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誤差的種類、來源和消除

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2023-09-06
核心提示:在相同條件下,多次測(cè)量同一量時(shí),誤差的絕對(duì)值和符號(hào)保持恒定或遵循一定規(guī)律變化的誤差。
 1.  系統(tǒng)誤差

定義:

在相同條件下,多次測(cè)量同一量時(shí),誤差的絕對(duì)值和符號(hào)保持恒定或遵循一定規(guī)律變化的誤差。

舉例:

在整個(gè)測(cè)量過程中,誤差大小和符號(hào)均固定不變的系統(tǒng)誤差。

 

某量塊的零件標(biāo)注的設(shè)計(jì)尺寸為10mm,實(shí)物尺寸為10.001mm,誤差為-0.001mm,若零件標(biāo)注的設(shè)計(jì)尺寸使用,則始終會(huì)存在-0.001mm的系統(tǒng)誤差。

 

產(chǎn)生原因:

1)儀器誤差(儀器損耗,未校正);

 

2)測(cè)量方法誤差(采用測(cè)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(shí)間等);

 

3)試劑差異(純度、雜質(zhì)等);

 

4)操作差異;

 

5)條件差異(實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、溫濕度、照明、通風(fēng)等)。


消除的方法:

1)對(duì)照實(shí)驗(yàn);

 

2)空白實(shí)驗(yàn);

 

3)校準(zhǔn)儀器;

 

4)保證試劑質(zhì)量;

 

5)采樣方法、樣品制備、儲(chǔ)藏標(biāo)準(zhǔn)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(cè)實(shí)驗(yàn)人員;

 

8)校正辦法(找不出原因,回歸方程校正)。


2.  隨機(jī)誤差

定義:

排除系統(tǒng)誤差后隨機(jī)發(fā)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(nèi)部器件和零部件產(chǎn)生的噪聲)、電磁場(chǎng)微變、空氣擾動(dòng)、地面微震、測(cè)量人員的操作微變等都可能會(huì)引起隨機(jī)誤差。  

 

產(chǎn)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(shí)無法控制的微小因素所造成的誤差,如實(shí)驗(yàn)過程中微小氣候與周圍電磁場(chǎng)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(jī)化和對(duì)照原則;

 

2)增加平行測(cè)定次數(shù);

 

3)交叉實(shí)驗(yàn);

 

4)盲法。

 

 

3. 粗大誤差

定義:

粗大誤差是指在一定測(cè)量條件下,測(cè)量值明顯偏離實(shí)際值或明顯超出測(cè)定條件下預(yù)期的誤差,即是明顯歪曲檢測(cè)結(jié)果的誤差。

產(chǎn)生原因:

1)客觀外界條件的原因  

機(jī)械沖擊、外界震動(dòng)、供電電壓突變、電磁干擾等測(cè)量條件意外的改變,引起儀器示值或被測(cè)對(duì)象位置的改變而產(chǎn)生粗大誤差; 

2)檢測(cè)人員的主觀原因  

檢測(cè)人員工作責(zé)任性不強(qiáng),對(duì)儀器熟悉與掌握程度不夠等原因,引起操作不當(dāng),或在檢測(cè)過程中不小心、不耐心、不仔細(xì)等,從而造成錯(cuò)誤的讀數(shù)或記錄錯(cuò)誤等。 

3)測(cè)量?jī)x器內(nèi)部的突然故障

若不能確定粗大誤差是由上述兩個(gè)原因產(chǎn)生時(shí),可分析確定是否為測(cè)量?jī)x器內(nèi)部的突然故障等。  

消除的方法:  

含有粗大誤差的檢測(cè)結(jié)果稱為“壞值”,壞值應(yīng)想辦法予以發(fā)現(xiàn)和剔除。 

剔除粗大誤差可用的方法有3σ準(zhǔn)則,該準(zhǔn)則要求檢測(cè)結(jié)果的次數(shù)不能小于10次,否則不能剔除任何“壞值”,測(cè)量次數(shù)較少時(shí),這種判別方法可靠性不高。而格拉布斯準(zhǔn)則,則可以檢驗(yàn)較少的數(shù)據(jù)。

1)拉依達(dá)準(zhǔn)則(3σ準(zhǔn)則)  

設(shè)對(duì)被測(cè)量進(jìn)行等精度測(cè)量,獨(dú)立得到x1,x2,x3...xn,算出其算術(shù)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(biāo)準(zhǔn)偏差σ,若某個(gè)測(cè)量值xb的剩余誤差vb(1≤b≤n),滿足下式:

|vb|=|xb-x|>3σ  

則認(rèn)為xb是含有粗大誤差值的壞值,應(yīng)予剔除。

2)格拉布斯準(zhǔn)則

用格拉布斯準(zhǔn)則測(cè)量次數(shù)n=20~100時(shí),判別效果好:

對(duì)某一量做多次等精度的獨(dú)立測(cè)量:x1,x2,x3...xn ; 

計(jì)算平均值、殘余差、標(biāo)準(zhǔn)差:  

 

將測(cè)量值xi (i=1,2,3…n) 按照從小到大進(jìn)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(yīng)該剔除掉。

編輯:songjiajie2010

 
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