試驗檢測數(shù)據(jù)處理

第二章試驗檢測數(shù)據(jù)處理第一節(jié)抽樣檢驗

一、抽樣檢驗的類型抽樣是從總體中抽取樣本的過程，并通過樣本了解總體?？偟膩碚f，抽樣檢驗分為非隨機抽樣與隨機抽樣兩大類。

1.非隨機抽樣進行人為的有意識的挑選取樣即為非隨機抽樣。非隨機抽樣中，人的主觀因素占主導(dǎo)作用，由此所得到的質(zhì)量數(shù)據(jù)，往往會對總體作出錯誤的判斷。因此，采用非隨機抽樣方法所得的檢驗結(jié)論，其可信度較低。

2．隨機抽樣。隨機抽樣排除了人的主觀因素，使待檢總體中的每一個產(chǎn)品具有同等被抽取到的機會。只有隨機抽取的樣本才能客觀地反映總體的質(zhì)量狀況。這類方法所得到的數(shù)據(jù)代表性強，質(zhì)量檢驗的可靠性得到了基本保證。因此，隨機抽樣是以數(shù)理統(tǒng)計的原理，根據(jù)樣本取得的質(zhì)量數(shù)據(jù)來推測、判斷總體的一種科學(xué)抽樣檢驗方法，因而被廣泛使用。二、隨機抽樣的方法1．單純隨機抽樣在總體中，直接抽取樣本的方法即為單純隨機抽樣。這是一種完全隨機化的抽樣方法。要實現(xiàn)單純隨機抽樣，應(yīng)對總體中各個個體進行編碼。隨機抽樣并不意味著隨便地、任意地取樣，而是應(yīng)采取一定的方式獲取隨機數(shù)，以確保抽樣的隨機性6而隨機數(shù)可以利用隨機數(shù)表獲得，也可以利用擲骰子和抽簽方法獲得。二、隨機抽樣的方法2．系統(tǒng)抽樣有系統(tǒng)地將總體分成若干部分，然后從每一個部分抽取一個或若干個個體，組成樣本。這一方法稱之為系統(tǒng)抽樣。在工程質(zhì)量控制中，系統(tǒng)抽樣的實現(xiàn)主要有3種方式。（1）將比較大的工程分為若干部分，再根據(jù)樣本容量的大小，在每部分按比例進行單純隨機抽樣，將各部分抽取的樣品組合成一個樣本。（2）問隔定時法，每隔一定的時間，從工作面抽取一個或若干個樣品。該方法適合于工序質(zhì)量控制。（3）間隔定量法，每隔一定數(shù)量的產(chǎn)品，抽取一個或若干個樣品，該方法主要適合于工序質(zhì)量控制。二、隨機抽樣的方法3．分層抽樣一項工程或工序往往是由若干不同的班組施工的。分層抽樣法就是根據(jù)此類情況，將工程或工序分為若干層。如：同一個班組施工的工程或工序作為一層，若某項工程或工序是由3個不同的班組施工的，則可分為3層，然后按一定比例確定每層應(yīng)抽取樣品數(shù)，對每層則按單純隨機抽樣法抽取樣品。分層時，應(yīng)盡量使層內(nèi)均勻，而層間不均勻。分層抽樣法便于了解每層的質(zhì)量狀況，分析每層產(chǎn)生質(zhì)量問題的原因。第二節(jié)數(shù)據(jù)的修約規(guī)則在記錄和計算數(shù)據(jù)時，必須注意數(shù)據(jù)的正確取舍。一、有效數(shù)字概念由數(shù)字組成的一個數(shù)，除最末一位數(shù)是不確切值或可疑值外，其余均為可靠性正確值，則組成該數(shù)的所有數(shù)字包括末位數(shù)字在內(nèi)稱為有效數(shù)字，除有效數(shù)字外，其余數(shù)字為多余數(shù)字。如用最小可度為1mm鋼尺測一試件長度，100.2mm，2是估計數(shù)字，此數(shù)值的有效數(shù)字為四位。二、有效數(shù)字的正確表示1、有效數(shù)字中只應(yīng)保留一位欠準數(shù)字，因此在記錄測量數(shù)據(jù)時，只有最后一位有效數(shù)字是欠準數(shù)字。2、在欠準數(shù)字中，要特別注意0的情況。0在數(shù)字之間與末尾時均為有效數(shù)字。如0.078和0.78與小數(shù)點無關(guān),均為兩位。506與220均為三位。3、л等常數(shù)，具有無限位數(shù)的有效數(shù)字，在運算時可根據(jù)需要取適當?shù)奈粩?shù)三、數(shù)字修約規(guī)則（一）修約間隔

