有效数字修约精密度准确度
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分析与监测I浅谈数值修约规则及有效数字在水质监测中的应用项念念(成都市排水有限责任公司监测站,四川省成都市610023)摘要在水质监测分析中,原始测量数据及最终计算结果对实验准确度影响很大,本文结合实际工作详细论述了有效数字运算和数值修约规则,对实验中常用仪器及玻璃量具的读数规则及有效数字位数问题进行了深入探讨,并确定了水质监测中一些间接数据的有效位数的保留依据。
研究结果为水质监测人员今后的工作提供了实验及数据处理依据。
关键词数值修约有效数字水质监测1-XZ,.—>—刖S为了使监测数据能够准确地反映水环境质量的现状,预测污染的发展趋势,在水质检测过程中要求监测数据具有代表性、准确性、精密性、可比性和完整性E。
数据处理则是水质检测中的一个重要环节,检测数据也不同于数学中的数字,它不仅要反映检测对象的大小,还要能够反映其精确程度|2'0检测数据如果处理不当将会导致检测结果不严谨,严重的话会使最终结果不正确,、在检测实验室中,正确记录和处理检测数据是计量认证和实验室认可有关准则的要求讥因此,为了合理地取值和科学地计算,检测数据必须参照有关标准的要求进行合理修约和计算1"。
为此,本文针对数值修约和有效数字位数的保留问题进行了系统的梳理,提出了确定水质检测过程中检测结果有效数字位数的方法,为今后的检测工作提供了一定的依据。
2数值修约规则所谓数值修约是指通过省略原数值的最后若干位数字,调整所保留的末位数字,使最后所得到的值最接近原数值的过程。
经数值修约后的数值称为(原数值的)修约值。
参照GBfT8170-2008(数值修约规则与极限数值的表示和判定》141,数值修约的规则可归纳为:四舍六入五考虑,五后非零则进一,五后皆零视奇偶,五前为偶应舍去,五前为奇则进一.不论数字多少位,都要一次修约成。
3有效数字的运算规则参照HJ/T91-2002(地表水和污水监测技术规范》以及《水和废水监测分析方法(第四版)》,有效数字的运算规则可归纳为:运算以前先修约,运算法则记心上,加减运算看小数,乘除运算看位数,都以最少值为准,8、9为首加一位。
环境监测中如何进行数值修约及有效数字的取舍所属行业: 环境监测关键词:环境监测第三方检测数值修约检验检测当中,数值的修约是非常重要的一项工作。
然而在现实当中,很多单位忽略了这个问题,使得同一个监测项目报出的结果,有效数字及小数点后的位数不一致。
特别是第三方检测机构的爆发式的发展,忽略质量管理使得报出数据更加混乱。
测量只能不断接近真实值,但是不可能得到真实值。
测量值和真实值的差就是误差。
所谓数值修约,是指通过省略原数值的最后若干位数字,调整所保留的末尾数字,使最后所得的值最接近原数值的过程。
一、数值修约。
检测原始数据通常是很长的一串数字,报出结果的时候,就需要进行数值修约。
数值修约最基本的规则是:进舍规则和不允许连续修约规则。
①进舍规则用一句话表述,就是“四舍六入五成双”。
四舍六入好理解,五成双是:拟舍弃数字的最左一位数字为5,且其后无数字或皆为0时,若所保留的末尾数字问奇数(1,3,5,7,9)则进1,即保留数字的末位数字加1。
若所保留的末尾数字问偶数(0,2,4,6,8),则舍去。
②不允许连续修约是指一次修约获得结果,不能连续多次修约。
二、有效数字及小数点后最多位数。
在环境监测当中,有效数字的位数、小数点后的位数保留,一般遵循以下几个方面的规则:①记录测定数值时,应同时考虑计量器具的精密度、准确度和读数误差。
对检定合格的计量器具,有效数字位数可以记录到最小分度值,最多保留一位不确定数字。
②精密度一般只取1~2位有效数字。
③校准曲线相关系数只舍不入,保留到小数点后第一个非9数字。
如果小数点后多于4个9,最多保留4位。
校准曲线斜率的有效位数,应与自变量的有效数字位数相等。
校准曲线截距的最后一位数,应与因变量的最后一位数取齐。
以实验室最常用的计量器具为例:①用天平(最小分度值为0.1mg)进行称量时,有效数字可以记录到小数点后面第四位,如1.2235g,此时有效数字为五位;称取0.9452g,则为四位。
