Ⅰ 实验中误差产生的原因可能有哪些
如下:
(a) 温度测定过程中产生的误差:在进行温度测定的过程中,由于搅拌器的搅拌不可能使得体系中各部分的温度达到绝对均匀。所以,通过温度测量仪测得的是测温探头附近液体的温度,此温度与饱和蒸气的温度不一定完全一致,从而使所测数据和最终计算结果与实际值间存在误差。
(b) 实验中环境条件改变产生的误差:在测量过程中,虽然采用恒温槽使得体系的温度处于恒定状态,但仍然不能完全保证测定条件没有发生变化。
同时,由于实验中测定仪器直接与外界环境接触,所以当外界环境温度、大气压力和湿度改变时,测量仪器所处状态的不同可能影响其测得数据的准确性。
(c) 测量体系的改变:在实验中认为测量体系的组成没有变化,始终为无水乙醇。但是在实际情况下,体系组成改变的可能也是存在的。具体而言,如果排气或升温过程中液体沸腾过于剧烈,可能使蒸发出的液体将仪器磨口密封用的甘油溶解。
之后混有甘油的蒸汽返回体系时就可能改变体系组成,从而使体系饱和蒸气压发生变化,引入误差。为避免这一现象,升温时需随时调节活塞H,防止液体剧烈沸腾。
Ⅱ 什么叫测量误差来源有哪些
测量误差:是表明测量结果偏离真值的差值,它客观存在但人们无法确定得到。
在测量时,测量结果与实际值之间的差值叫误差。真实值或称真值是客观存在的,是在一定时间及空间条件下体现事物的真实数值,但很难确切表达。测得值是测量所得的结果。这两者之间总是或多或少存在一定的差异,就是测量误差。
具体来说,测量误差主要来自以下四个方面:
(1) 外界条件 主要指观测环境中气温、气压、空气湿度和清晰度、风力以及大气折光等因素的不断变化,导致测量结果中带有误差。
(2) 仪器条件 仪器在加工和装配等工艺过程中,不能保证仪器的结构能满足各种几何关系,这样的仪器必然会给测量带来误差。
(3) 方法 理论公式的近似限制或测量方法的不完善。
(4) 观测者的自身条件 由于观测者感官鉴别能力所限以及技术熟练程度不同,也会在仪器对中、整平和瞄准等方面产生误差。
(2)测量误差产生的原因都有哪些扩展阅读:
测量误差主要分为三大类:系统误差、随机误差、粗大误差。
误差产生的原因可归结为以下几方面。
1、测量装置误差
2、环境误差
3、测量方法误差
4、人员误差
例如:测量结果可能非常接近真值(即误差很小),但由于认识不足,人们赋予的值却落在一个较大区域内(即测量不确定度较大);也可能实际上测量误差较大,但由于分析估计不足,使给出的不确定度偏小。因此在评定测量不确定度时应充分考虑各种影响因素,并对不确定度的评定进行必要的验证。
按照误差的表示方式可分为绝对误差、相对误差和引用误差等三种。
绝对误差 被测量的测得值与其真值之差。即:
绝对误差=测得值一真值
绝对误差与测得值具有同-量纲。与绝对误差大小相等、符号相反的量称为修正值, 即修正值=-绝对误差=真值-测得值从上式可知,含有误差的测得值加上修正值后就可消除误差的影响。
Ⅲ 测量误差产生的原因
测量误差产生的原因概括起来有下列3个方面。
1)仪器及工具。测量仪器和工具的精密度以及仪器本身校正不完善等,都会使测量结果受到影响。仪器在装配、使用的过程中,仪器部件老化、松动或装配不到位使得仪器存在着自身的误差。
2)观测者。观测者是通过自身的感觉器官来工作的,由于人的感觉器官鉴别能力的限制,使得在安置仪器、瞄准目标及读数等方面都会产生误差。
3)外界条件。观测过程所处的外界条件,如温度、湿度、风力、日光、大气折光及烟雾等因素会给观测结果造成影响,而且这些因素随时发生变化,必然会给观测值带来误差。
人、仪器、外界条件是引起观测误差的主要因素,通常把这3个因素的综合影响称为“观测条件”。观测条件好,测量结果的精度就高;观测条件差,测量结果的精度就低。观测条件相同的一系列观测称为等精度观测;观测条件不同的各次观测称为不等精度观测。
Ⅳ 测试误差产生原因与处理方法
任伟 张广玉 赵桂君
