第一章绪论—科学试验及其误差控制
第一节科学研究与科学试验
一、农业和生物学领域的科学研究
自然科学中有二大类科学，一类是理论科学，一类是实验科学。
理论科学研究主要运用推理，包括演绎和归纳的方法。
实验科学研究主要通过周密设计的实验来探新。
农业和生物学领域中与植物生产有关的专业包括农学、园艺、草业、植物保护、生物技术、农业资源与环境等，所涉及的学科大多数是实验科学。
这些领域中科学实验的方法主要有二类，一类是抽样调查，另一类是科学试验。生物界千差万别，变化万端，要准确地描述自然，通常必须通过抽样的方法，使所做的描述具有代表性。同理，要准确地获得试验结果，必须严格控制试验条件，使所比较的对象间尽可能少受干扰而能把差异突出地显示出来。
二、科学研究的基本过程和方法
(一) 科学研究的基本过程
科学研究的目的在于探求新的知识、理论、方法、技术和产品。基础性或应用基础性研究在于揭示新的知识、理论和方法；应用性研究则在于获得某种新的技术或产品。在农业科学领域中不论是基础性研究还是应用性研究，基本过程均包括3个环节：(1)根据本人的观察(了解)或前人的观察(通过文献)对所研究的命题形成一种认识或假说；(2)根据假说所涉及的内容安排相斥性的试验或抽样调查；(3)根据试验或调查所获的资料进行推理，肯定或否定或修改假说，从而形成结论，或开始新一轮的试验以验证修改完善后的假说，如此循环发展，使所获得的认识或理论逐步发展、深化。
(二) 科学研究的基本方法
1. 选题科学研究的基本要求是探新、创新。研究课题的选择决定了该项研究创新的潜在可能性。
科学研究不同于平常一般的工作，它需要进行独创性的思维。因此要求所选的课题使研究者具有强烈的兴趣，促进研究者心理状态保持十分敏感。反之若所选的课题并不激发研究者的兴趣，那么这项研究是难以获得新颖的见解和成果的。有些课题是资助者设定的，这时研究者必须认真体会它的确实意义并激发出对该项研究的热情和信心。
2. 文献科学的发展是累积性的，每一项研究都是在前人建筑的大厦顶层上添砖加瓦，这就首先要登上顶层，然后才能增建新的层次，文献便是把研究工作者推到顶层，掌握大厦总
体结构的通道。选题要有文献的依据，设计研究内容和方法更需文献的启示。查阅文献可以少走弯路，所花费的时间将远远能为因避免重复、避免弯路所节省的时间所补偿，绝对不要吝啬查阅文献的时间和功夫。
3. 假说在提出一项课题时，对所研究的对象总有一些初步的了解，有些来自以往观察的累积，有些来自文献的分析。因而围绕研究对象和预期结果之间的关系，研究者常已有某种见解或想法，即已构成了某种假说，而须通过进一步的研究来证实或修改已有的假说。一项研究的目的和预期结果总是和假说相关联的，没有形成假说的研究，常常是含糊的、目的性不甚明确的。即便最简单的研究，例如进行若干个外地品种与当地品种的比较试验，实际上有其假说，即“某地引入种可能优于当地对照种”，只不过说这类研究的假说比较简单而已。
4. 假说的检验对假说进行检验，可以重新对研究对象进行观察，更多的情况是进行实验或试验，这是直接的检验。有时也可对假说的推理安排试验进行验证，这是一种间接的检验，验证了所有可能的推理的正确性，也就验证了所做的假说本身，当然这种间接的检验要十分小心，防止漏洞。
5. 试验的规划与设计围绕检验假说而开展的试验，需要全面、仔细地规划与设计。试验所涉及的范围要覆盖假说涉及的各个方面，以便对待检验的假说可以作出无遗漏的判断。
农业和生物学的试验中十分重视试验结果的代表性和重演性，从而可以明确研究结果的适用范围和稳定程度。因而要求试验材料和试验的环境条件有代表性。这是因为作为试验材料的生物体是存在遗传分化的，作为应用试验结果的地点是有地理、季节、土壤等环境差异的。设计一项试验时必须考虑到试验材料和试验环境的代表性和典型性。
第二节试验方案
一、试验因素与水平
如上节所述，试验方案是根据试验目的和要求所拟进行比较的一组试验处理(treatment)的总称。
这里被固定的因子在全试验中保持一致，组成了相对一致的试验条件；被变动并设有待比较的一组处理的因子称为试验因素，简称因素或因子(factor)，试验因素的量的不同级别或质的不同状态称为水平(level)。试验因素水平可以是定性的，如供试的不同品种，具有质的区别，称为质量水平；也可以是定量的，如喷施生长素的不同浓度，具有量的差异，称为数量水平。
试验方案按其供试因子数的多少可以区分为以下3类：
(1) 单因素试验(single-factor experiment)单因素试验是指整个试验中只变更、比较一个试验因素的不同水平，其他作为试验条件的因素均严格控制一致的试验。这是一种最基本的、最简单的试验方案。
(2) 多因素试验(multiple-factor or factorial experiment)多因素试验是指在同一试验方案中包含2个或2个以上的试验因素，各个因素都分为不同水平，其他试验条件均应严格控制一致的试验。各因素不同水平的组合称为处理组合(treatment combination)。处理组合数是各供试因素水平数的乘积。这种试验的目的一般在于明确各试验因素的相对重要性和相互作用，并从中评选出1个或几个最优处理组合。
如进行甲、乙、丙3个品种与高、中、低3种施肥量的2因素试验，共有甲高、甲中、甲低、乙高、乙中、乙低、丙高、丙中、丙低等3×3=9个处理组合。这样的试验，除了可以明确2个试验因素分别的作用外，还可以检测出3个品种对各种施肥量是否有不同反应并从中选出最优处理组合。生物体生长受到许多因素的综合作用，采用多因素试验，有利于探究并明确对生物体生长有关的几个因素的效应及其相互作用，能够较全面地说明问题。多因素试验的效率常高于单因素试验。
(3) 综合性试验(comprehensive experiment)这也是一种多因素试验，但与上述多因素试验不同。综合性试验中各因素的各水平不构成平衡的处理组合，而是将若干因素的某些水平结合在一起形成少数几个处理组合。这种试验方案的目的在于探讨一系列供试因素某些处理组合的综合作用，而不在于检测因素的单独效应和相互作用。单因素试验和多因素试验常是分析性的试验；综合性试验则是在对于起主导作用的那些因素及其相互关系已基本清楚的基础上设置的试验。
二、试验指标与效应
用于衡量试验效果的指示性状称试验指标(experimental indicator)。例如农作物品种比较试验中，衡量品种的优劣、适用或不适用，围绕育种目标需要考察生育期(早熟性)、丰产性、抗病性、抗虫性、耐逆性等多种指标。在设计试验时要合理地选用试验指标，它决定了观测记载的工作量。过简则难以全面准确地评价试验结果，功亏一篑；过繁琐又增加许多不必要的浪费。试验指标较多时还要分清主次，以便抓住主要方面。
