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第七章(第5页)

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由图2-1可知,甲所得结果的准确度和精密度都好,结果可靠;乙的结果精密度高,但准确度较低;丙的精密度和准确度都很差;丁的分析结果相差较远,精密度太差,其平均值虽然也接近真值,但这是由于正负误差相互抵消所致,如果只取2次或3次测量值计算平均数,结果会与真实值相差很大,因此这个结果是凑巧的,不可靠。

综上所述,可得到如下结论。

(1)精密度是保证准确度的先决条件,精密度差,所得结果不可靠,就失去衡量准确度的前提。

(2)精密度高不一定能保证有高的准确度。

(3)准确度高一定伴随着高的精密度。

七、重复性和再现性

1.重复性

一个实验人员,在一个指定的实验室中,用同一套给定的实验仪器,对同样的某物理量进行反复测量,所得测量值接近的程度。

2.再现性

由不同实验室的不同实验人员和仪器,共同对同样的某物理量进行反复测量,所得测量值接近的程度。

八、误差的基本性质

在化工原理实验中通常通过直接测量或间接测量得到实验数据,为了考察这些实验数据的可靠程度并提高其可靠性,必须研究在给定条件下误差的基本性质和变化规律。

1.误差的正态分布

测量数列中消除了系统误差和过失误差后,多次重复测定仍然会有所不同,具有分散的特性。

从大量的实验中发现随机误差的大小有如下特征。

(1)单峰性:绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的机会多,即误差的概率与误差的大小有关。

当误差等于零时,y值最大,呈现一个峰值,故称为单峰性。

(2)对称性:绝对值相等的正误差或负误差出现的次数相当,即误差的概率相同,故称为对称性。

(3)有界性:极大的正误差或负误差出现的概率都非常小,即大的误差一般不会出现,故称为有界性。

图2-2 误差的概率分布图

(4)低偿性:随着测量次数的增加,随机误差的算术平均值趋近于零,故称低偿性。

根据上述的误差特征,绘制随机误差出现的概率分布图(如图2-2所示)。

图中横坐标x表示随机误差,纵坐标y表示误差出现的概率,图中曲线称为误差分布曲线,以y=f(x)表示。

其数学表达式由高斯提出,具体形式为

式中:σ——标准误差;

h——精确度指数。

上式称为高斯误差分布定律,亦称为误差方程。

若误差按上述函数关系分布,则称为正态分布。

σ越小,分布曲线的峰越高且越窄;σ越大,分布曲线越平坦且越宽,如图2-3所示。

由此可知,σ越小,小误差占的比重越大,测量精密度越高。

反之则大误差占的比重越大,测量精密度越低。

图2-3 不同σ的误差分布曲线

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