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仪器分析中的误差分析

2013/10/15 阅读:

1误差的分类及性质

1.1随机误差

随机误差的出现主要凸显出随机变动性。譬如,环境温度、湿度、电源电压、仪器噪声、分析人员对试样处理时的微小差异、滴定管、移液管等的读值。这些因素出现的细小改变也会导致最后的测定数据的结果,并以随机误差的方式体现出来。随机误差本身凸显出一定的统计特点。从误差分布曲线的形态来看,其基本上与正态分布曲线相类似,凸显出正态分布的特征,主要包括有界性、单峰性、对称性、抵偿性等4个特性。从概念上看,有界性主要指的是测量条件本身所显示出的有限性,具体的误差数值并不大,且局限于一定的范围之内。单峰性指的是绝对值大的误差发生的频率要小于绝对值误差小的频率。对称性则指的是指绝对值相等的正误差和负误差发生的频率基本相一致。抵偿性是指误差的算术平均值与测量次数之间出现的相对应的关系,由于n呈现出无限递增的现象,其数值也在不断地趋向于零,换而言之,误差平均值的极限趋向于零。

1.2过失误差

过失误差也可以换用为粗大误差来替换。从概念上看,它主要指的是误差的发生并不是必然性的,而是由于超出规定的条件,在预期方面出现的误差现象。该方面主要指的是分析人员的失误而造成了操作上的不当后果。譬如,加错试剂、读错刻度、计算错误等。通常将过失误差的测定的数值确定为异常值。这些异常值往往并不符合实际的效果,而要应该及时地加以删除。因此,系统误差以及随机误差是最为关键性的2个方面。

2误差的表示方法

绝对误差以及相对误差是最为常见的误差类别。为了更好地说明这个问题,我们可以从正确度、准确度以及精密度等方面加以说明。

2.1正确度正确度主要指的是对测定结果中系统误差大小程度的标示。具体而言,该维度主要指的是在指定的条件下,将全部系统误差进行综合的过程。系统误差通常可用修正值来加以更正,而那些未定系统的误差则应该运用相应的系统不确定度来加以评判。

2.2准确度准确度主要指的是在真实的检测过程中,其测定的结果有机地融入了系统误差以及随机误差,同时,可以将测定的结果数据和标准值、真值等维度加以对比。准确度的界定,往往引入测试值、标准值等概念,也包括采用加入标准物的方式来达到一定的评价效果。因此,误差与准确度是一个反向的评价维度,也就是说前者的数据越大,后者的准确性越低。

2.3精密度精密度则是对测定数据结果出现随机误差现象的评价维度,其测试的次数并不局限于一次两次,而展开多次的测试,然后再取最为接近的数据。在采用统计方法的时候,标准偏差是主要的采用手段。在具体的评价方面中,极差、双差、标准偏差与相对标准偏差是最为核心的几个参考量。而标准偏差抑或是相对标准偏差也与精密度之间存在着反向关系,也即前者越大,后者的精密度也就越低。

2.4不确定度由于测定误差是不可能完全避免的。在具体的检测过程中,应该根据实际的需求加以判定,如若不能准确地肯定,那么相应的程度便可以用不确定度加以界定。测定值的置信区间也是相类似的名称,从中也可以发现样品的真值。它对测定的数据误差起到标明分散特性的作用。

3减小误差的若干措施

既然误差各不相同,那么在具体展开的相应措施的时候,就应该采取不同的解决措施。主要有如下的几个方面。

(1)过失误差是不允许出现的,且在管理方面应该做好严格的管理工作,其目的在于提高操作人员的技术,并尽可能地降低不必要的失误。从实际情况来看,过失失误是能够掌控的。

(2)在解决系统误差的方面,又可以从如下的几个方面加以深入展开:①仪器展开漂移校正的工作。②量器、容器做好必要的校正工作。③空自试验也是有效防范系统误差的有效方式,通过试剂和水的纯度的检测过程来避免系统误差的出现。④强化分析人员的业务技术技能。⑤挑选出最好的分析途径。

(3)在如何解决随机误差的对策上,我们又可以从如下的几个方面加以深入:①称样量、分液量以及滴定剂的用量方面都要做到适中。②借助于标准曲线的分析手段,都要做到基于参考标准曲线的维度,其目的在于确保样品和标准曲线测试条件内在的吻合度。③从统计学的角度出发,通过多次测定,有效地降低随机误差的发生。从实际的操作中,我们发现次数与平均值之间存在着内在的一致性,也即后者随着前者的递增而增多,而平均值也与真值越加靠近。当然,次数也并不是无数次,毕竟那不大现实。一般而言,4~6次是比较科学的次数。

作者:陈会明单位:江西省环境监测中心站

仪器分析中的误差分析

2013/10/15 阅读:

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