试验检测数据处理

第二章试验检测数据处理第一节抽样检验

一、抽样检验的类型抽样是从总体中抽取样本的过程，并通过样本了解总体。总的来说，抽样检验分为非随机抽样与随机抽样两大类。

1.非随机抽样进行人为的有意识的挑选取样即为非随机抽样。非随机抽样中，人的主观因素占主导作用，由此所得到的质量数据，往往会对总体作出错误的判断。因此，采用非随机抽样方法所得的检验结论，其可信度较低。

2．随机抽样。随机抽样排除了人的主观因素，使待检总体中的每一个产品具有同等被抽取到的机会。只有随机抽取的样本才能客观地反映总体的质量状况。这类方法所得到的数据代表性强，质量检验的可靠性得到了基本保证。因此，随机抽样是以数理统计的原理，根据样本取得的质量数据来推测、判断总体的一种科学抽样检验方法，因而被广泛使用。二、随机抽样的方法1．单纯随机抽样在总体中，直接抽取样本的方法即为单纯随机抽样。这是一种完全随机化的抽样方法。要实现单纯随机抽样，应对总体中各个个体进行编码。随机抽样并不意味着随便地、任意地取样，而是应采取一定的方式获取随机数，以确保抽样的随机性6而随机数可以利用随机数表获得，也可以利用掷骰子和抽签方法获得。二、随机抽样的方法2．系统抽样有系统地将总体分成若干部分，然后从每一个部分抽取一个或若干个个体，组成样本。这一方法称之为系统抽样。在工程质量控制中，系统抽样的实现主要有3种方式。（1）将比较大的工程分为若干部分，再根据样本容量的大小，在每部分按比例进行单纯随机抽样，将各部分抽取的样品组合成一个样本。（2）问隔定时法，每隔一定的时间，从工作面抽取一个或若干个样品。该方法适合于工序质量控制。（3）间隔定量法，每隔一定数量的产品，抽取一个或若干个样品，该方法主要适合于工序质量控制。二、随机抽样的方法3．分层抽样一项工程或工序往往是由若干不同的班组施工的。分层抽样法就是根据此类情况，将工程或工序分为若干层。如：同一个班组施工的工程或工序作为一层，若某项工程或工序是由3个不同的班组施工的，则可分为3层，然后按一定比例确定每层应抽取样品数，对每层则按单纯随机抽样法抽取样品。分层时，应尽量使层内均匀，而层间不均匀。分层抽样法便于了解每层的质量状况，分析每层产生质量问题的原因。第二节数据的修约规则在记录和计算数据时，必须注意数据的正确取舍。一、有效数字概念由数字组成的一个数，除最末一位数是不确切值或可疑值外，其余均为可靠性正确值，则组成该数的所有数字包括末位数字在内称为有效数字，除有效数字外，其余数字为多余数字。如用最小可度为1mm钢尺测一试件长度，100.2mm，2是估计数字，此数值的有效数字为四位。二、有效数字的正确表示1、有效数字中只应保留一位欠准数字，因此在记录测量数据时，只有最后一位有效数字是欠准数字。2、在欠准数字中，要特别注意0的情况。0在数字之间与末尾时均为有效数字。如0.078和0.78与小数点无关,均为两位。506与220均为三位。3、л等常数，具有无限位数的有效数字，在运算时可根据需要取适当的位数三、数字修约规则（一）修约间隔

0.10.20.5（二）数值修约进舍规则1、当保留n位有效数字，若后面的数字小于第n位单位数字的0.5就舍掉。2、当保留n位有效数字，若后面的数字大于第n位单位数字的0.5，则第位数字进1。三、数字修约规则3、当保留n位有效数字，若后面的数字恰为第n位单位数字的0.5，则第n位数字若为偶数时就舍掉后面的数字，若第n位数字为奇数加1。如将下组数据保留三位

45.77=45.843.03=43.038.25=38.247.15=47.2四、计算法则（一）加减运算以各数中有效数字末位数的数位最高者为准（小数即以小数部分位数最少者为准），其余数均比该数向右多保留一位有效数字。（二）乘除运算以各数中有效数字位数最少者为准，其余数均多取一位有效数字，所得积或商也多取一位有效数字。（三）平方或开方运算其结果可比原数多保留一位有效数字

第三节数据的统计特征与分布

用来表示统计数据分布及其某些特性的特征量分为两类：一类表示数据的集中位置，例如算术平均值、中位数等；一类表示数据的离散程度，主要有极差、标准离差、变异系数等。数据分布1、直方图直方图即质量分布图，是把收集到的工序质量数据，用相等的组距进行分组，按要求进行频数（每组中出现数据的个数）统计，再在直角坐标系中以组界为顺序、组距为宽度在横坐标上描点，以各组的频数为高度在纵坐标上描点，然后画成长方形（柱状）连接图。数据分布2、正态分帝正态分布是应用最多、最广泛的一种概率分布曲线，而且，是其他概率分布的基础。正态分布具有以下特点：（1）正态分布曲线对称于x=μ，即以平均值为中心；（2）当x=μ时，曲线处于最高点、当x向左右偏离时，曲线逐渐降低，整个曲线呈中间高、两边低的形状；（3）曲线与横坐标轴所围成的面积等于1。