(国土资源部实物地质资料中心,北京 101149)
摘要 误差在测定过程中是很难避免的。本文提出了误差的分类,分析了误差的产生原因和消除方法。在实际工作中,要认清误差,熟练掌握操作技术,精确校准仪器,认真细心地操作,针对产生误差的原因,正确地运用数理统计和误差理论,予以纠正,把误差减小到最低限度。
关键词 分析结果;误差
在化验过程中,由试验人员使用仪器、试剂,按照既定的分析方法,经过一定的操作步骤,如称量、熔样、溶解、分离和检测等,最后获得样品分析的各项测试结果。上述过程中,即使是最熟练的化验人员,使用最精密的分析仪器和纯度最高的试剂,也会由于仪器灵敏度的限制,人为操作因素,以及试剂纯度的相对性等原因,而无法获得最准确的试验结果。也就是说,测定的结果和被测样品实际值之间会产生一定的误差,那么,误差是如何产生,又如何处理呢? 下面就误差的分类、误差的产生原因以及消除的方法和如何统计做一简单介绍。
一、误差的分类及产生原因
一个物理量总有一个客观存在的准确数值,通常称为真值。由于种种原因,实际测定的结果不能恰好等于真值,而有一定的差距,这个差距就是检测值的误差。根据造成误差的原因不同,一般将误差分为系统误差、偶然误差和过失误差三类。
1.系统误差
系统误差的产生是由于仪器刻度不准、仪器构造的缺陷、实验方法的不可靠或个人的习惯和偏向等原因,使检测结果偏高或偏低,形成正误差或负误差。
2.偶然误差
偶然误差是由一些来源不十分清楚的偶然因素产生的。所谓偶然,就是它们对试验结果的影响不定,有时使结果偏高,有时使结果偏低,偏离的幅度也变化不定,有大有小。因此,对偶然误差无法控制,也无法校正。实践证明,多次检测值的偶然误差服从一定的分布规律,其分布是正态分布,平均值为零。
3.过失误差
过失误差是由试验过程中人为的差错引起的,人为差错主要有仪器的不正当使用,违反操作规程,以及由粗心大意引起的差错,如液体溅失、异物污染、错误读数、记录和计算错误等,此类误差无规律可循。
二、误差的避免和消除
首先我们应该认识到,误差是测定过程中很难避免和消除的,是客观存在的。但是随着科学技术的发展,测量条件的提高,误差可以越来越小。在实际操作中,我们也可以利用一些方法来减小误差。
1)对试验仪器方法进行严格检查和校对。使用未经校正的仪器或玻璃器皿,如砝码、天平、滴定管、移液管等,都会有同符号、同值的系统误差出现;在实验方法方面,也会因为不同的样品处理方法而产生误差。因此在检测之前应该对所用仪器和试验方法做必要的校准和严格的检查。
2)细心操作。操作间环境的变化、天平的变动性、仪器的示值偏移、读数的估计值等会使检测结果产生不可预见的误差。这更要求我们应该熟练掌握实验技术,认真细心地操作,纠正操作中的个人不良习惯和偏向,消除主观上的粗心大意。
3)在每一批检测样品中加测一定数量的平行双样、密码样和标准样品,以增加检测结果的准确度。
4)利用数理统计方法处理误差问题。我们在日常工作中发现,大多数误差集中在零左右,越大的误差出现的频率越低。多次测定的正误差和负误差能互相抵消。因此,根据这种情况,可利用正态分布的特性对误差进行统计推断。判断测试结果的正确性,查找产生误差的原因,予以纠正,使误差减小到最低限度。
另外,我们还应该理解测量不确定度的概念,它是表征合理地赋予被测量之值的分散性,与测量结果相联系的参数。从词义上理解,测量不确定度意味着对测量结果的可信性、有效性的怀疑程度或不肯定程度,是定量说明测量结果质量的一个参数。