试验因素对试验指标所起的增加或减少的作用称为试验效应(experimental effect)。
例如，某水稻品种施肥量试验，每亩施氮10kg，亩产量为350kg，每亩施氮15kg，亩产量为450kg；则在每亩施氮10kg的基础上增施5kg的效应即为450-350=100(kg/亩)。这一试验属单因素试验，在同一因素内两种水平间试验指标的相差属简单效应(simple effect)。
在多因素试验中，不但可以了解各供试因素的简单效应，还可以了解各因素的平均效应和因素间的交互作用。表1.1为某豆科植物施用氮(N)、磷(P)的2×2=4种处理组合(N1P1，N1P2，N2P1，N2P2)试验结果的假定数据，用以说明各种效应。(1)一个因素的水平相同，另一因素不同水平间的产量差异仍属简单效应。如表1.1Ⅱ中18-10=8就是同一N1水平时P2与P1间的简单效应；28-16=12为在同一N2水平时P2与P1间的简单效应；16-10=6为同一P1水平时N2与N1间的简单效应；28-18=10为同一P2水平时N2与N1间的简单效应。(2)一个因素内各简单效应的平均数称平均效应，亦称主要效应(main effect)，简称主效。如表1.1Ⅱ中N的主效为(6+10)/2=8，这个值也是二个氮肥水平平均数的差数，即22-14=8；P的主效为(8+12)/2=10，也是二个磷肥水平平均数的差数，即23-13=10。(3)两个因素简单效应间的平均差异称为交互作用效应(interaction effect)，简称互作。它反映一个因素的各水平在另一因素的不同水平中反应不一致的现象。将表1.1以图1.1表示，可以明确看到，Ⅰ中的二直线平行，反应一致，表现没有互作。交互作用的具体计算为(8-8)/2=0，或(6-6)/2=0。图1.1Ⅱ中P2-P1在N2时比在N1时增产幅度大，直线上升快，表现有互作，交互作用为(12-8)/2=2，或为(10-6)/2=2，这种互作称为正互作。图1.1Ⅲ和Ⅳ中，P2-P1在N2时比在N1时增产幅度表现减少或大大减产，直线上升缓慢，甚至下落成交叉状，这是有负互作。Ⅲ中的交互作用为(4-8)/2=-2，Ⅳ中为(-2-8)/2=-5。
表1.1 2×2试验数据(解释各种效应)
因素间的交互作用只有在多因素试验中才能反映出来。互作显著与否关系到主效的实用性。若交互作用不显著，则各因素的效应可以累加，主效就代表了各个简单效应。在正互作时，从各因素的最佳水平推论最优组合，估计值要偏低些，但仍有应用价值。若为负互作，则根据互作的大小程度而有不同情况。Ⅲ中由单增施氮(N 2P 1)及单增施磷(N 1P 2)来估计氮、磷肥皆增施(N 2P 2)的效果会估计过高，但N 2P 2还是最优组合，还有一定的应用价值。而Ⅳ中N 2P 2反而减产，如从各因素的最佳水平推论最优组合将得出错误的结论。
Ⅰ
21
2
1
Ⅱ
Ⅲ
21 2
1
Ⅳ
图1.1 2×2试验的图示(解释交互作用)
两个因素间的互作称为一级互作(first order interaction ）。一级互作易于理解，实际意义明
确。三个因素间的互作称二级互作(second order interaction)，余类推。二级以上的高级互作较难理解，实际意义不大，一般不予考察。
三、制订试验方案的要点
拟订一个正确有效的试验方案，以下几方面供参考：
1. 拟订试验方案前应通过回顾以往研究的进展、调查交流、文献探索等明确试验的目的，形成对所研究主题及其外延的设想，使待拟订的试验方案能针对主题确切而有效地解决问题。
2. 根据试验目的确定供试因素及其水平。供试因素一般不宜过多，应该抓住1～2个或少数几个主要因素解决关键性问题。每因素的水平数目也不宜过多，且各水平间距要适当，使各水平能有明确区分，并把最佳水平范围包括在内。
例如通过喷施矮壮素以控制某种植物生长，其浓度试验设置50、100、150、200、250ppm 等5个水平，其间距为50ppm。若间距缩小至10ppm便须增加许多处理，若处理数不多，参试浓度的范围窄，会遗漏最佳水平范围，而且由于水平间差距过小，其效应因受误差干扰而不易有规律性地显示出来。
3. 试验方案中应包括有对照水平或处理，简称对照(check，符号CK)。品种比较试验中常统一规定同一生态区域内使用的标准(对照)种，以便作为各试验单位共同的比较标准。
4. 试验方案中应注意比较间的唯一差异原则，以便正确地解析出试验因素的效应。
5. 拟订试验方案时必须正确处理试验因素及试验条件间的关系。一个试验中只有供试因素的水平在变动，其他因素都保持一致，固定在某一个水平上。在拟订试验方案时必须做好试验条件的安排，绝对不要以为强调了试验条件的一致性就可以获得正确的试验结果。例如品种比较试验时要安排好密度、肥料水平等一系列试验条件，使之具有代表性和典型性。由于单因子试验时试验条件必然有局限性，可以考虑将某些与试验因素可能有互作(特别负互作)的条件作为试验因素一起进行多因素试验，或者同一单因素试验在多种条件下分别进行试验。
6. 多因素试验提供了比单因素试验更多的效应估计，具有单因素试验无可比拟的优越性。但当试验因素增多时，处理组合数迅速增加，要对全部处理组合进行全面试验(称全面实施)规模过大，往往难以实施，因而以往多因素试验的应用常受到限制。解决这一难题的方法就是利用本书后文将介绍的正交试验法，通过抽取部分处理组合(称部分实施)用以代表全部处理组合以缩小试验规模。这种方法牺牲了高级交互作用效应的估计，但仍能估计出因素的简单效应、主要效应和低级交互作用效应，因而促进了多因素试验的应用。
第三节试验误差及其控制
一、试验数据的误差和精确性
通过试验的观察或测定，获得试验数据，这是推论试验结果的依据。然而研究工作者获得的试验数据往往是含有误差的。例如测定一个大豆品种南农88-48的蛋白质含量，取一个样品(specimen)测得结果为42.35%，再取一个样品测得结果为41.98%，两者是同一品种的豆粒，理论上应相等，但实际不等，如果再继续取样品测定，所获的数据均可能各不相等，这表明实验数据确有误差。通常将每次所取样品测定的结果称为一个观察值(observation)，以y表示。
理论上这批大豆种子的蛋白质含量有一个理论值或真值，以μ表示，则εμ+=y ，即观察值=真值+误差，每一观察值都有一误差ε，可正，可负，με-=y 。