第四节可疑数据的取舍方法在一组条件完全相同的重复试验中，个别的测量值可能会出现异常。如测量值过大或过小，这些过大或过小的测量数据是不正常的，或称为可疑的。对于这些可疑数据应该用数理统计的方法判别其真伪，并决定取舍。常用的方法有拉依达法、肖维纳特（Chavenet）法。格拉布斯（Grubbs）法等。一、拉依达法当试验次数较多时，可简单地用3倍标准偏差（3S）作为确定可疑数据取舍的标准。当某一测量数据（xi）与其测量结果的算术平均值之差大于3倍标准偏差时，用公式表示为：

二、肖维纳特法进行n次试验，其测量值服从正态分布，以概率(1／2)n设定一判别范围(-knS，knS)，当偏差（测量值xi与其算术平均值之差）超出该范围时，就意味着该测量值xi是可疑的，应予舍弃判别范围由下式确定：肖维纳特法可疑数据舍弃的标准为：三、格拉布斯法格拉布斯法假定测量结果服从正态分布，根据顺序统计量来确定可疑数据的取舍。进行n次重复试验，试验结果为x1、x2、…、xi、…、xn，而且xi服从正态分布。为了检验（i=1，2，…，n）中是否有可疑值，可将按其值由小到大顺序重新排列，三、格拉布斯法根据顺序统计原则，给出标准化顺序统计量g：当最小值x(1)可疑时，则:

当最大值x(n)可疑时，则:三、格拉布斯法根据格拉布斯统计量的分布，在指定的显著性水平β（一般β＝0.05）下，求得判别可疑值的临界值g0（β,n）,格拉布斯法的判别标准为：g≥g0（β,n）利用格拉布斯法每次只能舍弃一个可疑值，若有两个以上的可疑数据，应该一个一个数据的舍弃，舍弃第一个数据后，试验次数由n变为n一1,以此为基础再判别第二个可疑数据。第五三节三质量三数据三的统三计方三法通过三试验三检测三获得三一系三列数三据，三如何三对这三些数三据进三行深三入的三分析三，以三便得三到各三参数三之间三的关三系，三甚至三用数三学解三析的三方法三，导三出各三参数三之间三的函三数关三系，三这是三数据三处理三的任三务之三一。测量三数据三的表三达方三法通三常有三表格三法、三图示三法和三经验三公式三法等三三种三。一、三表格三法表格三有两三种：三一种三是试三验检三测数三据记三录表三，另三一种三是试三验检三测结三果表三。试验三检测三数据三记录三表是三该项三试验三检测三的原三始记三录表三，它三包括三的内三容应三有试三验检三测目三的，三内容三摘要三、试三验日三期、三环境三条件三、检三测仪三器设三备、三原始三数据三、测三量数三据、三结果三分析三以及三参加三人员三和负三责人三等。试验三检测三结果三表只三反映三试验三检测三结果三的最三后结三论，三一般三只有三几个三变量三之间三的对三应关三系。试验三检测三结果三表应三力求三简明三扼要三，能三说明三问题三。二、三图示三法在自三然科三学和三工程三技术三中用三图形三来表三示测三量数三据是三最普三追的三一种三方法三。图三示法三的最三大优三点是三一目三了然三，即三从图三形中三可非三常直三观地三看出三函数三的变三化规三律，三如递三增性三或递三减性三，最三大值三或最三小值三，是三否具三有周三期性三变化三规律三等。三但是三，从三图形三上只三能得三到函三数变三化关三系而三不能三进行三数学三分析三。图示三法的三基本三要点三为：（1）在三直角三坐标三系中三绘制三测量三数据三的图三形时三，应三以横三坐标三为自三变量三，纵三坐标三为对三应的三函数三量。（2）坐三标纸三的大三小与三分度三的选三择应三与测三量数三据的三精度三相适三应。三分度三过粗三时，三影响三原始三数据三的有三效数三字，三绘图三精度三将低三于试三验中三参数三测量三的精三度；三分度三过细三时会三高于三原始三数据三的精三度。坐标三分度三值不三一定三自零三起，三可用三低于三试验三数据三的某三一数三值作三起点三和高三于试三验数三据的三某一三数值三作终三点，三曲线三以基三本占三满全三幅坐三标纸三为宜三。图示三法的三基本三要点（3）坐三标轴三应注三明分三度值三的有三效数三字和三名称三、单三位，三必要三时还三应标三明试三验条三件，三坐标三的文三字书三写方三向应三与该三坐标三轴平三行，三在同三一图三上表三示不三同数三据时三应该三用不三同的三符号三加以三区别三。（4）曲三线平三滑方三法。三测量三数据三往往三是分三散的三，如三果用三短线三连接三各点三得到三的就三不是三光滑三的曲三线，三而是三折线三。由三于每三一个三测点三总存三在误三差，三按带三有误三差的三各数三据所三描的三点不三一定三是真三实值三的正三确位三置。三根据三足够三多的三测量三数据三，完三全有三可能三作出三一光三滑曲三线，三决定三曲线三的走三向应三考虑三曲线三应尽三可能三通过三或接三近所三有的三点，三但曲三线不三必强三求通三过所三有的三点，三尤其三是两三端的三点，三当不三可能三时，三则应三移动三曲线三尺，三顾及三到所三绘制三的曲三线与三实测三值之三间的三误差三的平三方和三最小三。此三时曲三线两三边的三点数三接近三于相三等。三、三经验三公式三法测量三数据三不仅三可用三图形三表示三出函三数之三间的三关系三，而三且可三用与三图形三对应三的一三个公三式来三表示三所有三的测三量数三据，三当然三这个三公式三不可三能完三全准三确地三表达三全部三数据三。因三此，三常把三与曲三线对三应的三公式三称为三经验三公式三，在三回归三分析三中则三