木材家具检验培训-实验数据的处理

木材家具检验工职业技能培训主讲：司银平国家家具产品质量监督检验中心(广东)2012年12月17日实验数据的

分析处理主要内容误差的基本概念1准确度和精密度2分析数据的处理3一、误差的基本概念定义：Δx–测量误差x–测量结果x0–真值测量结果减去被测量的真值真值：与给定的特定量一致的值理论真值：理论上存在、计算推导出来如：三角形内角和180°约定真值：国际上公认的最高基准值、测量平均值、由国家基准或当地最高计量标准复现而赋予该特定量的值如：阿伏加得罗常数值6.0221367×1023mol-1相对真值：利用精密仪器或装置的测量结果作为近似真值用公式表示为：测量误差的定义式中，测量误差的起源：早在1862年Foucault采用旋转镜法在地球上测量光的速度时，给出的测量结果为：c=(298000±500)km/s。注：

误差是测量结果与真值或约定真值之差，它是一个差值。它有自己确定的量值。在数轴上它表示为一个点，而并不表示一个区间或范围。真值是测不出来的；误差是不可避免的。(1)原理误差：测量原理或方法本身存在缺陷和偏差近似：如：非线性比较小时可以近似为线性假设：理论上成立、实际中不成立如：误差因素互不相关(2)装置误差：测量仪器、设备、装置导致的测量误差机械：零件材料性能变化、配合间隙变化、传动比变化、蠕变等电路：电源波动、元件老化、漂移、电气噪声(3)环境误差：测量环境、条件引起的测量误差空气温度，湿度，大气压力，振动，电磁场干扰，气流扰动。(4)人员误差：理论分析与实际情况差异方法：测量方法存在错误或不足如：采样频率低、测量基准错误读数误差，操作误差测量误差的来源测量误差的分类与性质(1)随机误差(randomerror)正态分布性质：处理：可对同一样品进行重复测定取平均值的方法对称性有界性抵偿性单峰性绝对值相等的正负误差出现的次数大致相等绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的次数多误差绝对值不会超过一定限度当测量次数足够多时，随机误差算术平均值趋于0随机误差不可消除测量结果与在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差δf(δ)(2)系统误差(systemerror)

：特点：在多次重复等精度测量下,误差不变或误差的方向不变性质：有规律，可再现，可预测原因：方法误差、仪器试剂误差、操作误差处理：理论分析、实验验证、加以校正(3)粗大误差(abnormalerror)

：性质：偶然出现，误差很大，异常数据，与有用数据混在一起原因：装置误差、使用误差处理：判断、剔除在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差N(t)AxN(t)AxN(t)AxN(t)Ax只有随机误差累进系统误差恒定系统误差周期性系统误差测量误差的表示方法（1）平均误差和相对平均误差设xi为第i次测量值，di和d分别为第i次测量值误差和测量结果的平均误差，设测量次数为n次，则有：

平均误差可以说明测量结果的好坏，精确度的高低，但它反映不出单次测量结果与真值的偏差程度即准确度。设dr为测量结果的相对平均误差，则相对平均误差定义为：（2）标准误差和相对标准误差设s和sr分别为标准误差和相对标准误差，并定义：相对标准误差：(3)绝对误差和相对误差绝对误差：测量值与真值的差。相对误差：绝对误差与真值的商。测量一条马路，量得它的长a是954米，绝对误差不超过0.5m；宽b是20米，绝对误差不超过0.05米。这两个测量结果，哪一个准确些？解：a=954，绝对误差=0.5；相对误差Ka=0.5/954×100%=0.05%b=20，绝对误差=0.05；相对误差Kb=0.05/20×100%=0.25%因Ka＜Kb，所以测量马路的长有较高的准确度。二、准确度和精密度准确度测量结果与真值的接近程度。定义：准确度是反映测定方法系统误差和随机误差的综合指标，它决定测定方法的可靠性。准确度是一个定性概念，也就是说准确度只是指出符合某一等别或级别的技术指标要求，或符合某技术规范的要求。准确度不应该用具体的量值表示，例如：准确度为0.25%、16mg、≤16mg等；准确度只能用高或低、等级来表示，例如：准确度比较高、准确度为0.25级、准确度为3级等。准确度表示方法用绝对误差、相对误差和回收率等表示。绝对误差=测量值－真值

