在实验过程中由操作人员的技术水平、经验以及主观判断等因素导致的误差。
常见的操作误差包括读数误差、操作步骤不准确等。
3. 环境因素:环境因素对实验结果也会产生一定的影响。
例如温度、湿度、气压等因素会导致实验条件的变化,从而影响实验结果的准确性。
二、实验结果的系统性误差分析方法1. 标定和校准:仪器设备的标定和校准是排除仪器误差的关键步骤。
通过与已知标准样品进行比对,可以了解仪器的准确性和稳定性,并进行相应的校正。
2. 多次重复实验:多次重复实验是排除随机误差,评估系统误差的有效方法。
通过反复实验可以获得更加准确的实验结果,并可以分析实验结果的稳定性和可靠性。
3. 数据处理和分析:在实验数据处理和分析过程中,可以使用统计方法和数学模型对实验结果进行系统性误差的修正和分析。
例如,可以通过线性回归分析得到实验数据的拟合曲线,并根据拟合曲线对实验数据进行修正。
4. 环境控制:在进行实验时,应尽量控制环境因素的影响,确保实验条件的稳定性。
例如可以采取恒温恒湿控制等措施来减小环境因素的干扰。
5. 有效样本数量的确定:在进行误差分析时,需要确定足够的有效样本数量,以保证分析结果的可靠性和准确性。
根据具体实验情况,可以使用合适的统计方法来确定有效样本数量。
三、实验结果的系统性误差分析案例为了更好地理解实验结果的系统性误差分析,下面以某实验室测量金属材料力学性能为例进行说明。
试验数据的误差分析
在生产过程中,误差分析可以帮助企业识别生产工艺的瓶颈和改进方向,提高生产 效率和产品质量。
在产品检测环节,误差分析有助于提高检测精度和可靠性,确保产品符合质量标准 和客户要求。
在科学实验中的应用
在科学实验中,误差分析是不可或缺的一部分。通过对实验数据的误差分 析,科学家可以更准确地评估实验结果的可信度和可靠性。
误差分析有助于发现实验设计、操作过程、数据处理等方面存在的问题, 进而改进实验方法,提高实验结果的准确性和可靠性。
在科学研究领域,误差分析对于推动学科发展、验证科学假设、促进科技 创新具有重要意义。
通过多次重复试验,计算平均值和标准差,以评 估数据的稳定性和可靠性。
识别并排除异常值,确保数据质量。
了解误差来源,如仪器误差、操作误差等,并采 取相应措施减小误差。
对比试验法
1
通过对比不同试验条件或不同试验方法,评估数 据的准确性和可靠性。
2
ห้องสมุดไป่ตู้
对比已知标准物质或参考数据,验证试验数据的 准确性。
3
对比类似试验或实验室间的数据,评估实验室的 测量误差和偏差。
标准化操作法
01 制定标准操作规程,确保试验操作的规范性和一 致性。
02 对试验人员进行培训,确保他们掌握标准操作规 程并按照要求进行操作。
03 定期对试验设备进行校准和维护,确保设备的准 确性和可靠性。
04
误差的减小与修正
改进试验方法
选择更精确的试验设备
使用高精度、低误差的试 验设备,可以降低测量误
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分析化学第四章误差与实验数据的处理
二、正态分布(高斯分布)
大量不含系统误差的测量数据一般遵从正态分布规律,这种 分布特性就是满足高斯方程的正态概率密度函数。
y f ( x)
1 2
( x )2
e 2 2
Y表示概率密度,x为单次测定值,µ为无限次测量的算术平 均值,即总体平均值(没有系统误差时,就是真值),ơ为 无限次测量的标准偏差
第三章误差与实验数据的处理
由统计学可得平均值的标 准偏差与单次测量的标准 偏差关系为:
对于有限次测量,则
第三章误差与实验数据的处理
式中
s x
称样本平均值的标准偏差。由以上两式
可以看出,平均值的标准偏差与测定次数的平
方根成反比。因此增加测定次数可以提高测定
的精密度。
第三章误差与实验数据的处理
(五)准确度和精密度的关系(p81图4-3)
偏差越大,精密度越低
偏差
绝对偏差
相对偏差
第三章误差与实验数据的处理
1.绝对偏差(d)=个别测定值—多次平均值= Xi X
2.相对偏差(dr)=
d
x
*100
0 0
偏差是用来衡量某个别测定值与平均值 的接近程度
若要衡量总体测定值与平均值 的接近程度,可用平均偏
差(均差)
3.3 平均偏差( d )= x1 x x2 x ........ xn x d1 d2 ....... dn
第三章误差与实验数据的处理
平均值1.62% 所在的组(第 五组)具有最 大的频率值, 处于它两侧的 数据组,其频 率值仅次之。 统计结果表明: 测定值出现在 平均值附近的 频率相当高, 具有明显的集 中趋势;而与 平均值相差越 大的数据出现 的频率越小。
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大小往往可以估计,并能设法减小或加以校正。
系统误差产生的主要原因有:方法误差、仪器误差、试剂误差、操作 误差等。
误差产生的原因
偶然误差:由于某些偶然的因素所引起的实验误差。 偶然误差难以发现,也难以控制,但在消除系统误差后,在同样条件 下进行重复测量,偶然误差的分布服从一般的统计规律。 1. 大小相等的正、负误差出现的几率相等; 2. 小误差出现的几率多,大误差出现的几率少。 随着测量次数的增加,偶然误差的算术平均值将 逐渐接近于零。因此多次测量结果的平均值接近 于真值!