对同一块田里同一品种种子蛋白质含量的测定，观察值间存在变异，这种变异可归结为两种情况，一种是完全偶然性的，找不出确切原因的，称为偶然性误差(spontaneous error )或随机误差(random error )；另一种是有一定原因的称为偏差(bias )或系统误差(systematic error )。若以上例中冷库保存的大豆种子为比较的标准，其种子蛋白质含量的观察值可表示为： A A y εμ+=
在常温下保存的大豆种子蛋白质含量的观察值可表示为：
B B B y εαμ++=
式中，μ代表南农88-48大豆品种蛋白质含量的真值(理论值)，A ε、B ε分别为每一样品观察值的随机误差，B α则为室温保存下(可能由于呼吸作用)导致的偏差或系统误差。两种保存方法下蛋白质含量的差数
)(A B B A B y y εεα-+=-
包含了系统偏差和随机误差两个部分。
试验数据的优劣是相对于试验误差而言的。系统误差使数据偏离了其理论真值；偶然误差使数据相互分散。因而系统误差(B α值)影响了数据的准确性，准确性是指观测值与其理论真值间的符合程度；而偶然误差(A ε、B ε值)影响了数据的精确性，精确性是指观测值间的符合程度。图1.2以打靶的情况来比喻准确性和精确性。以中心为理论真值，a 表示5枪集中在中心，准而集中，具有最佳的准确性和精确性；b 表示5枪偏离中心有系统偏差但很集中，准确性差，而精确性甚佳；c 表示5枪既打不到中心，又很分散，准确性和精确性均很差；d 表示5枪很分散，但能围绕中心打，平均起来有一定准确性，但精确性很差。
农业和生物学试验中，常常采用比较试验来衡量试验的效应。如果两个处理均受同一方向和大小的系统误差干扰，这往往对两个处理效应之间的比较影响不大。当然若两处理分受两种不同方向和大小系统误差的干扰，便严重影响两个处理效应间的真实比较了。但一般的试验，只要误差控制得好，后面一种情况出现较少。因而研究工作者在正确设计并实施试验计划的基础上，十分重视精确性或偶然误差的控制，因为这直接影响到后文所要介绍的统计推论的正确性。
二、试验误差的来源
系统误差是一种有原因的偏差，因而在试验过程中要防止这种偏差的出现。
a b c d
图1.2 由打靶图示试验的准确性与精确性
这有赖于经验的积累。请教同行专家是也十分重要的。导致系统偏差的原因可能不止一个，方向也不一定相同，所以实际观察的系统偏差往往是多种偏差的复合。田间试验是农业和生物学研究中最常用的研究手段，它比之其他研究有很多特殊性，其中最主要的是将生物体的反应作为试验指标，而试验又是在开放的自然条件下进行的，生物体及自然界的气候、土壤本身都存在很多变异，因而田间试验的误差控制是尤其重要的。
一般讲，随机误差是偶然性的。整个试验过程中涉及的随机波动因素愈多，试验的环节愈多，时间愈长，随机误差发生的可能性及波动程度便愈大。随机误差不可能避免，但可以减少，这主要依赖于控制试验过程，尤其那些随机波动性大的因素。
理论上，系统误差是可以通过试验条件及试验过程的仔细操作而控制的。实际上一些主要的系统性偏差较易控制，而有些细微偏差则较难控制。一般研究工作在分析数据时把误差中的一些主要偏差排除以后，剩下都归结为随机误差，因而估计出来的随机误差有可能比想像的要大，甚至大得多。
三、随机误差的规律性
随机误差，只要确实是随机波动所致，
也有其变化规律的。仍以大豆品种蛋白质含
量的测定为例，若从一批种子中抽取100份
样品，分别进行蛋白质含量的测定，若无系统偏差的干扰，则所获100个数据，将其平
均数当作理论真值μ
?(μ上加帽子表示这100个数据所属总体真值的估计值)，根据μ
ε?-=y 可计算出100个误差值。这100个误差值有“+”有“-”，平均起来正负相抵消
等于0。若将其画成坐标图，接近于一个对称
的钟形图(图1.3），在靠近0的+、-范围内出现的误差次数多，越远离0出现的次数越少。这种随机误差的分布在第四章中将介绍是一种正态分布。许多以数量表示的观察值的误
差常常属于这种模式。了解随机误差的这种模式对以后判断试验结果的表面效应是误差所致，还是一种真实的处理效应所致是至关重要的。
以上单个样品蛋白质含量测定的误差可用ε作表示，若测定了多个样品则可用多个样品平均数作代表，表示该品种的平均蛋白质含量。显然在平均过程中正负误差抵消了一部分，因而平均数与单个观察值相比，虽然存在随机误差，但平均后要小得多。这里要强调，多个观察值的平均数既然是由单个观察值平均得来的，必然也存在随机误差。当然观察值个数越多，其平均数由于正负相互抵消的作用越大而且也加以平均，因而误差便越小。既然平均数的误差是随机误差，因而它也像观察值的误差一样，具有相同的规律性，只是向0集中得更明显。
第四节 试验统计学的发展和本课程的主要内容
32 图1.3 随机误差的分布模式 ε
一、试验统计学的发展
对农业和生物学研究工作者来说，试验统计学作为一门系统的学科奠基于1925年R.A. Fisher出版的“Statistical Methods for Research Workers”，该书形成了试验统计学较为完整的体系。在这以前2—3个世纪内已经积累了有关概率、分布和统计方法的一些要素。在这以后由于农业和生物学研究的发展，生物统计、试验设计和抽样理论得到了快速发展。以后工业研究和数理科学研究的发展推动了数理统计的发展，反过来又促进了试验统计学科的发展。
统计(statistics)是一个古老的政治术语，原用之于国家管理需要的统计数字，后来则将统计学看作为实验数据搜集、分析及推论的理论、方法和科学。试验统计学是统计学的一个部分，它是统计学与试验设计相结合而发展起来的。试验统计学的发展也是与随机误差和误差控制的研究紧密相关联的。以下一些研究进展为试验统计学的建立与发展奠定了基础：17世纪Pascal 和Fermat的概率论；18世纪De Moivre、Laplace和Gauss的正态分布理论；19世纪达尔文应用统计方法研究生物界的连续性变异；孟德尔应用统计方法发现显性、分离、独立分配等遗传定律；Karl Pearson用统计方法研究进化问题，并创建了Biometrika杂志；Galton研究了亲子身高的回归问题；20世纪以来Gosset用实验方法发现了t分布；Fisher提出了方差分析，建立了试验设计的三大原理，并提出了随机区组、拉丁方等试验设计，还将统计方法用之于研究数量性状的基因效应；在此基础上Yates、Yule等发展了一系列的试验设计包括后来的混杂设计和不完全区组设计等；英国Rothamsted试验场在生物统计和田间试验设计方面卓有贡献；Neyman和 E.S. Pearson建立了统计推断的理论；Snedecor建立了统计实验室并出版了“Statistical Methods Applied to Experiment in Agriculture and Biology”；Wald建立序贯分析和统计决策函数的理论；Cochran和Cox系统地归纳了试验设计和抽样方法研究的进展，出版了“Experimental Design”和“Sampling Technique”二书；Kempthorne将统计方法应用于数量性状的遗传研究，出版了“An Introduction to Genetic Statistics”；而Mather则出版了“Biometrical Genetics”。以上一些统计理论、方法的建立及在农业和生物学中应用，再加上统计学其它分支学科的发展，促进、推动了试验统计学的发展。
