儀器分析中的誤差分析范文

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1誤差的分類及性質(zhì)

1.1隨機(jī)誤差

隨機(jī)誤差的出現(xiàn)主要凸顯出隨機(jī)變動(dòng)性。譬如,環(huán)境溫度、濕度、電源電壓、儀器噪聲、分析人員對(duì)試樣處理時(shí)的微小差異、滴定管、移液管等的讀值。這些因素出現(xiàn)的細(xì)小改變也會(huì)導(dǎo)致最后的測(cè)定數(shù)據(jù)的結(jié)果,并以隨機(jī)誤差的方式體現(xiàn)出來。隨機(jī)誤差本身凸顯出一定的統(tǒng)計(jì)特點(diǎn)。從誤差分布曲線的形態(tài)來看,其基本上與正態(tài)分布曲線相類似,凸顯出正態(tài)分布的特征,主要包括有界性、單峰性、對(duì)稱性、抵償性等4個(gè)特性。從概念上看,有界性主要指的是測(cè)量條件本身所顯示出的有限性,具體的誤差數(shù)值并不大,且局限于一定的范圍之內(nèi)。單峰性指的是絕對(duì)值大的誤差發(fā)生的頻率要小于絕對(duì)值誤差小的頻率。對(duì)稱性則指的是指絕對(duì)值相等的正誤差和負(fù)誤差發(fā)生的頻率基本相一致。抵償性是指誤差的算術(shù)平均值與測(cè)量次數(shù)之間出現(xiàn)的相對(duì)應(yīng)的關(guān)系,由于n呈現(xiàn)出無限遞增的現(xiàn)象,其數(shù)值也在不斷地趨向于零,換而言之,誤差平均值的極限趨向于零。

1.2過失誤差

過失誤差也可以換用為粗大誤差來替換。從概念上看,它主要指的是誤差的發(fā)生并不是必然性的,而是由于超出規(guī)定的條件,在預(yù)期方面出現(xiàn)的誤差現(xiàn)象。該方面主要指的是分析人員的失誤而造成了操作上的不當(dāng)后果。譬如,加錯(cuò)試劑、讀錯(cuò)刻度、計(jì)算錯(cuò)誤等。通常將過失誤差的測(cè)定的數(shù)值確定為異常值。這些異常值往往并不符合實(shí)際的效果,而要應(yīng)該及時(shí)地加以刪除。因此,系統(tǒng)誤差以及隨機(jī)誤差是最為關(guān)鍵性的2個(gè)方面。

2誤差的表示方法

絕對(duì)誤差以及相對(duì)誤差是最為常見的誤差類別。為了更好地說明這個(gè)問題,我們可以從正確度、準(zhǔn)確度以及精密度等方面加以說明。

2.1正確度正確度主要指的是對(duì)測(cè)定結(jié)果中系統(tǒng)誤差大小程度的標(biāo)示。具體而言,該維度主要指的是在指定的條件下,將全部系統(tǒng)誤差進(jìn)行綜合的過程。系統(tǒng)誤差通常可用修正值來加以更正,而那些未定系統(tǒng)的誤差則應(yīng)該運(yùn)用相應(yīng)的系統(tǒng)不確定度來加以評(píng)判。

2.2準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度主要指的是在真實(shí)的檢測(cè)過程中,其測(cè)定的結(jié)果有機(jī)地融入了系統(tǒng)誤差以及隨機(jī)誤差,同時(shí),可以將測(cè)定的結(jié)果數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)值、真值等維度加以對(duì)比。準(zhǔn)確度的界定,往往引入測(cè)試值、標(biāo)準(zhǔn)值等概念,也包括采用加入標(biāo)準(zhǔn)物的方式來達(dá)到一定的評(píng)價(jià)效果。因此,誤差與準(zhǔn)確度是一個(gè)反向的評(píng)價(jià)維度,也就是說前者的數(shù)據(jù)越大,后者的準(zhǔn)確性越低。

2.3精密度精密度則是對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)結(jié)果出現(xiàn)隨機(jī)誤差現(xiàn)象的評(píng)價(jià)維度,其測(cè)試的次數(shù)并不局限于一次兩次,而展開多次的測(cè)試,然后再取最為接近的數(shù)據(jù)。在采用統(tǒng)計(jì)方法的時(shí)候,標(biāo)準(zhǔn)偏差是主要的采用手段。在具體的評(píng)價(jià)方面中,極差、雙差、標(biāo)準(zhǔn)偏差與相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差是最為核心的幾個(gè)參考量。而標(biāo)準(zhǔn)偏差抑或是相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差也與精密度之間存在著反向關(guān)系,也即前者越大,后者的精密度也就越低。

2.4不確定度由于測(cè)定誤差是不可能完全避免的。在具體的檢測(cè)過程中,應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的需求加以判定,如若不能準(zhǔn)確地肯定,那么相應(yīng)的程度便可以用不確定度加以界定。測(cè)定值的置信區(qū)間也是相類似的名稱,從中也可以發(fā)現(xiàn)樣品的真值。它對(duì)測(cè)定的數(shù)據(jù)誤差起到標(biāo)明分散特性的作用。

3減小誤差的若干措施

既然誤差各不相同,那么在具體展開的相應(yīng)措施的時(shí)候,就應(yīng)該采取不同的解決措施。主要有如下的幾個(gè)方面。

(1)過失誤差是不允許出現(xiàn)的,且在管理方面應(yīng)該做好嚴(yán)格的管理工作,其目的在于提高操作人員的技術(shù),并盡可能地降低不必要的失誤。從實(shí)際情況來看,過失失誤是能夠掌控的。

(2)在解決系統(tǒng)誤差的方面,又可以從如下的幾個(gè)方面加以深入展開:①儀器展開漂移校正的工作。②量器、容器做好必要的校正工作。③空自試驗(yàn)也是有效防范系統(tǒng)誤差的有效方式,通過試劑和水的純度的檢測(cè)過程來避免系統(tǒng)誤差的出現(xiàn)。④強(qiáng)化分析人員的業(yè)務(wù)技術(shù)技能。⑤挑選出最好的分析途徑。

(3)在如何解決隨機(jī)誤差的對(duì)策上,我們又可以從如下的幾個(gè)方面加以深入:①稱樣量、分液量以及滴定劑的用量方面都要做到適中。②借助于標(biāo)準(zhǔn)曲線的分析手段,都要做到基于參考標(biāo)準(zhǔn)曲線的維度,其目的在于確保樣品和標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)試條件內(nèi)在的吻合度。③從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度出發(fā),通過多次測(cè)定,有效地降低隨機(jī)誤差的發(fā)生。從實(shí)際的操作中,我們發(fā)現(xiàn)次數(shù)與平均值之間存在著內(nèi)在的一致性,也即后者隨著前者的遞增而增多,而平均值也與真值越加靠近。當(dāng)然,次數(shù)也并不是無數(shù)次,畢竟那不大現(xiàn)實(shí)。一般而言,4～6次是比較科學(xué)的次數(shù)。

作者：陳會(huì)明單位：江西省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站