误差的表示方法
精密度是指在相同条件下多次测量结果间相互吻合的程度,它表现了 测量结果的再现性。 精密度用偏差来表示,偏差越小说明分析结果的精密度越高。所以偏 差的大小是衡量精密度高低的尺度。 绝对偏差:个别测得值 – 测得平均值 相对偏差: 个别测得值 – 测得平均值 测得平均值 ×100%
误差的表示方法
提高实验数据准确度的方法
减少系统误差的途径
对照实验 校准仪器 空白实验 校正方法
减少偶然误差的途径
多次测量、取平均值
防范过失!
有效数字及运算规则
有效数字是指在实验中实际上能测量到的数字。 记录数字和计算结果时究竟应该保留几位数字,必须根据测量方法 和使用仪器的准确程度来决定。在记录数据和计算结果时,所保留 的有效数字中,只有最后一位是可疑的数字。 称量瓶质量:10. 373g,10.3732g,10.37321g 盐酸溶液体积:24.2mL,24.21mL,24.213 mL 有效数字的位数直接与测定的相对误差有关! 在测量准确度的范围内,有效数字位数越多,测量也越准确。但超过 10.3732 ± 0.0001g 24.21 ± 0.01 mL
f ( x)
正 态 分 布
0
x
误差的表示方法
准确度用来描述测量结果与真实值之间的接近程度。显然,误差越大, 准确度越低。所以,误差的大小是衡量准确度高低的尺度。 个别测得值 – 真值 个别测得值 – 真值 ×100%
绝对误差: 相对误差:
真值
用相对误差来比较各种情况下测定结果的准确度更为合理。
A× B
S R S A S B SC
2 2 2 2
2
2
2
2
如R=
C
,则
S R S A S B SC R A B C
随堂练习
偏差计算 A、B两组数据,其各次测量的偏差分别为 A:+ 0.2、+ 0.4、0.0、- 0.3、+ 0.2、- 0.3、+ 0.2、- 0.2、- 0.4、+ 0.3 B:- 0.1、- 0.2、+ 0.5、0.0、+ 0.1、+ 0.1、0.0、+ 0.1、- 0.4、- 0.2 算术平均值偏差:
实验数据的误差及其处理
实验数据的误差及其处理
误差产生的原因 误差的表示方法 提高实验数据准确度的方法 有效数字及运算规则
误差的传递
误差产生的原因
误差:测量结果与真实值之间的差值。 根据误差的性质与产生的原因,可将误差分为系统误差和偶然误差。 系统误差:由于实验过程中某些经常发生的原因造成的,对实验结果 的影响比较固定,在同一条件下重复测定时会重复出现。因此误差的
测量准确度的范围后,过多的数字是没有意义的。
有效数字的运算规则
记录测量数据时,只保留一位可疑数字; 当有效数字位数确定后,其余数字应舍去;
舍去方法:四舍六入五留双
原有数据: 3.1424 3.2156 5.6235 四位有效数据: 3.142 3.216 5.624 4.6245 4.624
如果对同一试样进行了n次测定,测得结果分别为m1,m2, … mn,则: 算术平均值 M
m
i 1
n
i
n
算术平均偏差
| m
i 1
n
i
M |
n
相对平均值偏差
M
100 %
2 ( m M ) i i 1 n
标准偏差(均方根偏差)
S
n 1
误差的表示方法
偏差计算示例 A、B两组数据,其各次测量的偏差分别为 A:+ 0.1、+ 0.4、0.0、- 0.3、+ 0.2、- 0.3、+ 0.2、- 0.2、- 0.4、+ 0.3 B:- 0.1、- 0.2、+ 0.9、0.0、+ 0.1、+ 0.1、0.0、+ 0.1、- 0.7、- 0.2
算术平均值偏差:
A 0.24
B 0.24
S B 0.40
标准偏差(均方根偏差) : S A 0.28
误差的表示方法
准确度和精密度之间的关系 系统误差是实验测量中误差的主要来源,它影响测量结果的准 确度;而偶然误差则影响测量结果的精密度。获得良好的精密度并 不能说明准确度就高。只有在消除了系统误差之后,精密度好,准 确度才高。
A ?
5.2727 + 0.075 + 3.7 + 2.12
5.27
+ 0.08 + 3.7 + 2.12 = 11.17 = 11.2
有效数字及计算规则
当几个数据相乘除时,其有效数字的保留应以有效数字 位数最少的那个数为依据。
0.0121 × 25.64 × 1.05782 0.0121 × 25.6 × 1.06 0.0121 × 25.64 × 1.058 = 0.328 = 0.3282 = 0.328
当第一位有效数字大于或等于8,其有效数字可以多算一
位。
三位有效数据: 3.14
四位有效数据: 9.37
有效数字及计算规则
当几个数据相加减时,其有效数字的保留应以小数点后
位数最少的数据为依据。
32.1
+ 3.235 35.335 35.3
416.9
– 123 293.9 294
有效数字及计算规则
在大量数据的运算中,为使误差不迅速积累,对参加运 算的数据可以多保留一位有效数字。待运算完成
A、B、C为三个测量值
E 为各项相应的误差,ER 为最终分析结果R的误差
如 R = A + B-C,则 ER = EA + EB - EC
如R=
A× B C
,则 ER =
E
A
+
EB
A
-C B C
E
误差的传递
偶然误差的传递
A、B、C为三个测量值
如 R = A + B-C,则