2误差及数据处理
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一、判断题1、测定的精密度高,则准确度一定高。
(×)2、用标准偏差表示测定结果的精密度比算术平均偏差更合理。
(√)3、测得某溶液pH=6.21,其有效数字是三位。
(×)4、测得某溶液体积为1.0L,也可记为1000mL。
(×)5、所有的误差都能校正。
(×)6、为提高包含区间的包含概率,可适当提高包含区间的宽度。
(√)7、误差为正值表示测得值比真值低。
(×)8、若测量只进行一次,则无法考察测得值的精密度。
(√)9、评价进行多次平行测量结果时,正确度和准确度含义相同。
(×)10、定量检测中,精密度和精确度含义相同。
(×)11、可通过回收试验回收率的高低判断有无系统误差存在。
(√)12、某测得值的总误差是系统误差与随机误差之和。
(√)13、随着测量次数增加,随机误差变小。
(×)14、定量检测报告中仅需给出平行测定值的平均值即可。
(×)15、分析结果的准确度由系统误差决定,而与随机误差无关。
(×)16、测定结果的准确度仅取决于测量过程中的系统误差的大小。
(×)17、准确度反映的是分析方法或测定系统的系统误差的大小。
(×)18、精密度反映的是分析方法或测定系统随机误差的大小。
(√)19、两组数据的平均偏差相同,它们的标准偏差不一定相同。
(√)20、在定量分析中精密度高,准确度不一定高。
(√)21、进行无限多次测量,总体均值就是真值。
(×)22、系统误差分布符合正态分布规律。
(×)23、有效数字中不应该包含可疑数字。
(×)24、离群值的取舍可采用F检验。
(×)25、置信度越高,则相应的置信区间越宽。
(√)26、t检验可用于判断测定值与标准值之间有无显著性差异。
(√)27、采用F检验可以判断两组测定结果的均值有无显著性差异。
(×)28、采用F检验可以判断两组测定结果的精密度有无显著性差异。
数据处理及误差分析1. 引言数据处理及误差分析是科学研究和工程实践中一个至关重要的领域。
在收集和处理数据的过程中,往往会受到各种因素的干扰和误差的影响。
因此,正确地处理这些数据并进行误差分析,对于准确得出结论和进行科学决策至关重要。
2. 数据处理数据处理是指对收集到的数据进行整理、分析和解释的过程。
它包括了数据清洗、数据转换、数据提取和数据集成等步骤。
2.1 数据清洗数据清洗是指对原始数据进行筛选、剔除异常值和填充缺失值等处理。
清洗后的数据更加可靠和准确,能够更好地反映实际情况。
2.2 数据转换数据转换主要是将原始数据转化为符合分析需求的形式。
比如,将连续型数据离散化、进行数据标准化等。
2.3 数据提取数据提取是指从庞大的数据集中挑选出有意义和相关的数据进行分析。
通过合理选择变量和提取特征,可以提高数据分析的效率和准确性。
2.4 数据集成数据集成是指将来自不同数据源的数据进行整合和合并,以满足分析需求。
通过数据集成,可以获得更全面、更综合的数据集,提高分析结果的可信度。
3. 误差分析误差分析是对数据处理过程中产生的误差进行评估和分析。
误差可以分为系统误差和随机误差两种类型。
3.1 系统误差系统误差是由于数据收集和处理过程中的系统性偏差导致的。
它们可能是由于仪器精度不高、实验环境变化等原因引起的。
系统误差一般是可纠正的,但要确保误差产生的原因被消除或减小。
3.2 随机误差随机误差是由于抽样误差、观察误差等随机因素导致的。
它们是不可预测和不可消除的,只能通过多次重复实验和统计方法进行分析和控制。
4. 误差分析方法误差分析通常采用统计学和数学方法进行。
其中,常用的方法有误差传递法、误差平均法、误差椭圆法等。
4.1 误差传递法误差传递法是将各个步骤中产生的误差逐步传递,最终计算出整个数据处理过程中的总误差。
它能够帮助我们了解每个步骤对最终结果的影响程度,并找出影响结果准确性的关键因素。
4.2 误差平均法误差平均法是通过多次实验重复测量,并计算平均值来减小随机误差的影响。
误差及数据处理物理实验离不开测量,数据测完后不进行处理,就难以判断实验效果,所以实验数据处理是物理实验非常重要的环节。
这节课我们学习误差及数据处理的知识。
数据处理及误差分析的内容很多,不可能在一两次学习中就完全掌握,因此希望大家首先对其基本内容做初步了解,然后在具体实验中通过实际运用加以掌握。
一、测量与误差1. 测量概念:将待测量与被选作为标准单位的物理量进行比较,其倍数即为物理量的测量值。
测量值:数值+单位。
分类:按方法可分为直接测量和间接测量;按条件可分为等精度测量和非等精度测量。