称量范围及数字修约要求标准规程一、取样准确度和精密度试验中供试品与试药“称重”或“量取”的量,均以阿拉伯数码表示,其精密度可根据数值的有效数位来确定,如称取“0.1g”,系指称取重量可为0.06~0.14g;称取“2g”,系指称取重量可为1.5~2.5g;称取“2.0g”,系指称取重量可为1.95~2.05g;称取“2.00g”,系指称取重量可为1.995~2.005g。
“精密称定”系指称取重量应准确至所取重量的千分之一;“称定”系指称取重量应准确至所取重量的百分之一;“精密量取”系指量取体积应的准确度应符合国家标准中对体积移液管的精密度要求;“量取”系指可用量筒或按照量取体积的有效数位选用量具。
取用量“约”若干时,系指取用量不得超过规定量的±10%。
二、有效数字的修约1.有效数字:在实验中,由于仪器精度的影响,测量结果的准确度都是有一定限度的。
测量值的记录,必须与测量的准确度相符合。
在分析工作中实际能测量到的数字称为有效数字。
1)对于有效数字,只允许数的最末一位欠准,而且只能上下差1。
如在分析天平上称取0.2022g物质,0.2022是有效数字,实际的质量是0.2022g±0.0001g;容量分析时,用滴定管进行滴定,读数为25.10ml,25.10为有效数字,其最末一位是欠准的,实际的体积是25.10ml±0.01ml。
2)在记录时小数末尾的零不能省略,如称量时天平的读书是0.0310,表示有三位有效数字,1后面的零不能省略,即不能记为0.021g。
3)在0到9这10个数字中,只有0既可以是有效数字,也可以是定位数字,其它都是有效数字。
4)常量分析时一般保有4位有效数字,以表明结果有千分之一的准确度。
有效数字有时用科学计数法表示(用0定位不便时),表示成一位小数的整数乘以10的方次。
但是有效数字的位数不能改变。
如0.0210g,可以写成 2.10×102g;又如1500ml若只有三位有效数字,可写成1.50×103ml。
药品检验工作中对有效数字的要求一、概念解释1.1 有效数字的定义在药品检验工作中,有效数字是指在测量数据或结果中,对所测数量的精确度和可靠度进行要求的数字。
这些数字是通过测量仪器或设备得出的,并且是用来反映被测量物理量的真实值的数字。
1.2 有效数字的重要性在药品检验工作中,有效数字的准确性和可靠性至关重要。
它们直接影响到对药品质量的评估和判定,对药品的安全性和有效性具有重要意义。
在药品检验的过程中,对有效数字的要求必须严格执行,以确保所得数据的准确性和可靠性。
二、有效数字的要求2.1 精确度在药品检验工作中,精确度是指测量结果与真实值之间的接近程度。
为了保证检验结果的精确度,必须在测量过程中,使用精度高、稳定可靠的仪器和设备,并采取严格的操作规程和标准化的实验方法,确保测量结果与真实值接近,以保证所得数字的有效性。
2.2 可重复性和可再现性在药品检验中,不仅要求确保测量结果的精确度,还必须确保其可重复性和可再现性。
也就是说,不同的实验者或实验条件下进行的测量,应该得出相似甚至一致的结果。
这对于验证实验结论的准确性至关重要。
2.3 确定性在药品检验中,所得的有效数字应该是确定的,而不是模糊不清或者不确定的。
在进行药品检验时,需要尽量减小由于人为或仪器等误差因素带来的不确定性,以确保所得数字的确定性和有效性。
三、个人观点从我个人的观点来看,药品检验工作中对有效数字的要求至关重要。
只有确保所得数字的精确性、可靠性和确定性,才能保证对药品质量的准确评估和判定,确保药品的安全性和有效性。
在日常的药品检验工作中,我会严格按照对有效数字的要求进行操作,确保所得数据的准确性和可靠性,以保障患者的用药安全。
总结回顾通过此次对药品检验工作中对有效数字的要求的探讨,我们了解到在药品检验过程中,所得的数字必须具有精确度、可重复性、可再现性和确定性,以保证其有效性。
我个人深刻认识到了对有效数字的要求的严谨性和重要性,将在今后的工作中更加注重对有效数字的要求,并严格按照标准操作规程进行操作,确保所得数据的准确性和可靠性。
