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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,多次測量同一量時,誤差的絕對值和符號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,多次測量同一量時,誤差的絕對值和符號保持恒定或遵循一定規(guī)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(tǒng)誤差。

       

      某量塊的零件標(biāo)注的設(shè)計尺寸為10mm,實物尺寸為10.001mm,誤差為-0.001mm,若零件標(biāo)注的設(shè)計尺寸使用,則始終會存在-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(zhì)等);

       

      4)操作差異;

       

      5)條件差異(實驗室環(huán)境、溫濕度、照明、通風(fēng)等)。


      消除的方法:

      1)對照實驗;

       

      2)空白實驗;

       

      3)校準(zhǔn)儀器;

       

      4)保證試劑質(zhì)量;

       

      5)采樣方法、樣品制備、儲藏標(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(tǒng)誤差后隨機發(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(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(shù);

       

      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(yù)期的誤差,即是明顯歪曲檢測結(jié)果的誤差。

      產(chǎn)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(chǎn)生粗大誤差; 

      2)檢測人員的主觀原因  

      檢測人員工作責(zé)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(dāng),或在檢測過程中不小心、不耐心、不仔細(xì)等,從而造成錯誤的讀數(shù)或記錄錯誤等。 

      3)測量儀器內(nèi)部的突然故障

      若不能確定粗大誤差是由上述兩個原因產(chǎn)生時,可分析確定是否為測量儀器內(nèi)部的突然故障等。  

      消除的方法:  

      含有粗大誤差的檢測結(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)則要求檢測結(jié)果的次數(shù)不能小于10次,否則不能剔除任何“壞值”,測量次數(shù)較少時,這種判別方法可靠性不高。而格拉布斯準(zhǔn)則,則可以檢驗較少的數(shù)據(jù)。

      1)拉依達準(zhǔn)則(3σ準(zhǔn)則)  

      設(shè)對被測量進行等精度測量,獨立得到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,若某個測量值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)則測量次數(shù)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)該剔除掉。

      編輯:songjiajie2010

       
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