直接测量:可以用量具或仪表直接读出测量值的测量,如测量长度、时间等。
间接测量:利用直接测量的物理量与待测量之间的已知函数关系,通过计算而得到待测量的结果。
例如,要测量长方体的体积,可先直接测出长方体的长、宽和高的值,然后通过计算得出长方体的体积。
等精度测量:是指在测量条件完全相同(即同一观察者、同一仪器、同一方法和同一环境)情况下的重复测量。
非等精度测量:在测量条件不同(如观察者不同、或仪器改变、或方法改变,或环境变化)的情况下对同一物理量的重复测量。
2.误差真值A:我们把待测物理量的客观真实数值称为真值。
一般来说,真值仅是一个理想的概念。
实际测量中,一般只能根据测量值确定测量的最佳值,通常取多次重复测量的平均值作为最佳值。
误差ε:测量值与真值之间的差异。
误差可用绝对误差表示,也可用相对误差表示。
绝对误差=测量值-真值,反应了测量值偏离真值的大小和方向。
为了全面评价测量的优劣, 还需考虑被测量本身的大小。
绝对误差有时不能完全体现测量的优劣, 常用“相对误差”来表征测量优劣。
相对误差=绝对误差/测量的最佳值×100%分类:误差产生的原因是多方面的,根据误差的来源和性质的不同,可将其分为系统误差和随机误差两类。
(1)系统误差在相同条件下,多次测量同一物理量时,误差的大小和符号保持恒定,或按规律变化,这类误差称为系统误差。
第2章误差及分析数据的统计处理2.1 有效数字及其运算规则2.1.1有效数字指在分析工作中实际能测到的数字,它包括所有的准确数字和最后一位可疑数字。
在有效数字中, 只有最后一位数是不确定的,可疑的。
有效数字位数由仪器准确度决定,它直接影响测定的相对误差。
在科学实验中,对于任一物理量的测定,其准确度都是有一定限度的,例如:读取滴定管的刻度,甲得到23.43ml,乙得到23.42ml,丙得到23.44ml,这些四位数字中,前三位都是很准确的,第四位是估读出来的,所以稍有差别,称为可疑数字,但是它并不是臆造的,这4位数字都是有效数字。
有效数字就是实际能测到的数字,其位数的多少,反映测量的精确程度。
1.零的作用:在1.0008中,“0” 是有效数字;在0.0382中,“0”定位作用,不是有效数字;在0.0040中,前面3个“0”不是有效数字,后面一个“0”是有效数字。
在3600中,一般看成是4位有效数字,但它可能是2位或3位有效数字,分别写3.6×103,3.60×103或3.600×103较好。
注意:1.单位变换不影响有效数字的位数。
例如:1.0L=1.0×103ml ,不能写成1000ml2. pH ,pM ,lgc ,lgK 等对数值,有效数字的位数取决于小数部分(尾数)位 数,因整数部分代表该数的方次。
如pH=11.20,有效数字的位数为两位。
3. 有效数字的位数,直接与测定的相对误差有关。
例:测定某物质的含量为0.5180g ,即0.5180±0.0001g 相对误差%02.0%10051801±=⨯±=Er课堂练习:一、下列数据包括几位有效数字:(1)0.0330 (2)10.030(3)0.01020(4)8.7×10-5(5)PKa=4.74(6) PH=10.00二、见课后题第11页11题2.1.2 有效数字的运算规则2.1.2.1有效数字的修约规则在处理数据过程中,涉及到的各测量值的有效数字位数可能不同,因此需要按下面所述的计算规则,确定各测量值的有效数字位数,有效数字确定后,就要将它后面多余的数字舍弃,此过程称为“数字修约”。
第2章误差和分析数据的处理思考题1.正确理解准确度和精密度,误差和偏差的概念。
答:准确度表示分析结果的测量值与真实值接近的程度。
准确度的高低,用误差来衡量,误差表示测定结果与真实值的差值。
精密度是表示几次平行测定结果相互接近的程度。
偏差是衡量测量结果精密度高低的尺度。
2.下列情况各引起什么误差,如果是系统误差,应如何消除?(1)砝码腐蚀——会引起仪器误差,是系统误差,应校正法码。
(2)称量时试样吸收了空气中的水分——会引起操作误差,应重新测定,注意防止试样吸湿。
(3)天平零点稍变动——可引起偶然误差,适当增加测定次数以减小误差。
(4)天平两臂不等长——会引起仪器误差,是系统误差,应校正天平。
(5)容量瓶和吸管不配套——会引起仪器误差,是系统误差,应校正容量瓶。
(6)天平称量时最后一位读数估计不准——可引起偶然误差,适当增加测定次数以减小误差。
(7)以含量为98%的金属锌作为基准物质标定EDTA的浓度——会引起试剂误差,是系统误差,应做对照实验。
(8)试剂中含有微量被测组分——会引起试剂误差,是系统误差,应做空白实验。
(9)重量法测定SiO2时,试液中硅酸沉淀不完全——会引起方法误差,是系统误差,用其它方法做对照实验。