二、本课程的主要内容
本课程是试验统计学的一门初、中级课程，以应用为主。为与农业和生物学实验，特别是田间试验紧密地结合起来，课程名称沿用第一、二版的“田间试验和统计方法”。本课程包括7个单元15章。第一单元在介绍科学研究基本过程、试验方案制订和试验误差及其控制的基础上进一步讲述田间试验的误差来源、土壤差异和控制误差的小区技术、试验设计、实施规则以及试验数据的获取。第二单元从样本试验数据最基本的描述统计开始，进而介绍研究对象总体的理论分布、统计数的抽样分布及其概率计算。第三单元在误差理论的基础上引入通过假设测验进行统计推断的基本方法，介绍平均数比较的u测验、t测验和F测验，以及计数资料的2
测验及其应用等。第四单元承上启下介绍参数估计方法包括矩法、最小二乘法和极大似然法等。第五单元进入2个及2个以上变数间的回归与相关分析，包括一元、多元线性回归与相关，以及曲线回归。第六单元为方差分析的进一步应用，介绍单因素、多因素及不完全区组试验结果的统计分析。最后第七单元介绍应用于调查研究的抽样调查方法、抽样结果的统计分析以及抽样方案的设计。
本教材在编排上尽量将以往“生物统计”、“试验设计”、“参数估计”和“抽样方法”等内
容贯穿在一起，联系农业和生物学的研究形成一个体系。7个单元的内容可按课程要求和学时数灵活安排，给主讲教师留有充分的选择余地。
习题
1.1 农业和生物学领域中进行科学研究的目的是什么？简述研究的基本过程和方法。
1.2 何谓试验因素和试验水平？何谓简单效应、主要效应和交互作用效应？举例说明之。
1.3 什么是试验方案，如何制订一个正确的试验方案？试结合所学专业举例说明之。
1.4 什么是试验指标？为什么要在试验过程中进行一系列的观察记载和测定？为什么观察和测定要求有统一的标准和方法？
1.5 什么是试验误差？试验误差与试验的准确度、精确度以及试验处理间比较的可靠性有什么关系？
1.6 试验误差有哪些来源？如何控制？
1.7 试讨论试验统计学对正确进行科学试验的重要意义。
《误差理论与数据处理》 第一章绪论 1-1．研究误差的意义是什么简述误差理论的主要内容。 答：研究误差的意义为： (1)正确认识误差的性质，分析误差产生的原因，以消除或减小误差； (2)正确处理测量和实验数据，合理计算所得结果，以便在一定条件下得到更 接近于真值的数据； (3)正确组织实验过程，合理设计仪器或选用仪器和测量方法，以便在最经济 条件下，得到理想的结果。 误差理论的主要内容：误差定义、误差来源及误差分类等。 1-2．试述测量误差的定义及分类，不同种类误差的特点是什么 答：测量误差就是测的值与被测量的真值之间的差；按照误差的特点和性质，可分为系统误差、随机误差、粗大误差。 系统误差的特点是在所处测量条件下，误差的绝对值和符号保持恒定，或遵循一定的规律变化（大小和符号都按一定规律变化）； 随机误差的特点是在所处测量条件下，误差的绝对值和符号以不可预定方式变化； 粗大误差的特点是可取性。 1-3．试述误差的绝对值和绝对误差有何异同，并举例说明。 答：(1)误差的绝对值都是正数，只是说实际尺寸和标准尺寸差别的大小数量，不反映是“大了”还是“小了”，只是差别量； 绝对误差即可能是正值也可能是负值，指的是实际尺寸和标准尺寸的差值。+多少表明大了多少，-多少表示小了多少。 (2)就测量而言,前者是指系统的误差未定但标准值确定的，后者是指系统本身标
准值未定 1－5 测得某三角块的三个角度之和为180o 00’02”,试求测量的绝对误差和相对误差 解： 绝对误差等于： 相对误差等于： 1-6．在万能测长仪上，测量某一被测件的长度为 50mm ，已知其最大绝对误差为 1μm ，试问该被测件的真实长度为多少 解： 绝对误差＝测得值－真值，即： △L ＝L －L 0 已知：L ＝50，△L ＝1μm ＝， 测件的真实长度Ｌ0＝L －△L ＝50－＝（mm ） 1-7．用二等标准活塞压力计测量某压力得 ，该压力用更准确的办法测得为，问二等标准活塞压力计测量值的误差为多少 解：在实际检定中，常把高一等级精度的仪器所测得的量值当作实际值。 故二等标准活塞压力计测量值的误差＝测得值－实际值， 即： －＝－（ Pa ） 1-8在测量某一长度时，读数值为，其最大绝对误差为20m μ，试求其最大相对误差。 1-9、解： 由2122 4()h h g T π+=，得 对2122 4() h h g T π+=进行全微分，令12h h h =+，并令g ，h ，T 代替dg ，dh ，dT 得 从而2g h T g h T =-的最大相对误差为： 21802000180' '=-'''o o % 000031.010*********.00648002066018021802≈=' '' '''??''= ''＝o
