探討建材檢測(cè)中的誤差分析與數(shù)據(jù)處理

蘇建官 黎永康

（廣西德彥檢測(cè)技術(shù)服務(wù)有限公司，廣西 貴港 537100）

1 建材檢測(cè)過(guò)程中的誤差分析

1.1 系統(tǒng)誤差的分析

系統(tǒng)誤差是由固定原因造成的誤差，在測(cè)定的過(guò)程中按一定規(guī)律重復(fù)出現(xiàn)，有一定的方同性，即測(cè)定值總是偏高或總是偏低，這種誤差的大小是可測(cè)的，所以又稱(chēng)“可測(cè)誤差”。系統(tǒng)誤差需要在數(shù)據(jù)檢測(cè)的過(guò)程中對(duì)比發(fā)現(xiàn)，如果數(shù)據(jù)出現(xiàn)了數(shù)值固定的偏差時(shí)，就可以證明出現(xiàn)了系統(tǒng)性誤差，消除測(cè)定中系統(tǒng)誤差可采取以下措施：其一是做空白實(shí)驗(yàn)，即在不加試樣的情況下，按試樣分析規(guī)程在同樣操作條件下進(jìn)行的分析。所得結(jié)果的數(shù)值稱(chēng)為空白值。然后從試樣結(jié)果中扣除空白值就得到比較可靠的分析結(jié)果。其二是注意儀器校正，具有準(zhǔn)確體積的和質(zhì)量的儀器，如滴定管、移液管、容量瓶和分析天平砝碼，都應(yīng)進(jìn)行校正，以消除儀器不準(zhǔn)所引起的系統(tǒng)誤差。因?yàn)檫@些測(cè)量數(shù)據(jù)都是參加分析結(jié)果計(jì)算的。其三是作對(duì)照試驗(yàn)，對(duì)照試驗(yàn)就是用同樣的分析方法在同樣的條件下，用標(biāo)樣代替試樣進(jìn)行的平行測(cè)定。

1.2 偶然性誤差的分析

在相同的觀測(cè)條件下，對(duì)某一未知量進(jìn)行一系列觀測(cè)，如果觀測(cè)誤差的大小和符號(hào)沒(méi)有明顯的規(guī)律性，即從表面上看，誤差的大小和符號(hào)均呈現(xiàn)偶然性，這種誤差稱(chēng)為偶然誤差。偶然誤差具有如下四個(gè)特性：1） 有限性：在一定的觀測(cè)條件下，偶然誤差的絕對(duì)值不會(huì)超過(guò)一定的限值；2） 集中性：即絕對(duì)值較小的誤差比絕對(duì)值較大的誤差出現(xiàn)的概率大；3） 對(duì)稱(chēng)性：絕對(duì)值相等的正誤差和負(fù)誤差出現(xiàn)的概率相同；4） 抵償性：當(dāng)觀測(cè)次數(shù)無(wú)限增多時(shí)，偶然誤差的算術(shù)平均值趨近于零。產(chǎn)生偶然誤差的原因很多，例如觀測(cè)時(shí)目的物對(duì)得不準(zhǔn)，讀數(shù)不準(zhǔn)確，周?chē)h(huán)境的偶然變化或電源電壓的波動(dòng)等因素的影響，總之這些誤差都是隨機(jī)性發(fā)生的，不能夠人為的進(jìn)行控制的，難以確定某個(gè)因素產(chǎn)生的具體影響的大小。在實(shí)際的檢測(cè)過(guò)程中即使進(jìn)行了精心的觀測(cè)，仍然會(huì)存在一定的誤差，這種誤差是隨機(jī)出現(xiàn)，無(wú)法避免的。偶然誤差的存在使每次測(cè)量值偏大或偏小是不定的，但它并非毫無(wú)規(guī)律，它的規(guī)律性是在大量觀測(cè)數(shù)據(jù)中才表現(xiàn)出來(lái)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。在多數(shù)實(shí)驗(yàn)中，偶然誤差表現(xiàn)出如下的規(guī)律性：1） 絕對(duì)值相等的正的和負(fù)的誤差出現(xiàn)機(jī)會(huì)相同；2）絕對(duì)值小的誤差比絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多；3） 誤差不會(huì)超出一定的范圍。設(shè)n 次測(cè)量值N1、N2、……、Nn 的誤差為ε1、ε2、……、ε3，真值為N′，則（N1－N′） ＋（N2－N′） ＋……＋（Nn－N′） ＝ε1＋ε2＋……εn。將上式展開(kāi)整理后，等式兩邊分別除以n，得出1／n (n1＋n2＋＋……＋Nn)－N′＝1／n（ε1＋ε2＋……εn）。上式表明，平均值的誤差等于各測(cè)量值誤差的平均。由于測(cè)量值的誤差有正有負(fù)，相加后可抵消一部分，而且n 越大相抵消的機(jī)會(huì)越多。因此我們可推斷出以下結(jié)論：1） 在確定的測(cè)量條件下，減小偶然誤差的辦法是增加測(cè)量次數(shù)；2） 在消除數(shù)據(jù)中的系統(tǒng)誤差之后，算術(shù)平均值的誤差將由于測(cè)量次數(shù)的增加而減小，平均值即趨近于真值。因此可取算術(shù)平均值作為直接測(cè)量的最接近的真值（最佳值）。