3.什么叫准确度,什么叫精密度?两者有何关系?答:精密度是保证准确度的先决条件。
准确度高一定要求精密度好,但精密度好不一定准确度高。
系统误差是定量分析中误差的主要来源,它影响分析结果的准确度;偶然误差影响分析结果的精密度。
4.用标准偏差和算术平均偏差表示结果,哪一个更合理?答:标准偏差。
5.如何减少偶然误差?如何减少系统误差?答:通过对照实验、回收实验、空白试验、仪器校正和方法校正等手段减免或消除系统误差。
通过适当增加测定次数减小偶然误差。
6.某铁矿石中含铁39.16%,若甲分析结果为39.12%,39.15%,39.18%,乙分析得39.19%,39.24%,39.28%。
试比较甲、乙两人分析结果的准确度和精密度。
第二章误差及数据处理§1 误差概述一、误差的来源1.测定值分析过程是通过测定被测物的某些物理量,并依此计算欲测组分的含量来完成定量任务的,所有这些实际测定的数值及依此计算得到的数值均为测定值。
2.真实值 true value真实值是被测物质中某一欲测组分含量客观存在的数值。
在实验中,由于应用的仪器,分析方法,样品处理,分析人员的观察能力以及测定程序都不十全十美,所以测定得到的数据均为测定值,而并非真实值。
真实值是客观存在的,但在实际中却难以测得。
真值一般分为:<1>理论真值:三角形内角和等于1800。
<2>约定真值:统一单位(m.k g,.s)和导出单位、辅助单位。
1)时, <3>相对真值:高一级的标准器的误差为低一级标准器的误差的51(31~20则认为前者为后者的相对真值。
思考:滴定管与量筒、天平与台称3.误差的来源真值是不可测的,测定值与真实值之差称为误差。
在定量分析中,误差主要来源于以下六个方面:<1> 分析方法由于任何一种分析方法都仅是在一定程度上反映欲测体系的真实性。
因此,对于一个样品来说,采用不同的分析方法常常得到不同的分析结果。
实验中,当我们采用不同手段对同一样品进行同一项目测定时,经常得到不同的结果,说明分析方法和操作均会引起误差。
例如:在酸碱滴定中,选用不同的指示剂会得到不同的结果,这是因为每一种指示剂都有着特定的pH变化范围,反应的变色点与酸、碱的化学计量点有或多或少的差距。
另外在样品处理过程中,由于浸取、消化、沉淀、萃取、交换等操作过程,不能全部回收欲测物质或引入其他杂质,对测定结果也会引入误差。
<2> 仪器设备由于仪器设备的结构,所用的仪表及标准量器等引起的误差称为仪器设备误差。
如:天平两臂不等、仪表指示有误差、砝码锈蚀、容量瓶刻度不准等。
<3> 试剂误差试剂中常含有一定的杂质或由贮存不当给定量分析引入不易发现的误差。
第二章误差及数据处理(第一部分)一、选择题1. 从精密度好就可断定分析结果可靠的前提是( A)A. 随机误差小;B. 系统误差小;C. 平均偏差小;D. 相对偏差小。
2.以下哪些是系统误差的特点(A、C、E);哪些是偶然误差的特点(B D )。
A.误差可以估计其大小; B.数值随机可变; C.误差是可以测定的;D.在同一条件下重复测定中,正负误差出现的机会相等,具有抵消性;E.通过多次测定,均出现正误差或负误差。
3.准确度、精密度、系统误差、偶然误差之间的关系正确的是(C )。
A.准确度高,精密度一定高; B.偶然误差小,准确度一定高;C.准确度高,系统误差、偶然误差一定小; D.精密度高,准确度一定高;E.偶然误差影响测定的精密度,但不影响准确度。
4、下列有关随机误差的论述中不正确的是( C )A.随机误差在分析中是不可避免的;B.随机误差出现正误差和负误差的机会均等;C.随机误差具有单向性;D.随机误差是由一些不正确的偶然因素造成的。
5.消除或减免系统误差的方法有( A D E B );减小偶然误差的方法有(C F )。
A.进行对照试验; B.进行空白试验; C.增加测定次数;D.遵守操作规程; E.校准仪器; F.校正分析方法。
6.下列情况对分析结果产生何种影响(A.正误差;B.负误差;C.无影响;D.降低精密度)(1)标定HCl溶液时,使用的基准物Na2CO3中含少量NaHCO3(A )。
(2)在差减法称量中第一次称量使用了磨损的硅码( AA )。
(3)把热溶液转移到容量并立即稀释至标线( B)。
(4)配标准溶液时,容量瓶内溶液未摇匀(B )。
(5)平行测定中用移液管取溶液时,未用移取液洗移液管。
()(6)将称好的基准物倒入湿烧杯。
()7. 下列各数中,有效数字位数为四位的是(C)A. [H+] = 0.0005 mol . L-1;B. pH =10.56;C. w(MgO) =18.96%;D. 3000。