第一章绪论 ?本章提要 1.过程控制系统的基本概念 2.过程控制的发展概况 3.过程控制系统的组成 4.过程控制的特点及分类 5.衡量过程控制系统的质量指标 ?授课内容 第一节过程控制的发展概况 1.基本概念 ?过程控制系统-----指自动控制系统的被控量是温度、压力、流量、液位成 分、粘度、湿度以及PH值(氢离子浓度)等这样一些过程变量时的系统。(P3) ?过程控制-----指工业部门生产过程的自动化。(P3) 2.过程控制的重要性 ●进入90年代以来自动化技术发展很快，是重要的高科技技术。过程控制是 自动化技术的重要组成部分。在现代工业生产过程自动化电过程控制技术 正在为实现各种最优的技术经济指标、提高经济效益和劳动生产率、节约 能源、改善劳动条件、保护环境卫生等方面起着越来越大的作用。 3.过程控制的发展概况 ●19世纪40年代前后(手工阶段)：手工操作状态，凭经验人工控制生产过程， 劳动生产率很低。 ●19世纪50年代前后(仪表化与局部自动化阶段)：过程控制发展的第一个阶 段，一些工厂企业实现了仪表化和局部自动化。主要特点：检测和控制仪 表-----采用基地式仪表和部分单元组合仪表(多数是气动仪表)；过程控制系 统结构------单输入、单输出系统；被控参数------温度、压力、流量和液位 参数；控制目的------保持这些参数的稳定，消除或者减少对生产过程的主 要扰动；理论-----频率法和根轨迹法的经典控制理论，解决单输入单输出 的定值控制系统的分析和综合问题。 ●19世纪60年代(综合自动化阶段)：过程控制发展的第二个阶段，工厂企业 实现车间或大型装置的集中控制。主要特点：检测和控制仪表-----采用单 元组合仪表(气动、电动)和组装仪表，计算机控制系统的应用，实现直接 数字控制(DDC)和设定值控制(SPC)；过程控制系统结构------多变量系统， 各种复杂控制系统，如串级、比值、均匀控制、前馈、选择性控制系统； 控制目的------提高控制质量或实现特殊要求；理论-----除经典控制理论， 现代控制理论开始应用。 ?前馈控制-----按扰动来控制，在扰动可测的情况下，可以地提高控制质量。 ?选择性控制-----在生产过程遇到不正常工况或被控量达到安全极限事，自 动实现的保护性控制。 ●19世纪70年代以来(全盘自动化阶段)：发展到现代过程控制的新阶段，这 是过程控制发展的第三个阶段。主要特点：检测和控制仪表-----新型仪表、
第一章绪论 一、选择题 1、某压力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在0.4%-0.6%，该压力表的精度等级应定位（1.0），另外一家仪器厂需要购买压力表，希望压力表的满度相对误差小于0.9%，应购买（0.5）级的压力表。【向最近精度靠拢】【满足要求的同时考虑经济性】 2.某采购员分别在三家商店购买100kg大米，10kg大米，1kg大米，发现均缺少0.5kg,但该采购员对第三家商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要作用是（示值相对误差）【示值相对误差=示值/被测量*100%】 3.在选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。这是必须考虑到应尽量选用使选购的仪表量程为欲测量的（1.5）倍左右为宜。【范围一般三分之二以上，精度最高】 4.用万用表交流电压档（频率上限仅为5kz）测量频率高达500kHz/10V的高频电压，发现示值还不到2V，该误差属于（粗大误差），用该表直流电压档案测量5号干电池电压，发现每次示值均为1.8V，该误差属于（系统误差）【超过万用表适用范围，属于选用设备不当】【满足一定规律，但受到仪表设备本身精度等的限制】 5.重要场合使用的元器件或仪表，购入后需进行高低温循环老化实验，其目的是为了（测试其各项性能指标）【通过测试，了解设备特点，避免在重要场合使用时出现大的过失】 二、填空题 1.传感器种类繁多，分类方法也各异，目前一般采用两种分类方法，即（工作原理分类和被测参数分类）。 2.按表示方法分类，误差分为（绝对误差、相对误差、引用误差）。 3。传感器的静态特性包括（线性度、灵敏度、迟滞现象和重复性）。 三、计算题 1.有一温度计，它的测量范围为0-200℃，精度为0.5级，试求： （1）该表可能出现的最大绝对误差。Δm/200*100%=0.5% Δm=1℃ （2）当示值分别为20℃，100℃时的示值相对误差。1/20*100%=5%，1/100*100%=1% 2.已知待测拉力约为70N左右，现有两只测力仪表，一只为0.5级，测量范围为0-500N，另一只为1.0级，测量范围为0-100N。问选用哪只测力仪表较好？为什么？ 第一只最大绝对误差：500*0.5%=2.5N，第二只：100*1%=1N，相对误差：2.5/70》1/70，选择第二只。 3.某线性位移测量仪，当被测位移由 4.5mm变到 5.0mm时，位移测量仪的输出电压由3.5V 减至 2.5V，求该仪器的灵敏度？ K=(2.5-3.5)/(5.0-4.5)*100%=-2V/mm 四、简答题 1.什么是传感器？传感器定义包含了几方面的意思？ 传感器是一种以一定的精确度把被测量（非电量）转换为与之有确定对应关系的、一定精度的某种物理量（电量）的测量器件或装置。 2.传感器有几部分组成，画出组成框图，简要说明各组成的作用。 通常由敏感元件、转换元件和转换电路组成。其中：敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转化成适于传输和测量的电信号部分；转换电路是接受转换元件所转换成的电路参数量，并把它转换成后续电路所能应用的电信号。【图略】 五、看图题 1.系统误差（专业选手） 2.随机误差（业余选手） 3.粗大误差（设备问题）
自动化仪表及过程控制第一章绪论(doc 8页)
第一章绪论 ?本章提要 1.过程控制系统的基本概念 2.过程控制的发展概况 3.过程控制系统的组成 4.过程控制的特点及分类 5.衡量过程控制系统的质量指标 ?授课内容 第一节过程控制的发展概况 1.基本概念 ?过程控制系统-----指自动控制系统的被 控量是温度、压力、流量、液位成分、 粘度、湿度以及PH值(氢离子浓度)等 这样一些过程变量时的系统。(P3) ?过程控制-----指工业部门生产过程的自 动化。(P3) 2.过程控制的重要性 ●进入90年代以来自动化技术发展很 快，是重要的高科技技术。过程控制是 自动化技术的重要组成部分。在现代工 业生产过程自动化电过程控制技术正 在为实现各种最优的技术经济指标、提
● ●现车间或大型装置的集中控制。主要特 点：检测和控制仪表-----采用单元组合仪表(气动、电动)和组装仪表，计算机控制系统的应用，实现直接数字控制(DDC)和设定值控制(SPC)；过程控制系统结构------多变量系统，各种复杂控制系统，如串级、比值、均匀控制、前馈、选择性控制系统；控制目的------提高控制质量或实现特殊要求；理论-----除经典控制理论，现代控制理论开始应用。 ?前馈控制-----按扰动来控制，在扰动可 测的情况下，可以地提高控制质量。 ?选择性控制-----在生产过程遇到不正常 工况或被控量达到安全极限事，自动实现的保护性控制。 ●19世纪70年代以来(全盘自动化阶段)： 发展到现代过程控制的新阶段，这是过程控制发展的第三个阶段。主要特点：检测和控制仪表-----新型仪表、智能化仪表、微型计算机；过程控制系统结构