“合理”是指应考虑到各种因素对测量的影响所做的修正,特别是测量应处于统计控制的状态下,即处于随机控制过程中。“相联系”指测量不确定度是一个与测量结果在一起的参数,在测量结果的完整表示中应包括测量不确定度。实际上由于测量不完善和人们认识不足,所得的测量值具有分散性,即每次测得的结果不是同一个值,而是以一定的概率分散在某个区域内的许多个值。虽然系统误差是一个不变值,但由于我们不能完全认知或掌握,只能认为它是以某种概率分布在某个区域内的,而这种概率分布本身也有分散性。测量不确定度就是说明被测量之值分散性的参数,它不说明测量结果是否接近真值,为了表征这种分散性,测量不确定度用标准偏差来表示。实践中测量不确定度主要来源于以下几个方面:①测量的方法不理想;②取样的代表性不够;③对测量过程中受环境影响的认识不全;④对仪器的读数存在人为偏移;⑤测量仪器的分辨力和鉴别力不够;⑥用于数据计算的常量和其他参量不准;⑦近似完全相同的条件下,重复观测值的变化。
由此可见,测量不确定度一般来源于随机性和模糊性,前者是因为条件不充分,后者是因为概念不明确。另外,我们还需要正确认识误差和测量不确定度的区别。简单地说,误差表明测量结果偏离真值,是一个差值,非正即负;测量不确定度表明被测量之值的分散性,是一个区间,为正值。
在化学分析中,每种分析方法都有规定的允许差,即一个既定的分析试验方法的标准差是固定的,要想提高分析结果的准确度,需要降低标准差。同一化验室的允许差又叫重复性限(常以r表示),是指同一化验室内在相同条件下对同一试样所做重复测定结果极差的允许界限;在不同化验室间的允许差又叫再现性临界差(常以R表示),是指两个化验室测试同一样品所得结果差值的允许界限。r的确切含义是:多次重复测定所得结果的极差不超过r的概率为95%。如极差超过r,就认为可疑,需要增做测定。R的含义与r相似。由此看出,r和R的确定不能过严或过宽。过严则造成过多的返工,从而浪费人力和物力;过宽则容易放过意外差错,从而降低实验结果的可靠性。
三、误差的统计
日常工作中,我们经常需要借助数理统计方法来处理和解决一些问题,例如,确定各种实验方法的允许误差,寻找两种指标的相互关系,判断两种实验方法能否相互代替等有关试验误差和数据处理的问题,都需要用数理统计方法来得出科学可靠的结论。数理统计是以概率为主要理论基础,运用统计方法,对数据进行整理分析并做出判断和推理的一门科学。它的应用范围很广,例如实际生产、科学实验、社会调查等等。对于不确定性事件,就每一次观测或试验结果来看都是可疑的,但在大量观测或试验下却呈现某种规律性(统计规律性)。数理统计就是从一个侧面,来研究这类不确定性事件的规律性。
数理统计所处理的是少量的、部分的、不完全的标本或材料。为了对总体进行了解和预测,就需要做出推理和判断,这就是数理统计的主要任务。例如在找矿过程中,要勘查一个新矿区的级别和储量,我们不可能取出全部矿体进行检测,因此就需要在矿区内进行定点钻孔,采取岩心样品(标本),然后对取到的样品(标本)进行分析检测,得出数据,并计算出一些必要的“统计量”,如总和、平均值等;再运用数理统计的定律或公式对实验结果做出判断、解释或推理。从而推断出矿区的级别和储量,依此来评价矿种的利用价值和开采价值。
这种推断显然会有一定的误差,因此需要运用数理统计方法来估计这种误差的大小,提高推断的可靠程度。在数理统计中,最能表征一组检测值的尺度被称为中心趋势和离散度。中心趋势表示多个检测值的集中点。离散度表示多个检测值的差异或分散程度。用这两个尺度再加上检测值的数目,就可以量化地表达一组检测值的特征。表示中心趋势的统计量主要有算术平均值和中位数,表示离散度的统计量有极差、算术平均偏差和标准偏差。
1.算术平均值
算术平均值是最常用的一种平均值。如对一件样品进行n次检测,得到一组检测结果分别为X1、X2……Xn,则算术平均值X由下式计算:
国土资源部实物地质资料中心文集(17)
在一般试验中,都取多次测定的算术平均值作为最终结果。
2.中位数
按大小排列的一组检测值中居于中央的检测值称为中位数,用Me表示。如果观测值的数目为偶数,则居中的检测值有两个,这时以两者的平均值作为中位数。
3.限误差(极差)
极差是指一组检测值中最大值和最小值之差,用R表示。它是一个最简单的表示离散度的统计量,但极差只取决于两个极端值,同测定次数及其余所有中间值都无关,因而不能全面地反映观测值的离散情况。