相对误差＝(绝对误差/真值)×100%

X1：测定值回收率（％）=(X1-X0)/m×100%，式中，X0：本底值m:标准加入值

当测量值大小相近时，用绝对误差的比较来反映测量准确度；但一般分析结果的准确度多用相对误差表示。如：标准值10.2mg/kg物体的实测值为10.0mg/kg，则其绝对误差为0.2mg/kg；相对误差为2%如：标准值100.2mg/kg，实测值为100.0mg/kg，其绝对误差为0.2mg/kg；相对误差为0.2%。

准确度的常用评价方法使用标准物质评价使用加标回收率评价与标准方法对照评价精密度定义：在灾规定测量绞条件下，郑对同一被录测量对象邀进行连续讯多次测量芦所得结果锐的一致性辈或分散程宝度。精密度武只取决蜡于随机丑误差的问分布，圣与真值榜或妹约殖定真值烤无关精密度神可以定谊量表示精密度主附要用来表惕示：a）重复性辛:相淹同测量崭条件在席短期内垫重复测庆定。“相同铸测量条没件”是傍指相同芳的测量绝程序、蹄观察人挤、壶使用练条件、暴仪器、史地点。b)蹄重现性早：在改由变了测垦量条件趟下，对播同一被饭测量对数象的测净量结果井的一致沫性。改六变的条问件：原竟理、方讲法、观碎察人、淡仪器、序参考测彻量标准唱、地点帮、使用会条件等茄。精密度表罪示方法偏差和相争对偏差平均偏差城和相对平荡均偏差方差和经标准偏盛差等。偏差和面相对偏剃差偏差：扩又称为咐绝对偏遵差，是缓某一测别定值与顷测定平沾均值之庆差。相对偏差慨：是某一院测量值的鲁绝对偏差厌与测定平狸均值之商合。平均偏缎差和相许对平均示偏差平均偏差尿：是单项胀测定值与血平均值的景偏差的绝芹对值之和揉，再除以椅测定次数疯。相对平均泥偏差：是润平均偏差勇与测定平螺均值之商码。平均偏活差和相细对平均宏偏差均醒为正值方差和标狐准偏差标准偏驻差：是胜指统计钱结果在城某一个菜时段内者误差上递下波动乡丰的幅度骂。用公式表废示为：方差：为卷标准偏差勇的平方。例：分存析铁矿惭石中铁救的质量谅分数，匆得到如顺下数据走：37宇.45室、37肢.20产、37邪.50扑、37眯.30痕、37占.25价(%)莫，计算肤测量结币果的平惜均值、耻绝对偏梳差、相粪对偏差慌、平均学偏差、政相对平图均偏差班和标准政偏差。解：平均贩值字=37因.34%各次的绝欠对偏差分鲜别为：0关.11%真，-0.台14%,亦0.16愚%，-0斩.04%共，-0.伏09%各次的龙相对偏厕差分别本为：0贵.29特%，-劣0.3幻玉7%,友0.4馋3%，旦-0.老11%本，-0浴.24能%平均偏差肠：相对平均扎偏差：标准偏警差：测量精选密度和视准确度测量精密度和准确度举例不精密沫（随机窄误差大键）准确（露系统误拦差小）精密（随愤机误差小眼）不准确（温系统误差梁大）精密（源随机误危差小）准确（争系统误共差小）不精密更（随机驼误差大堤）不准确（承系统误差字大）准确度雅是反映偏分析方贞法或测龙量系统饲总系统朝误差和留随机误理差大小财的综合炊指标；杂精密度纪是反映答随机误狗差大小久，数据颤分散性杨程度的西指标。关系：锯精密度事不好，迁单次测套量的准号确度不投高，精侦密度是寇保证准企确度的咱先决条白件。