第一章绪论 1．设0x >,x 的相对误差为δ，求ln x 的误差。 解：近似值* x 的相对误差为* **** r e x x e x x δ-= == 而ln x 的误差为()1ln *ln *ln ** e x x x e x =-≈ 进而有(ln *)x εδ≈ 2．设x 的相对误差为2%，求n x 的相对误差。 解：设()n f x x =，则函数的条件数为'() | |() p xf x C f x = 又1 '()n f x nx -= , 1 ||n p x nx C n n -?∴== 又((*))(*)r p r x n C x εε≈? 且(*)r e x 为2 ((*))0.02n r x n ε∴≈ 3．下列各数都是经过四舍五入得到的近似数，即误差限不超过最后一位的半个单位，试指 出它们是几位有效数字：*1 1.1021x =,*20.031x =, *3385.6x =, * 456.430x =,*57 1.0.x =? 解：*1 1.1021x =是五位有效数字； *20.031x =是二位有效数字； *3385.6x =是四位有效数字； *456.430x =是五位有效数字； *57 1.0.x =?是二位有效数字。 4．利用公式(2.3)求下列各近似值的误差限：(1) * * * 124x x x ++,(2) ***123x x x ,(3) **24/x x . 其中****1234 ,,,x x x x 均为第3题所给的数。 解：
*4 1* 3 2* 13* 3 4* 1 51()1021()1021()1021()1021()102 x x x x x εεεεε-----=?=?=?=?=? *** 124***1244333 (1)()()()() 1111010102221.0510x x x x x x εεεε----++=++=?+?+?=? *** 123*********123231132143 (2)() ()()() 111 1.10210.031100.031385.610 1.1021385.610222 0.215 x x x x x x x x x x x x εεεε---=++=???+???+???≈ ** 24**** 24422 *4 33 5 (3)(/) ()() 11 0.0311056.430102256.43056.430 10x x x x x x x εεε---+≈ ??+??= ?= 5计算球体积要使相对误差限为1，问度量半径R 时允许的相对误差限是多少？ 解：球体体积为34 3 V R π= 则何种函数的条件数为 2 3'4343 p R V R R C V R ππ=== (*)(*)3(*)r p r r V C R R εεε∴≈= 又(*)1r V ε=
第一章绪论 一、过程中的有关参数：温度、压力、流量、物位、成分、湿度、ph值和物性。（终点记住前四个就好了） 二、过程控制系统相对于其他系统还具有以下特点： （1）控制对象复杂、控制要求多样（2）控制方案丰富（3）控制多属慢过程参数控制（4）定值控制是过程控制的一种主要控制方式（5）过程控制系统由规范化的 过程检测控制仪表组成。 三、简单过程控制系统：由被控过程、过程检测控制仪表（包括测量元件、变送器、调节器、执行器）两部分构成。 四、气动仪表标准信号：0.02~0.1MPa的气动信号。 电动仪表：电流4~20ma 五、过程控制系统的分类（简答，特点） 1，按设定值的形式不同划分 （1）定值控制系统最常见的一种控制系统。在工控过程中，大多数场合要求被控参数恒定或在设定值附近小范围之内，以保持生产过程平稳进行。在定值控 制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的因素就是扰动信号。 （2）随动控制系统随动系统就是使被控参数准确而及时地跟随设定值的变化而变化。 （3）程序控制系统在程序控制系统中，被控参数的设定值按预定的时间程序变化，被控参数自动跟随设定值。即设定值按程序自动改变，系统按设定程序 自动运行，直到整个程序运行完为止。 2，按系统的结构特点分类 （1）反馈控制系统反馈控制系统是按照被控参数与设定值的偏差进行调节，达到减小或消除偏差的目的，偏差值是系统调节的依据。它由被控参数的反馈 通道过程闭合回路，又称闭环控制系统。最基本的过程控制结构形式。 （2）前馈控制系统根据扰动大小进行控制，扰动是控制依据。前馈控制没有被控参数的反馈，也称开环控制系统。最终无法检测控制效果，故很少单独使 用。 （3）前馈—反馈复合控制系统是将反馈与前馈控制系统相结合构成的复合控制系统，它综合了前馈控制对特定扰动及时进行补偿的优势；有保持了反馈控 制能够克服多种扰动对系统被控参数的影响、使被控参数在稳态时能准确稳 定在设定值的特点。 六、系统阶跃响应的单项性能指标： （1）衰减比n、衰减率（2）最大动态偏差A和超调量（3）残余偏差C（4）调节时间Ts和振荡频率w 系统阶跃响应的综合性能指标：
1、何为绝对高程和相对高程？两点之间绝对高程之差与相对高程之差有哪些不同之处？ 2、某点的经度为118?50 ，试计算它所在的六度带和三度带的带号，相应六度带和三度带 的中央子午线的经度是多少？ 3、设A、B两点位于3?带的第36带内，其横坐标的自然坐标值分别是y A=137680.349m， y B=-274240.324m ，试计算其通用坐标值。 4、某两点的通用坐标值分别是y A=38567310.120m，y B=38459245.930m，试求其自然坐标 值。 5、用水平面代替水准面，对距离、水平角和高程有何影响？ 6、测量工作的两个基本原则及其作用是什么？ 7、确定地面点位的三项基本测量工作是什么？ 8、高斯投影规律是什么？高斯投影是一种什么样的投影？