4.算术平均偏差
算术平均偏差是表示各检测值偏离平均值的一种尺度,用δ表示。它的定义是:各检测值同平均值之差的绝对值的平均值,其数学表达式为:
国土资源部实物地质资料中心文集(17)
同极差相比,算术平均偏差对离散度显然有更好的表现能力,它既考虑了检测值的次数n,又考虑了所有的检测值。
5.标准偏差(标准差、均方根偏差)
它的定义是:各检测值同平均值之差,取平方,求平方的总和,然后平均,再开平方根,取其正值,用σ表示。其数学表达式为:
国土资源部实物地质资料中心文集(17)
用标准偏差表示离散度的优点是对最大偏差和最小偏差更为敏感,因此具有较强的区别各检测值的离散度的能力。
在化学分析试验中,尤其在我们的日常工作中,每天都要面对大量的分析数据,正确地理解和掌握,并合理地运用数理统计方法和误差理论,有着十分重要的意义。岩矿测试部除了对实物中心所藏样品标本进行分析化验外,还要对外单位的岩矿样品进行分析测试。在数据的补充和完善过程中,正确地运用所掌握的理论和方法,对数据进行分析整理,总结出真实、客观、可靠的测试结果,增强实物地质资料中心的可信度和竞争力,使所提供给客户的资料更具说服力,从而也将提升实物资料中心在社会中的地位。
Reason of Deviation of Test and Assay Result andsolvingmethods
Wei Ren,Guangyu Zhang,Guijun Zhao
(National Geologicalsample Center,ministry of Land and Resources,Beijing 101149)
Abstract It is difficult to avoid deviation in test and assay.The papersets forth the deviation classification,analyzes the reasons and resolutions of deviation.In practice,it is necessary to understand the deviation,professionallymaster operation techniques,precise calibrate apparatus,carefully carry operation,seek out the reasons resulting the deviation andmaking appropriate use ofmathematicalstatistics and deviation theory to correct the deviation,so as tominimize the deviation finally.
Key words analysis result;deviation
Ⅳ 测量误差产生的原因有
问题一:测量误差产生的原因有哪些? 测量误差有三个主要来源:1,测量仪器:一方面是由于每种仪器只具有一定限度的准确度;二是仪器本身的误差);2,观测者:由于观测者感觉器官的鉴别能力有限,所以在仪器的安置、照准、读数等方面都会产生误差。同时,观测者的技术水平和工作态度,也是对观测数据质量有直接影响的重要因素;3,外界条件:观测时所处的外界条件,如温度、湿度、风力、大气折光等因素和变锭都会对观测数据直接产生影响。
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问题二:产生测量误差的原因有哪些 (1)样品制备过程中欲测组分的损失,如:样品溶解时欲测组分溶解不完全;在浓缩和预分离过程中欲测组分的挥发以及欲测组分的萃取或沉淀不完全等,都会造成欲测组分的损失,造成定量结果的偏低而产生负误差。