实验室内质量控制精密度和准确度固定污染源检测质量保证与质量控制技术规范HJ/T 373-20074.6 实验室分析质量控制4.6.1 分析测试4.6.1.1 分析方法分析方法按GB8978-1996 和有关行业排放标准的规定执行。
若监测项目的分析方法未在上述标准中作出规定,其分析测试方法可参见HJ/T 91-2002 中6.2。
开展新的分析项目和分析方法时,应对该项目的分析方法进行适用性检验,了解和掌握分析方法的原理和条件。
4.6.1.2 稀释操作当样品浓度超过检测上限并需要稀释时,宜移取10.00ml(包含10.00ml)以上样品进行稀释,并尽可能一次完成。
对于必须逐级稀释的高浓度样品,应在稀释前制定逐级稀释操作方案。
4.6.2 实验室内质量控制4.6.2.1 全程序空白每批次监测样品应做全程序空白样品,以判断分析结果的准确性。
可根据分析方法的需要,在分析结果中扣除全程序空白值对监测结果进行修正。
全程序空白值的测定方法见HJ/T91-2002中11.6.1.1 的规定。
4.6.2.2 精密度控制采用平行样测定结果判定分析的精密度时,每批次监测应采集不少于10%的平行样,样品数量少于10 个时,至少做1 份样品的平行样。
若测定平行双样的相对偏差在允许范围内,最终结果以双样测定值的平均值报出;若测试结果超出规定允许偏差的范围,在样品允许保存期内,再加测一次,监测结果取相对偏差符合质控指标的两个监测值的平均值。
否则该批次监测数据失控,应予以重测。
部分项目控制要求见表1相对偏差按(1)、(2)公式计算:式中:i x —第i 次测量值。
x —n 次测量平均值。
n—测量次数4.6.2.3 准确度控制实验室分析准确度可采用分析标准样品、自配标准溶液或实验室内加标回收中的任意一种方法来控制。
在对每批次样品进行分析时,需对一个已知浓度的标准样品或自配标准溶液进行同步测定,若标准样品测试结果超出保证值范围,或自配标准溶液分析结果相对误差超出±10%,应查找原因,予以纠正。
准确度与精密度一 准确度与误差1、准确度:是指测得值与真实值之间相符合的程度。
准确度的高低常以误差的大小来衡量,即误差越小,准确度越高,误差越大,准确度越低。
2、真实度:物质中各组分的真实含量。
它是客观存在的,但不可能准确知道,只有在消除系统误差之后,并且测定次数趋于无穷大时,所得算术平均值才代表真实值。
市售标准物质,它给出的标准值可视为真实值,可用它来校正仪器和评价分析方法等。
3、误差的表示方法——绝对误差和相对误差 绝对误差=测得值(X )- 真实值(T ) 绝对误差(E )=测得值(X )- 真实值(T )相对误差(RE )由于测定值可能大于真实值,也可能小于真实值,所以绝对、相对误差有正负之分。
二 精密度与偏差1、精密度:指在相同条件下N 次重复测定结果彼此相符合的程度。
精密度大小=绝对误差 ×100%真实值(T )用偏差表示,偏差越小,精密度越高。
2、绝对偏差和相对偏差:它只能用来衡量单项测定结果对平均值偏离程度。
绝对偏差:只单次测定值与平均值的偏差。
绝对偏差(d )=X i -X相对偏差=绝对偏差和相对偏差都有正负之分,单次测定的偏差之和等于零。
3、算术平均偏差:指单次值与平均值的偏差(绝对值)之和,除以测定次数。
它表示多次测定数据整体的精密度。
代表任一数值的偏差。
算术平均偏差(d )相对平均偏差=算术平均偏差和相对平均偏差不计正负。
4、标准偏差:它是更可靠的精密度表示法,可将单次测量的较大偏差和测量次数对精密度的影响反映出来。
X i -X×100%X(i=1.2.3······n )nd×100% X标准偏差S=例:分析铁矿中铁含量,得如下数据:37.45% ,37.50% ,37.30% ,37.25%计算此结果的平均值、平均偏差和标准偏差。
解:X=各次测量偏差分别是:d1=+0.11% ,d2=-0.14% ,d3=+0.16% ,d4=-0.04% ,d5=0.09%d= =S= =三 准确度与精密度的关系37.45%+37.20%+37.50%+37.30%+37.25%= 37.34%5(0.11+0.14+0.04+0.16+0.09)% = 0.11%5(0.11)2+(0.14)2+(0.04)2+(0.16)2+(0.09)2% = 0.13%5-1第一组测定结果:精密度很高,但平均值与标准值相差很大。
