探討建材檢測中的誤差分析與數(shù)據(jù)處理

蘇建官 黎永康

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

1 建材檢測過程中的誤差分析

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，在測定的過程中按一定規(guī)律重復出現(xiàn)，有一定的方同性，即測定值總是偏高或總是偏低，這種誤差的大小是可測的，所以又稱“可測誤差”。系統(tǒng)誤差需要在數(shù)據(jù)檢測的過程中對比發(fā)現(xiàn)，如果數(shù)據(jù)出現(xiàn)了數(shù)值固定的偏差時，就可以證明出現(xiàn)了系統(tǒng)性誤差，消除測定中系統(tǒng)誤差可采取以下措施：其一是做空白實驗，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行的分析。所得結(jié)果的數(shù)值稱為空白值。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)進行校正，以消除儀器不準所引起的系統(tǒng)誤差。因為這些測量數(shù)據(jù)都是參加分析結(jié)果計算的。其三是作對照試驗，對照試驗就是用同樣的分析方法在同樣的條件下，用標樣代替試樣進行的平行測定。

1.2 偶然性誤差的分析

在相同的觀測條件下，對某一未知量進行一系列觀測，如果觀測誤差的大小和符號沒有明顯的規(guī)律性，即從表面上看，誤差的大小和符號均呈現(xiàn)偶然性，這種誤差稱為偶然誤差。偶然誤差具有如下四個特性：1） 有限性：在一定的觀測條件下，偶然誤差的絕對值不會超過一定的限值；2） 集中性：即絕對值較小的誤差比絕對值較大的誤差出現(xiàn)的概率大；3） 對稱性：絕對值相等的正誤差和負誤差出現(xiàn)的概率相同；4） 抵償性：當觀測次數(shù)無限增多時，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，例如觀測時目的物對得不準，讀數(shù)不準確，周圍環(huán)境的偶然變化或電源電壓的波動等因素的影響，總之這些誤差都是隨機性發(fā)生的，不能夠人為的進行控制的，難以確定某個因素產(chǎn)生的具體影響的大小。在實際的檢測過程中即使進行了精心的觀測，仍然會存在一定的誤差，這種誤差是隨機出現(xiàn)，無法避免的。偶然誤差的存在使每次測量值偏大或偏小是不定的，但它并非毫無規(guī)律，它的規(guī)律性是在大量觀測數(shù)據(jù)中才表現(xiàn)出來的統(tǒng)計規(guī)律。在多數(shù)實驗中，偶然誤差表現(xiàn)出如下的規(guī)律性：1） 絕對值相等的正的和負的誤差出現(xiàn)機會相同；2）絕對值小的誤差比絕對值大的誤差出現(xiàn)的機會多；3） 誤差不會超出一定的范圍。設(shè)n 次測量值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量值誤差的平均。由于測量值的誤差有正有負，相加后可抵消一部分，而且n 越大相抵消的機會越多。因此我們可推斷出以下結(jié)論：1） 在確定的測量條件下，減小偶然誤差的辦法是增加測量次數(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)平均值作為直接測量的最接近的真值（最佳值）。

2 建材檢測過程中的數(shù)據(jù)處理

建材檢測過程中需要對數(shù)據(jù)進行準確的處理，數(shù)據(jù)的準確處理能夠保證檢測數(shù)據(jù)準確可靠，對于測定的值的對比需要根據(jù)特定的參數(shù)值，主要使用的特征數(shù)有算術(shù)平均值、標準誤差以及變異系數(shù)。算術(shù)平均值一般被稱作是樣本均值，均值所反映出來的主要是所測量值大部分處于某個范圍，往往測量的數(shù)據(jù)與樣本均值都存在著或大或小的誤差，通過求均值可以在一定程度上消除部分誤差所帶來的不利影響，有利于對數(shù)據(jù)進行糾正，使得所得到的數(shù)據(jù)更為的科學準確。樣本均值能夠有效的消除檢測數(shù)據(jù)中所存在的波動，反映測量數(shù)據(jù)的相對集中的范圍。第二個數(shù)值就是標準誤差，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)的是所測量數(shù)據(jù)的平均狀況，因此僅僅測量平均值是不夠的，還需要對標準誤差進行分析，標準誤差是在平均值基礎(chǔ)上所進行分析的一個數(shù)據(jù)，主要反映的是所測量的數(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行分析，這也是標準誤差的基本概念。標準誤差的分析可以幫助進一步的對數(shù)據(jù)進行處理，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。建材的試驗過程中所采集的樣本數(shù)據(jù)會由于建材性質(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特性能會在試驗過程中要求對樣本的數(shù)據(jù)進行更為準確科學的處理。比如在某種建筑材料的選取中需要制作出三個相同的部件，分別對部件進行檢測，同時還需要對部件的平均值進行計算分析，同時還需要制定相應(yīng)的檢測標準，部件檢測后的數(shù)值必須要符合相關(guān)的標準才能夠投入使用，同時實驗數(shù)據(jù)如果與相關(guān)標注的差值較大就需要棄用而重新測定，或是更換建筑材料。

3 結(jié)語

建筑行業(yè)的迅速發(fā)展對建筑材料的要求越來越嚴格，而建筑材料的檢測需要更為的嚴謹，這就要求更為重視建筑材料的檢測過程，建筑材料檢測過程中需要對誤差進行分析以及對測量的數(shù)據(jù)進行處理。不論是哪個過程都需要專業(yè)性的人員進行操作，憑借個人經(jīng)驗以及精確的儀器進行檢測分析，提供準確可靠的檢測數(shù)據(jù)，為選擇優(yōu)質(zhì)建筑材料提供科學依據(jù)。