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哪些因素會導(dǎo)致測量誤差以及如何減少誤差?
信任我們的測量結(jié)果的第一步是理解我們對準(zhǔn)確性的定義,。
準(zhǔn)確性定義
在光譜學(xué)中,,準(zhǔn)確性是衡量我們的測量值與期望值有多接近的尺度。(我們希望期望值是真實(shí)值,,但由于我們無法知道真實(shí)值,,因此我們使用期望值這個術(shù)語。)
準(zhǔn)確性取決于兩個因素:
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精密度。測量值重復(fù)性,。如果使用運(yùn)行相同程序的相同設(shè)備在同一點(diǎn)多次測量同一樣品,,結(jié)果的可重復(fù)性如何?
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正確度,。如果進(jìn)行幾次測量,,平均值是否與期望值相匹配?這也稱為“平均值的準(zhǔn)確性”,。
下圖說明了精密度和正確度如何共同影響準(zhǔn)確性,。
由此可知,有可能獲得良好精密度,,但也有可能獲得差的正確度,。并且有可能獲得高正確度(平均值的準(zhǔn)確性)和差的精密度。為獲得真正準(zhǔn)確的結(jié)果,,我們既需要高精密度又需要正確度,。
不同的誤差類型
在解決我們希望減少的誤差之前,我們應(yīng)該先討論我們想要消除的誤差,。
過失誤差
我們的首要任務(wù)是檢查并消除測量中的過失誤差,。通過觀察上述圖表,我們會發(fā)現(xiàn),,一個過失誤差將導(dǎo)致測量結(jié)果*位于綠色區(qū)域之外,,并且可能會被視為異常。制備過程中的樣品污染等工藝誤差可能導(dǎo)致過失誤差,。缺陷樣品亦如此,,例如,測量區(qū)域中的空腔或運(yùn)行不正確的測量程序也會導(dǎo)致過失誤差,。通過培訓(xùn)和使用正確的程序,,可以避免過失誤差。
我們必須假設(shè)測量系統(tǒng)中存在兩種誤差類型:
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系統(tǒng)誤差
系統(tǒng)誤差通常與正確度有關(guān),,并在測量樣品的平均值和預(yù)期結(jié)果之間給出一致的偏差,。造成這類誤差的原因在于設(shè)備缺乏維護(hù)、部件磨損或校準(zhǔn)不良等設(shè)備故障,。由于偏差對于確定的關(guān)注區(qū)域內(nèi)的每個測量值均一致,,因此可以測量偏移量,然后將校正系數(shù)合并到樣品測量值中,。定期校準(zhǔn)和維護(hù)可以減少系統(tǒng)誤差,。
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隨機(jī)誤差
隨機(jī)誤差與精密度有關(guān)。隨機(jī)變化越大,,測量精密度越低,,誤差幅度越大,。不同于系統(tǒng)誤差,這類誤差是不可預(yù)測的,,并且使用統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行估計(jì),。這些測量波動可能由樣品的不均勻性、測量環(huán)境的微小變化以及用于校準(zhǔn)的參考樣品的測量不確定性造成,。目標(biāo)是通過良好的程序和維護(hù)良好的設(shè)備,,盡可能提高精密度。
如何獲得您信任的結(jié)果
事實(shí)上,,您能*相信結(jié)果的方法是您了解讀數(shù)的誤差范圍,。在每次測量中,由于測量系統(tǒng)的局限性和其中的隨機(jī)波動,,總會存在誤差范圍,。為獲得盡可能準(zhǔn)確的讀數(shù),我們應(yīng)消除過失誤差,,減少系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差,然后在商定的置信度內(nèi)接受并計(jì)算剩余的誤差范圍,。
從本質(zhì)上講:在置信度為95%的情況下,,鉻成分為20%+/-0.2%,這是一個值得信賴的結(jié)果,。而這種說法:鉻成分為20%,,是不完整且不可靠的結(jié)果。