环境监测中如何进行数值修约及有效数字的取舍检验检测当中,数值的修约是非常重要的一项工作。
然而在现实当中,很多单位忽略了这个问题,使得同一个监测项目报出的结果,有效数字及小数点后的位数不一致。
特别是第三方检测机构的爆发式的发展,忽略质量管理使得报出数据更加混乱。
测量只能不断接近真实值,但是不可能得到真实值。
测量值和真实值的差就是误差。
所谓数值修约,是指通过省略原数值的最后若干位数字,调整所保留的末尾数字,使最后所得的值最接近原数值的过程。
一、数值修约。
检测原始数据通常是很长的一串数字,报出结果的时候,就需要进行数值修约。
数值修约最基本的规则是:进舍规则和不允许连续修约规则。
1、进舍规则用一句话表述,就是“四舍六入五成双”。
四舍六入好理解,五成双是:拟舍弃数字的最左一位数字为5,且其后无数字或皆为0时,若所保留的末尾数字问奇数(1,3,5,7,9)则进1,即保留数字的末位数字加1。
若所保留的末尾数字问偶数(0,2,4,6,8),则舍去。
2、不允许连续修约是指一次修约获得结果,不能连续多次修约。
二、有效数字及小数点后最多位数。
在环境监测当中,有效数字的位数、小数点后的位数保留,一般遵循以下几个方面的规则:1、分析结果的表示按照分析方法中的要求执行;2、分析结果有效数字所能达到的小数点后位数,应与分析方法检出限的保持一致;分析结果的有效数字一般不超过 3 位;3、对检定合格的计量器具,有效位数可以记录到最小分度值,最多保留一位不确定数字(估计值);4、表示精密度的有效数字根据分析方法和待测物的浓度不同,一般只取 1~2 位有效数字;5、以一元线性回归方程计算时,校准曲线斜率 b 的有效位数,应与自变量 xi的有效数字位数相等,或最多比 xi 多保留一位。
截距 a 的最后一位数,则和因变量 yi 数值的最后一位取齐,或最多比 yi 多保留一位数。
校准曲线相关系数只舍不入,保留到小数点后第一个非 9 数字。
W=————————————————————————————:【求助】数字修约药佳科研论坛网站上“求助数字修约”栏目写到:药典规定玄参的含量是0.040%,做出来的是0 .5%,问是按有效数字出为0.50%,还是按小数点后出为0.500%。
限度标准与实测数据两个数据相差十多倍,这样的数据实在太特殊,太少见。
学习后各帖子后,有许多问题理解不了,今提出来和大家一起讨论,希望能得到大家的帮助。
1、讨论这个问题我想应该遵守两个标准:一个是GB8170-87《数值修约规则》;一个是GB1250-89《极限数值的表示方法和判定方法》,这两个标准是国家标准,中国药典作为行业标准要服从国家标准。
2005年版中国药典第三部学习USP,在凡例中以表格形式给出了数值修约规则,表头设计的“修约规则”和“修约举例(修约前、后)”,可使读者一目了然,但是一、二部凡例中没有这个表。
该表上文字中给出的国家标准编号有误,应为“GB3101-93附录B数值修约规则(参考件)”。
实际按表中列举的内容,应当标注采用中科院系统科学研究所起草的国家标准GB8170-87为妥,因“GB3101-93附录B数值修约规则(参考件)”,仅暗含“四舍六入五单双”原则;GB8170-87是正式国家标准,明确规定了进舍规则,且该标准中规定的0.5单位修约的方法,在药典附录融变时限检查法中,正好用得上,因为温度计的最小刻度为0.5℃,测定结果表示都是以0.5℃作为数字修约间隔。
而GB3101-93附录B参考件中没有这个内容,且又是非正式标准,仅仅是一个参考件而已。
所以,规定使用GB8170-87是正确的。
1990年版药典注释明确指出根据GB8170-87进行数值修约。
按照上述两个国家标准进行数值修约,这一点大家意见可能是一致的。
2、国标GB8170-87中的术语解释“有效位数”和药典中术语“有效位”是否是一个概念?若不同后一个如何解释?3、国标GB1250-89中的极限数值即中国药典中的限度,GB1250-89规定数值修约有两种方法,一种是全数值比较法,一种是修约值比较法。