(2)由于色谱仪的进样分流比,衰减比不正确或线性响应范围过窄而引起的误差。进样分流比,衰减比不正确,使得真正进入色谱柱的样品量与标称进样量有差别,必然会引入误差。线性响应范围过窄,容易引起由于进样量不当,使其响应值已超出响应的线性范围,而计算方法仍按线性响应关系计算,也必然会引入误差。
(3)由于采用了不正确的标准校正曲线或不正确的校正因子而产生的误差。不正确的标准校正曲线或不正确的校正因子可能是由于在测定它们时使用的标准样品由于玷污或挥发而使其标称值与真值有差异,结果造成标准校正曲线或校正因子的不正确。
(4)由于测量者的不良习惯与偏向,在读取容量器皿(移液管,容量瓶等)和注射进样器刻度或测量峰面积、峰高时的偏高或偏低而引入的误差。这些可以通过纠正测量者的不良习惯与偏向或采用自动进样,自动测量等方法加以校正。
问题三:引起测量误差的原因 根据误差产生的原因及性质可分为系统误差与偶然误差两类。
系统误差包括:1、由于仪器结构上不够完善或仪器未经很好校准等原因会产生误差。例如,各种刻度尺的热胀冷缩,温度计、表盘的刻度不准确等都会造成误差。2、由于实验本身所依据的理论、公式的近似性,或者对实验条件、测量方法的考虑不周也会造成误差。例如,热学实验中常常没有考虑散热的影响,用伏安法测电阻时没有考虑电表内阻的影响等。3、由于测量者的生理特点,例如反应速度,分辨能力,甚至固有习惯等也会在测量中造成误差。
以上都是造成系统误差的原因。系统误差的特点是测量结果向一个方向偏离,其数值按一定规律变化。我们应根据具体的实验条件,系统误差的特点,找出产生系统误差的主要原因,采取适当措施降低它的影响。
偶然误差是在相同条件下,对同一物理量进行多次测量,由于各种偶然因素,会出现测量值时而偏大,时而偏小的误差现象,这种类型的误差叫做偶然误差。产生偶然误差的原因很多,例如读数时,视线的位置不正确,测量点的位置不准确,实验仪器由于环境温度、湿度、电源电压不稳定、振动等因素的影响而产生微小变化,等等,这些因素的影响一般是微小的,而且难以确定某个因素产生的具体影响的大小,因此偶然误差难以找出原因加以排除。但是实验表明,大量次数的测量所得到的一系列数据的偶然误差都服从一定的统计规律,这些规律有:(1)绝对值相等的正的与负的误差出现机会相同 ;(2)绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的机会多;(3)误差不会超出一定的范围。实验结果还表明,在确定的测量条件下,对同一物理量进行多次测量,并且用它的算术平均值作为该物理量的测量结果,能够比较好地减少偶然误差。
问题四:测量误差按其产生原因不同分为那三中误差 产生测量误差的因素是多方面的,概括起来有以下三个因素:
1、仪器精度误差。仪器精度的有限性,测量中使用的仪器和工具不可能十分完善,致使测量结果产生误差。例如:用普通水准尺进行水准测量时,最小分划为5,就难以保证毫米数的完全正确性。经纬仪、水准仪检校不完善产生的残余误差影响,例如:水准仪视准轴部平行于水准管轴,水准尺的分划误差等。这些都会使观测结果含有误差。
2、主观误差。观测者感觉器官鉴别能力的局限性;会对测量结果产生一定的影响,例如对中误差、观测者估读小数误差、瞄准目标误差等。
3、环境误差。观测过程中,外界条件的不定性,如温度、阳光、风等时刻都在变化,必将对观测结果产生影响,例如:温度变化使钢尺产生伸缩,阳光照射会使仪器发生微小变化,较阴的天气会使目标不清楚等。
问题五:建筑测量中测量误差产生的原因有哪三个? 仪器误差,气候误差,人为误差
测量工作是在一定条件下进行的,外界环境、观测者的技术水平和仪器本身构造的不完善等原因,都可能导致测量误差的产生。通常把测量仪器、观测者的技术水平和外界环境三个方面综合起来,称为观测条件。观测条件不理想和不断变化,是产生测量误差的根本原因。通常把观测条件相同的各次观测,称为等精度观测;观测条件不同的各次观测,称为不等精度观测。
具体来说,测量误差主要来自以下四个方面:
(1) 外界条件 主要指观测环境中气温、气压、空气湿度和清晰度、风力以及大气折光等因素的不断变化,导致测量结果中带有误差。
(2) 仪器条件 仪器在加工和装配等工艺过程中,不能保证仪器的结构能满足各种几何关系,这样的仪器必然会给测量带来误差。
(3) 方法 理论公式的近似限制或测量方法的不完善。
(4) 观测者的自身条件 由于观测者感官鉴别能力所限以及技术熟练程度不同,也会在仪器对中、整平和瞄准等方面产生误差。
Ⅵ 测量误差产生的原因有哪些
误差产生的原因主要有以下两点:
一,元件性能与参数误差:设计时的理论值是以理想元器件为基础的,而实际器件不可能做到理想性能与参数。就如你拿尺不可能量出没有误差的尺寸一样。
二,测量仪器产生的误差:测量仪器在采样与处理到显示的过程中都会产生误差,特别是对数据的采样,多高频率的数据据采样率都避免不了误差。
其它还有很多造成误差的因素,如:电源内阻、线路损耗等。
Ⅶ 测量误差产生的原因有哪些 关于测量误差产生的原因有哪些
1、外界条件,主要指观测环境中气温、气压、空气湿度和清晰度、风力以及大气折光等因素的不断变化,导致测量结果中带有误差。
2、仪器条件,仪器在加工和装配等工艺过程中,不能保证仪器的结构能满足各种几何关系,这样的仪器必然会给测量带来误差。
3、方法理论公式的近似限制或测量方法的不完善 。
4、观测者的自身条件,由于观测者感官鉴别能力所限以及技术熟练程度不同,也会在仪器对中、整平和瞄准等方面产生误差。
Ⅷ 测量误差产生的原因是什么
误差产生的原因主要有:
⑴仪器及工具的构造精度和校正不完善:每种仪器有一定限度的精密程度,因而观测值的精确度也必然受到一定的限度。同时仪器本身在设计、制造、安装、校正等方面也存在一定的误差,如钢尺的刻划误差、度盘的偏心等。
⑵观测者的视觉能力和技能水平:由于观测者感觉器官鉴别能力有一定的局限性,在仪器安置、照准、读数等方面都产生误差。同时观测者的技术水平、工作态度及状态都对测量成果的质量有直接影响。
⑶观测时的自然条件等:观测时所处的外界条件,如温度、湿度、大气折光等因素都会对观测结果产生一定的影响。外界条件发生变化,观测成果将随之变化。
上述三方面的因素是引起观测误差的主要来源,因此把这三方面因素综合起来称为观测条件。观测条件的好坏与观测成果的质量有着密切的联系
Ⅸ 误差的产生原因是什么
根据误差产生的原因及性质可分为系统误差与偶然误差两类。
1、系统误差又称可测误差,它是由分析操作过程中的某些经常发生的原因造成的。
主要来源有以下几个方面:仪器误差、方法误差、试剂误差、操作误差、主观误差
2、偶然误差:在相同条件下,对同一物理量进行多次测量,由于各种偶然因素,会出现测量值时而偏大,时而偏小的误差现象,这种类型的误差叫做偶然误差。
产生偶然误差的原因很多,例如读数时,视线的位置不正确,测量点的位置不准确,实验仪器由于环境温度、湿度、电源电压不稳定、振动等因素的影响而产生微小变化等等。
这些因素的影响一般是微小的,而且难以确定某个因素产生的具体影响的大小,因此偶然误差难以找出原因加以排除。
(9)测量误差产生的原因都有哪些扩展阅读
由于人为因素所造成的误差,包括误读、误算和视差等。
而误读常发生在游标尺、分厘卡等量具。游标尺刻度易造成误读一个最小读数,如在10.00
mm处常误读成10.02 mm或9.98 mm。分厘卡刻度易造成误读一个螺距的大小,如在10.20 mm常误读成10.70 mm或9.70
mm。
误算常在计算错误或输入错误数据时所发生。视差常在读取测量值的方向不同或刻度面不在同一平面时所发生,两刻度面相差约在0.3~0.4
mm之间,若读取尺寸在非垂直于刻度面时,即会产生
的误差量。
为了消除此误差,制造量具的厂商将游尺的刻划设计成与本尺的刻划等高或接近等高,(游尺刻划有圆弧形形成与本尺刻划几近等高,游尺为凹V形且本尺为凸V形,因此形成两刻划等高。