精找密度好特，准确手度不一芒定高。三、分想析数据俊的处理测量结魔果中可畏疑值的卖剔出原彻则测量结奴果中离辰群的异残常值是魄由观测栽结果中患的粗大贿误差所凝引起的故，通常出是由测掌量过程亲中不可希重复的思突发事齿件所致可疑值剔草出原则：(a)完3σ准则(b)格话拉布斯准设则3σ准则逐：在正态分奋布情况下技，只要测钩量次数不笛太少，随泊机误差的夫绝对值超浊过3倍实估验标准差撕的概率很偷小，故可货认为是不扬可能发生仔的事件。芳也就是说伍，当某一绣残差货满足条件时，则谅认为该商测量结碗果属于盼离群值沃而应予抵以剔除吵。测量结果快的残差冤和实撑验标准差和分别为格拉布斯松准则：3σ准则太的缺点慎在于该般判断准滑则与测酿量次数填无关。尽格拉布家斯准则且在这方晓面对3划σ准则三作了改殖进。格拉布斯针准则认为考，各残差枕中绝对值旅最大者迷只舞要满足则该值键即为离句群值而油应予以蝇剔除。式中昂是与叠显著性皇水平p和重复观绣测次数n有关的撒格布拉防斯临界目值格拉布斯倍准则的临妈界值表有效数字测量中能铺测量出来美的数字叫男有效数字衫。它包括闭测量中的劫全部准确炼数字和一千位估计数骨字。有效数字慰的有关规债定：﹙1﹚必有效数典字中的瓦“0”数值前的缸“0”不埋是有效数域字，数值颈后的为有徒效数字。例如：0悟.012迹3、1.究23和1瘦23的有咳效位数都旺是3位。视0.01传230有呼效位数是哑4位,最期右边的“轮0”是有处效位数，隙不可以省脖略不写。﹙2﹚浆单位换劈燕算保持序有效位液数不变例如:笛3.7小1m=湖3.7缴1×1翠02cm(秩371盈cm)=3.屠71×恒103mm(3)恢pH，p蜓M，lgc，lgK色等对数值净，其有效法数字的位赶数仅取决敌于小数部其分(尾数削)数字的林位数，因饿整数部分樱只代表该复数的方次革。例如：纯pH=瞎11.肠20，婚换算成史[H+]=6量.3×订10-12mol杏/L，旅因此有恢效位数齐是两位夜，而不察是四位额。有效数字梨的修约规训则：实验数据徒进行计算察前应根据冲有效数字闷的运算规订则，正确颂保留有效拘数字的位旅数，按照夺“四舍六猴入五成双亲”进行修论约。(1)季要舍弃敞的数字耳小于等乘于4时误，舍去仓；(2)要阁舍弃的数苦字大于等胖于6时，昆进1；(3)“五成栋双”：脚如果拟正舍去数全字等于云5时应阳保留末祥位成偶碎数;烟如果拟售舍去数谋字等于院5，但骑其后还膊有非零偶数字时挖，应进估1。例如：3.2踢1650滑5.26诵353.2雾16摇5.2研643.24露259蹄6喷.37历85013.2昂43拌6.幅379有效数字杨运算规则堪：加减运算几个数暴相加减特时，结被果保留育的位数扭应与数谱据中小数点后僻位数最少者基相同。例如：踩0.0径121撑+25倚.64偏+1.受057蚕82=垂？0.0吓1+2坦5.6板4+1睛.06渗=26斩.71乘除运算绍：几个数相望乘除时，械所有的积括和商的有叙效数字位业数与数据中徒有效数娘字位数最少者敏相同。例如：霉0.0琴121捐×25悬.64垮×1.检057膏82=萄？0.01声21×2扫5.6×顽1.06抹=0.3述28在乘除故运算中席会经常败遇到9灯以上的磨大数，陕如9.塔