答案： 1、地面点到大地水准面的铅垂距离，称为该点的绝对高程。地面点到假定水准面的垂直距离，称为该点的相对高程。 2、在六度带的第20号带；三度带的第40号带；相应六度带的中央子午线经度117o；三度带的中央子午线经度120o。 3、解：因为，通用坐标值=500km+自然坐标值+带号。所以， y A 通用=36637680.349m ，y B 通用=36225759.676m 4、解：因为，通用坐标值=带号500km+自然坐标值。所以，首先去掉带号，则 y A =67310.120m ，y B =-40754.070m 5、①对距离的影响 水准面上弧长为S ，其所对圆心角为θ，地球的半径为R 。水平面上直线长为t ，其差值为ΔS 。 S t AB AC S -=-=? 2 3 31R S S =? 相对差值： 2 )(31R S S S =? 上式中取R=6371km ，则 在半径为10km 的圆面积内进行长度的测量时，可以不必考虑地球曲率的影响，即可把水准面当作水平面看待。 ②对高程的影响 用水平面代替大地水准面时，对高程的影响： R S OB OC h 22 = -=? 地球曲率的影响对高差而言，即使在很短的距离也必须加以考虑。 6、测量工作的两个基本原则：从整体到局部，先控制后碎部。
第一章绪论 1．设0x >,x 的相对误差为δ，求ln x 的误差。 解：近似值*x 的相对误差为* **** r e x x e x x δ-=== 而ln x 的误差为()1ln *ln *ln **e x x x e x =-≈ 进而有(ln *)x εδ≈ 2．设x 的相对误差为2%，求n x 的相对误差。 解：设()n f x x =，则函数的条件数为'()||() p xf x C f x = 又1'()n f x nx -=, 1 ||n p x nx C n n -?∴== 又((*))(*)r p r x n C x εε≈? 且(*)r e x 为2 3．下列各数都是经过四舍五入得到的近似数，即误差限不超过最后一位的半个单位，试指 出它们是几位有效数字：*1 1.1021x =,*20.031x =, *3385.6x =, *456.430x =,*57 1.0.x =? 解：*1 1.1021x =是五位有效数字； *20.031x =是二位有效数字； *3385.6x =是四位有效数字； *456.430x =是五位有效数字； *57 1.0.x =?是二位有效数字。 4．利用公式(2.3)求下列各近似值的误差限：(1) ***124x x x ++,(2) ***123x x x ,(3) **24/x x . 其中****1234,,,x x x x 均为第3题所给的数。 解： 5计算球体积要使相对误差限为1，问度量半径R 时允许的相对误差限是多少？ 解：球体体积为343 V R π= 则何种函数的条件数为 又(*)1r V ε=
故度量半径R 时允许的相对误差限为1(*)10.333r R ε= ?≈ 6．设028Y =，按递推公式1n n Y Y -= （n=1,2,…） 计算到100Y 27.982≈（5位有效数字），试问计算100Y 将有多大误差？ 解：1n n Y Y -= …… 依次代入后，有1000100Y Y =- 即1000Y Y =， 27.982≈, 100027.982Y Y ∴=- 100Y ∴的误差限为31102 -?。 7．求方程25610x x -+=的两个根，使它至少具有427.982=）。 解：2 5610x x -+=， 故方程的根应为1,228x = 故 1282827.98255.982x =≈+= 1x ∴具有5位有效数字 2x 具有5位有效数字 8．当N 充分大时，怎样求 1211N N dx x ++?？ 解 1 21arctan(1)arctan 1N N dx N N x +=+-+? 设arctan(1),arctan N N αβ=+=。 则tan 1,tan .N N αβ=+= 9．正方形的边长大约为了100cm ，应怎样测量才能使其面积误差不超过2 1cm ？ 解：正方形的面积函数为2()A x x = (*)2*(*)A A x εε∴=. 当*100x =时，若(*)1A ε≤,
第一章绪论 e In X* =In X * -Inx ：丄e* X* 进而有；(In X *): 2. 设X 的相对误差为2% ,求X n 的相对误差。 解：设f(χZ ,则函数的条件数为Cp=l fX+ n _1 X nχ I Xn n 又；r ((X*) n) C P 7(X *) 且 e r (χ*)为 2 .7((χ*)n ) 0.02 n 3. 下列各数都是经过四舍五入得到的近似数，即误差限不超过最后一位的半个单位，试指 * * * * * 出它们是几位有效数字： X 1 =1.1021, χ2 =0.031, χ3 =385.6, χ4 = 56.430,x 5 = 7".0. . * 解：X I -1.1021是五位有效数字； X 2 = 0.031是二位有效数字； X 3 =385.6是四位有效数字； X 4 =56.430是五位有效数字； X 5 =7 1.0.是二位有效数字。 4. 利用公式(2.3)求下列各近似值的误差限： (1) X 1 X 2 X 4,(2) X 1 X 2X 3 ,(3) X 2 /X 4 . 其中χl ,x 2,x 3,X 4均为第3题所给的数。 1设X 0, x 的相对误差为 解：近似值X*的相对误差为 、：，求InX 的误差。 e* X* -X 而InX 的误差为 又 f '(χ) =nx n 」 C P
解：
* 1 4 ；(x 1) 10 2 * 1 3 ;(x 2) 10 2 * 1 1 ；(x 3) 10 * 1 3 ；(x 4) 10 2 * 1 1 ；(x 5) 10 2 (1) ；(x ； x ； x *) * * * =；(%) ；(x 2) *x 4) 1 A 1 2 1 j3 10 10 10 2 2 2 -1.05 10J 3 * * * (2) S(X I X 2X 3) * * * * * * ** * =X1X 2 ￡(X 3)+ X 2X 3 ^(X J + X 1X 3 E (X 2) :0.215 ⑶；(x 2/x ；) * Il * * I * X 2 E(X 4) + X 4 &(X 2) 全 Γ"2 X 4 1-3 1 3 0.031 10 56.430 10 = ______________________ 2 56.430X56.430 -10 5 4 3 解：球体体积为V R 3 则何种函数的条件数为 1.1021 0.031 1 1θ' 2 + 0.031X385.6 x 1><10* 2 +∣ 1.1021 X 385.6 卜 -×1^3 5计算球体积要使相对误差限为 1 ,问度量半径R 时允许的相对误差限是多少? C P 愕'