准确度和精密度在任何一项分析中,我们都可以看到用同一种方法分析,测定同一样品,虽然经过多次测定,但是测定结果总不会是完全一样,这说明测定中有误差。
为此我们必须了解误差的产生原因及其表示方法,尽可能地将误差减小到最小,以提高分析结果的准确度。
一、准确度与误差准确度是指测得值与真值之间的符合程度。
准确度的高低常以误差的大小来衡量。
即误差越小,准确度越高;误差越大,准确度越低。
误差有两种表示方法——绝对误差和相对误差。
绝对误差(E)=测得值(x)—真实值(T)相对误差(E﹪)=[测得值(x)—真实值(T)]/真实值(T)×100要确定一个测定值的准确地就要知道其误差或相对误差。
要求出误差必须知道真实值。
但是真实值通常是不知道的。
在实际工作中人们常用标准方法通过多次重复测定,所求出的算术平均值作为真实值。
由于测得值(x)可能大于真实值(T),也可能小于真实值,所以绝对误差和相对误差都可能有正、有负。
例:若测定值为57.30,真实值为57.34,则:绝对误差(E)=x-T=57.30-57.34=-0.04相对误差(E﹪)=E/T×100=(-0.04/57.34)×100=-0.07例:若测定值为80.35,真实值为80.39,则绝对误差(E)=x-T=80.35-80.39=-0.04相对误差(E﹪)=E/T×100=-0.04/80.39×100=-0.05上面两例中两次测定的误差是相同的,但相对误差却相差很大,这说明二者的含义是不同的,绝对误差表示的是测定值和真实值之差,而相对误差表示的是该误差在真实值中所占的百分率。
对于多次测量的数值,其准确度可按下式计算:绝对误差(E)=∑X i/n-T式中: X i ---- 第i次测定的结果;n----- 测定次数;T----- 真实值。
相对误差(E﹪)=E/T×100=( -T)×100/T例:若测定3次结果为:0.1201g/L和0.1185g/L和0.1193g/L,标准样品含量为0.1234g/L,求绝对误差和相对误差。
检测结果数值修约与有效数字保留1 目的保证检测结果能够合理地反映测量精度。
2 范围适用于大连环境事业部。
3 规范性引用文件《地表水和污水监测技术规范》(HJ/T 91-2002)《地下水环境监测技术规范》(HJ/T 164-2004)《海洋监测规范》(GB 17378.2-2007)《数值修约规则与极限数值的表示和判定》(GB/T 8170-2008)4 定义4.1 有效数字所谓有效数字:具体地说,是指在分析工作中实际能够测量到的数字。
我们把通过直读获得的准确数字叫做可靠数字;把通过估读得到的那部分数字叫做存疑数字。
把测量结果中能够反映被测量大小的带有一位存疑数字的全部数字叫有效数字。
5 内容5.1 有效数字的判断5.1.1 第一个非零数字前的零不是有效数字.5.1.2 第一个非零数字以及之后的所有数字(包括零)都是有效数字.5.1.3 当计算的数值为lg或者pH、pOH等对数时,由于小数点以前的部分只表示数量级,故有效数字位数仅由小数点后的数字决定。
例如lgx=9.04为2位有效数字,pH=7.355为三位有效数字。
5.1.4 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。
5.2 有效数字的处理5.2.1 数据的修约应采用“四舍六入五成双”的原则。
5.2.2 拟舍弃数字的最左一位数字小于5,则舍去,保留其余各位数字不变。
5.2.3 拟舍弃数字的最左一位数字大于5,则进一,即保留数字的末位数字加1。
5.2.4 拟舍弃数字的最左一位数字是5,且其后有非0数字时进一,即保留数字的末位数字加1。
5.2.5 拟舍弃数字的最左一位数字是5,且其后无数字或者皆为0时,若保留的末位数字为奇数(1,3,5,7,9)则进一;若所保留的末位数字为偶数(0,2,4,6,8),则舍去。
5.2.6 有效数字的修约是按照“四舍六入五成双”的原则一次修约的结果,不得多次按“四舍六入五成双”的原则连续修约。