2 建材檢測(cè)過(guò)程中的數(shù)據(jù)處理

建材檢測(cè)過(guò)程中需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的處理，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確處理能夠保證檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，對(duì)于測(cè)定的值的對(duì)比需要根據(jù)特定的參數(shù)值，主要使用的特征數(shù)有算術(shù)平均值、標(biāo)準(zhǔn)誤差以及變異系數(shù)。算術(shù)平均值一般被稱(chēng)作是樣本均值，均值所反映出來(lái)的主要是所測(cè)量值大部分處于某個(gè)范圍，往往測(cè)量的數(shù)據(jù)與樣本均值都存在著或大或小的誤差，通過(guò)求均值可以在一定程度上消除部分誤差所帶來(lái)的不利影響，有利于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行糾正，使得所得到的數(shù)據(jù)更為的科學(xué)準(zhǔn)確。樣本均值能夠有效的消除檢測(cè)數(shù)據(jù)中所存在的波動(dòng)，反映測(cè)量數(shù)據(jù)的相對(duì)集中的范圍。第二個(gè)數(shù)值就是標(biāo)準(zhǔn)誤差，上述我們所講到的是算數(shù)平均值，而算術(shù)平均值僅僅反應(yīng)的是所測(cè)量數(shù)據(jù)的平均狀況，因此僅僅測(cè)量平均值是不夠的，還需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)誤差進(jìn)行分析，標(biāo)準(zhǔn)誤差是在平均值基礎(chǔ)上所進(jìn)行分析的一個(gè)數(shù)據(jù)，主要反映的是所測(cè)量的數(shù)據(jù)在平均值的分布狀況，即在平均值左右所存在的偏差進(jìn)行分析，這也是標(biāo)準(zhǔn)誤差的基本概念。標(biāo)準(zhǔn)誤差的分析可以幫助進(jìn)一步的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，反應(yīng)數(shù)據(jù)的整體分布情況，有利于數(shù)據(jù)的處理分析。建材的試驗(yàn)過(guò)程中所采集的樣本數(shù)據(jù)會(huì)由于建材性質(zhì)的不同可能出現(xiàn)一定的離散性，而建材本身所具有的獨(dú)特性能會(huì)在試驗(yàn)過(guò)程中要求對(duì)樣本的數(shù)據(jù)進(jìn)行更為準(zhǔn)確科學(xué)的處理。比如在某種建筑材料的選取中需要制作出三個(gè)相同的部件，分別對(duì)部件進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)還需要對(duì)部件的平均值進(jìn)行計(jì)算分析，同時(shí)還需要制定相應(yīng)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，部件檢測(cè)后的數(shù)值必須要符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)才能夠投入使用，同時(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如果與相關(guān)標(biāo)注的差值較大就需要棄用而重新測(cè)定，或是更換建筑材料。

3 結(jié)語(yǔ)

建筑行業(yè)的迅速發(fā)展對(duì)建筑材料的要求越來(lái)越嚴(yán)格，而建筑材料的檢測(cè)需要更為的嚴(yán)謹(jǐn)，這就要求更為重視建筑材料的檢測(cè)過(guò)程，建筑材料檢測(cè)過(guò)程中需要對(duì)誤差進(jìn)行分析以及對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。不論是哪個(gè)過(guò)程都需要專(zhuān)業(yè)性的人員進(jìn)行操作，憑借個(gè)人經(jīng)驗(yàn)以及精確的儀器進(jìn)行檢測(cè)分析，提供準(zhǔn)確可靠的檢測(cè)數(shù)據(jù)，為選擇優(yōu)質(zhì)建筑材料提供科學(xué)依據(jù)。