第一章绪论 1设x 0, x的相对误差为「.，求In x的误差。 * * e* x * _x 解：近似值x*的相对误差为:.=e* x* x* 1 而In x 的误差为e In x* =lnx*「lnx e* x* 进而有；(ln x*)::. 2?设x的相对误差为2%求x n的相对误差。 解：设f(x—，则函数的条件数为Cp^胡1 n A. x nx . 又7 f '(x)= nx n」C p |=n n 又；；r((x*) n) ： C p ；,x*) 且e r (x*)为2 .；r((x*)n) 0.02 n 3 ?下列各数都是经过四舍五入得到的近似数，即误差限不超过最后一位的半个单位，试指 出它们是几位有效数字：X； h.1021 , x；=0.031 , x3 =385.6 x；=56.430, x5 =7 1.0. 解：x；=1.1021是五位有效数字； X2 =0.031是二位有效数字； X3 =385.6是四位有效数字； x4 = 56.430是五位有效数字； x5 -7 1.0.是二位有效数字。 4.利用公式(2.3)求下列各近似值的误差限：⑴ 为+X2+X4,(2) x-i x2x3,(3) x2/ x4. * * * * 其中X1,X2,X3,x4均为第3题所给的数。
解:
* 1 4 ；(x-| ) 10 2 * 1 3 ;(x 2) 10 2 * 1 1 ；(x 3) 10 * 1 3 ；(x 4) 10 2 * 1 1 ；(x 5) 10 2 (1)；(为 X 2 X 4) =；(为)亠：(x 2)亠：(x 4) =1 10 4 1 10 J 丄 10^ 2 2 2 = 1.05 10” * * * (2)(X 1X 2X 3) * * * ** * ** * X 1X 2 8(X 3) + X 2X 3 g(xj + X 1X 3 名(X 2) 1 1 0.031 汉 385.6 汉?汉10鼻 + 1.1021 域 385.6 汉?汉10 (3) XX 2/X 4) X 4 0.031 1 10” 56.430 丄 10’ 2 2 56.430 56.430 =10° 5计算球体积要使相对误差限为 1，问度量半径R 时允许的相对误差限是多少? 4 3 解：球体体积为V R 3 则何种函数的条件数为 =1.1021汉 0.031 汉 * 汉 10」+ 0.215
第一章绪论 第一节药物分析学科的性质、目的与任务 药物分析主要是采用化学、物理化学或生物化学等方法和技术，研究化学合成药物和结构已知的天然药物及其制剂的组成、理化性质、真伪鉴别、纯度检查以及有效成分的含量测定等，同时也涉及生化药物、基因工程药物以及中药制剂的质量控制。 药物分析是一门研究和发展药品质量控制的方法性学科。 药品是用于预防、治疗和诊断疾病，有目的地调节人体生理功能并规定有适应征或者功能主治、用法和用量的物质。药品是一种特殊商品，药品质量的好坏关系到用药的安全和有效，关系到人民的身体健康和生命安全。 药物分析的目的是检验药品质量，保证人民用药的安全、合理、有效。 药物分析就是运用各种有效的分析方法和手段，如化学分析法，仪器分析法，生物化学和生物学等方法全面控制药品的质量。 药物分析的主要的任务包括药物成品的理化检验，药物生产过程中的质量控制，药物贮存过程中的质量考察，医院调配制剂的快速分析；新药研究开发中的质量标准制订以及体内药物分析等。 由此可见，从药物的研制、生产、贮藏、供应、使用到临床血药浓度监测一系列过程，都离不开药物分析的方法和手段。 第二节药品质量标准和药典 一、药品质量标准 药品质量标准是国家对药品的质量、规格和检验方法所作出的技术性规定，是保证药品质量，进行药品生产、经营、使用、管理及监督检验等部门共同遵循的法定依据。 我国药品质量标准分为中华人民共和国药典（简称中国药典）和国家药品监督管理局颁发的药品质量标准（简称局颁标准），二者均属于国家药品质量标准，具有等同的法律效力。 二、中华人民共和国药典 《中华人民共和国药典》现行版本为2000年版，简称中国药典（2000年版）。中国药典还出版英文版，缩写为ChP。 我国已出版了7版药典（1953、1963、1977、1985、1990、1995和2000年版）。 中国药典分为两部（一、二部），各部有凡例和有关的附录。一部收载中药材、成方及单味制剂等；二部收载化学药品、抗生素、生化药品、放射性药品和生物制品等。 （一）中国药典主要内容
第一章绪论—科学试验及其误差控制 第一节科学研究与科学试验 一、农业和生物学领域的科学研究 自然科学中有二大类科学，一类是理论科学，一类是实验科学。 理论科学研究主要运用推理，包括演绎和归纳的方法。 实验科学研究主要通过周密设计的实验来探新。 农业和生物学领域中与植物生产有关的专业包括农学、园艺、草业、植物保护、生物技术、农业资源与环境等，所涉及的学科大多数是实验科学。 这些领域中科学实验的方法主要有二类，一类是抽样调查，另一类是科学试验。生物界千差万别，变化万端，要准确地描述自然，通常必须通过抽样的方法，使所做的描述具有代表性。同理，要准确地获得试验结果，必须严格控制试验条件，使所比较的对象间尽可能少受干扰而能把差异突出地显示出来。 二、科学研究的基本过程和方法 (一) 科学研究的基本过程 科学研究的目的在于探求新的知识、理论、方法、技术和产品。基础性或应用基础性研究在于揭示新的知识、理论和方法；应用性研究则在于获得某种新的技术或产品。在农业科学领域中不论是基础性研究还是应用性研究，基本过程均包括3个环节：(1)根据本人的观察(了解)或前人的观察(通过文献)对所研究的命题形成一种认识或假说；(2)根据假说所涉及的内容安排相斥性的试验或抽样调查；(3)根据试验或调查所获的资料进行推理，肯定或否定或修改假说，从而形成结论，或开始新一轮的试验以验证修改完善后的假说，如此循环发展，使所获得的认识或理论逐步发展、深化。 (二) 科学研究的基本方法 1. 选题科学研究的基本要求是探新、创新。研究课题的选择决定了该项研究创新的潜在可能性。 科学研究不同于平常一般的工作，它需要进行独创性的思维。因此要求所选的课题使研究者具有强烈的兴趣，促进研究者心理状态保持十分敏感。反之若所选的课题并不激发研究者的兴趣，那么这项研究是难以获得新颖的见解和成果的。有些课题是资助者设定的，这时研究者必须认真体会它的确实意义并激发出对该项研究的热情和信心。 2. 文献科学的发展是累积性的，每一项研究都是在前人建筑的大厦顶层上添砖加瓦，这就首先要登上顶层，然后才能增建新的层次，文献便是把研究工作者推到顶层，掌握大厦总