0.10.20.5（二）數(shù)值修約進舍規(guī)則1、當保留n位有效數(shù)字，若后面的數(shù)字小于第n位單位數(shù)字的0.5就舍掉。2、當保留n位有效數(shù)字，若后面的數(shù)字大于第n位單位數(shù)字的0.5，則第位數(shù)字進1。三、數(shù)字修約規(guī)則3、當保留n位有效數(shù)字，若后面的數(shù)字恰為第n位單位數(shù)字的0.5，則第n位數(shù)字若為偶數(shù)時就舍掉后面的數(shù)字，若第n位數(shù)字為奇數(shù)加1。如將下組數(shù)據(jù)保留三位

45.77=45.843.03=43.038.25=38.247.15=47.2四、計算法則（一）加減運算以各數(shù)中有效數(shù)字末位數(shù)的數(shù)位最高者為準（小數(shù)即以小數(shù)部分位數(shù)最少者為準），其余數(shù)均比該數(shù)向右多保留一位有效數(shù)字。（二）乘除運算以各數(shù)中有效數(shù)字位數(shù)最少者為準，其余數(shù)均多取一位有效數(shù)字，所得積或商也多取一位有效數(shù)字。（三）平方或開方運算其結(jié)果可比原數(shù)多保留一位有效數(shù)字

第三節(jié)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特征與分布

用來表示統(tǒng)計數(shù)據(jù)分布及其某些特性的特征量分為兩類：一類表示數(shù)據(jù)的集中位置，例如算術(shù)平均值、中位數(shù)等；一類表示數(shù)據(jù)的離散程度，主要有極差、標準離差、變異系數(shù)等。數(shù)據(jù)分布1、直方圖直方圖即質(zhì)量分布圖，是把收集到的工序質(zhì)量數(shù)據(jù)，用相等的組距進行分組，按要求進行頻數(shù)（每組中出現(xiàn)數(shù)據(jù)的個數(shù)）統(tǒng)計，再在直角坐標系中以組界為順序、組距為寬度在橫坐標上描點，以各組的頻數(shù)為高度在縱坐標上描點，然后畫成長方形（柱狀）連接圖。數(shù)據(jù)分布2、正態(tài)分帝正態(tài)分布是應(yīng)用最多、最廣泛的一種概率分布曲線，而且，是其他概率分布的基礎(chǔ)。正態(tài)分布具有以下特點：（1）正態(tài)分布曲線對稱于x=μ，即以平均值為中心；（2）當x=μ時，曲線處于最高點、當x向左右偏離時，曲線逐漸降低，整個曲線呈中間高、兩邊低的形狀；（3）曲線與橫坐標軸所圍成的面積等于1。

第四節(jié)可疑數(shù)據(jù)的取舍方法在一組條件完全相同的重復(fù)試驗中，個別的測量值可能會出現(xiàn)異常。如測量值過大或過小，這些過大或過小的測量數(shù)據(jù)是不正常的，或稱為可疑的。對于這些可疑數(shù)據(jù)應(yīng)該用數(shù)理統(tǒng)計的方法判別其真?zhèn)?，并決定取舍。常用的方法有拉依達法、肖維納特（Chavenet）法。格拉布斯（Grubbs）法等。一、拉依達法當試驗次數(shù)較多時，可簡單地用3倍標準偏差（3S）作為確定可疑數(shù)據(jù)取舍的標準。當某一測量數(shù)據(jù)（xi）與其測量結(jié)果的算術(shù)平均值之差大于3倍標準偏差時，用公式表示為：

二、肖維納特法進行n次試驗，其測量值服從正態(tài)分布，以概率(1／2)n設(shè)定一判別范圍(-knS，knS)，當偏差（測量值xi與其算術(shù)平均值之差）超出該范圍時，就意味著該測量值xi是可疑的，應(yīng)予舍棄判別范圍由下式確定：肖維納特法可疑數(shù)據(jù)舍棄的標準為：三、格拉布斯法格拉布斯法假定測量結(jié)果服從正態(tài)分布，根據(jù)順序統(tǒng)計量來確定可疑數(shù)據(jù)的取舍。進行n次重復(fù)試驗，試驗結(jié)果為x1、x2、…、xi、…、xn，而且xi服從正態(tài)分布。為了檢驗（i=1，2，…，n）中是否有可疑值，可將按其值由小到大順序重新排列，三、格拉布斯法根據(jù)順序統(tǒng)計原則，給出標準化順序統(tǒng)計量g：當最小值x(1)可疑時，則:

當最大值x(n)可疑時，則:三、格拉布斯法根據(jù)格拉布斯統(tǒng)計量的分布，在指定的顯著性水平β（一般β＝0.05）下，求得判別可疑值的臨界值g0（β,n）,格拉布斯法的判別標準為：g≥g0（β,n）利用格拉布斯法每次只能舍棄一個可疑值，若有兩個以上的可疑數(shù)據(jù)，應(yīng)該一個一個數(shù)據(jù)的舍棄，舍棄第一個數(shù)據(jù)后，試驗次數(shù)由n變?yōu)閚一1,以此為基礎(chǔ)再判別第二個可疑數(shù)據(jù)。第五三節(jié)三質(zhì)量三數(shù)據(jù)三的統(tǒng)三計方三法通過三試驗三檢測三獲得三一系三列數(shù)三據(jù)，三如何三對這三些數(shù)三據(jù)進三行深三入的三分析三，以三便得三到各三參數(shù)三之間三的關(guān)三系，三甚至三用數(shù)三學(xué)解三析的三方法三，導(dǎo)三出各三參數(shù)三之間三的函三數(shù)關(guān)三系，三這是三數(shù)據(jù)三處理三的任三務(wù)之三一。測量三數(shù)據(jù)三的表三達方三法通三常有三表格三法、三圖示三法和三經(jīng)驗三公式三法等三三種三。一、三表格三法表格三有兩三種：三一種三是試三驗檢三測數(shù)三據(jù)記三錄表三，另三一種三是試三驗檢三測結(jié)三果表三。試驗三檢測三數(shù)據(jù)三記錄三表是三該項三試驗三檢測三的原三始記三錄表三，它三包括三的內(nèi)三容應(yīng)三有試三驗檢三測目三的，三內(nèi)容三摘要三、試三驗日三期、三環(huán)境三條件三、檢三測儀三器設(shè)三備、三原始三數(shù)據(jù)三、測三量數(shù)三據(jù)、三結(jié)果三分析三以及三參加三人員三和負三責人三等。試驗三檢測三結(jié)果三表只三反映三試驗三檢測三結(jié)果三的最三后結(jié)三論，三一般三只有三幾個三變量三之間三的對三應(yīng)關(guān)三系。試驗三檢測三結(jié)果三表應(yīng)三力求三簡明三扼要三，能三說明三問題三。二、三圖示三法在自三然科三學(xué)和三工程三技術(shù)三中用三圖形三來表三示測三量數(shù)三據(jù)是三最普三追的三一種三方法三。圖三示法三的最三大優(yōu)三點是三一目三了然三，即三從圖三形中三可非三常直三觀地三看出三函數(shù)三的變?nèi)?guī)三律，三如遞三增性三或遞三減性三，最三大值三或最三小值三，是三否具三有周三期性三變化三規(guī)律三等。三但是三，從三圖形三上只三能得三到函三數(shù)變?nèi)P(guān)三系而三不能三進行三數(shù)學(xué)三分析三。圖示三法的三基本三要點三為：（1）在三直角三坐標三系中三繪制三測量三數(shù)據(jù)三的圖三形時三，應(yīng)三以橫三坐標三為自三變量三，縱三坐標三為對三應(yīng)的三函數(shù)三量。（2）坐三標紙三的大三小與三分度三的選三擇應(yīng)三與測三量數(shù)三據(jù)的三精度三相適三應(yīng)。三分度三過粗三時，三影響三原始三數(shù)據(jù)三的有三效數(shù)三字，三繪圖三精度三將低三于試三驗中三參數(shù)三測量三的精三度；三分度三過細三時會三高于三原始三數(shù)據(jù)三的精三度。坐標三分度三值不三一定三自零三起，三可用三低于三試驗三數(shù)據(jù)三的某三一數(shù)三值作三起點三和高三于試三驗數(shù)三據(jù)的三某一三數(shù)值三作終三點，三曲線三以基三本占三滿全三幅坐三標紙三為宜三。圖示三法的三基本三要點（3）坐三標軸三應(yīng)注三明分三度值三的有三效數(shù)三字和三名稱三、單三位，三必要三時還三應(yīng)標三明試三驗條三件，三坐標三的文三字書三寫方三向應(yīng)三與該三坐標三軸平三行，三在同三一圖三上表三示不三同數(shù)三據(jù)時三應(yīng)該三用不三同的三符號三加以三區(qū)別三。（4）曲三線平三滑方三法。三測量三數(shù)據(jù)三往往三是分三散的三，如三果用三短線三連接三各點三得到三的就三不是三光滑三的曲三線，三而是三折線三。由三于每三一個三測點三總存三在誤三差，三按帶三有誤三差的三各數(shù)三據(jù)所三描的三點不三一定三是真三實值三的正三確位三置。三根據(jù)三足夠三多的三測量三數(shù)據(jù)三，完三全有三可能三作出三一光三滑曲三線，三決定三曲線三的走三向應(yīng)三考慮三曲線三應(yīng)盡三可能三通過三或接三近所三有的三點，三但曲三線不三必強三求通三過所三有的三點，三尤其三是兩三端的三點，三當不三可能三時，三則應(yīng)三移動三曲線三尺，三顧及三到所三繪制三的曲三線與三實測三值之三間的三誤差三的平三方和三最小三。此三時曲三線兩三邊的三點數(shù)三接近三于相三等。三、三經(jīng)驗三公式三法測量三數(shù)據(jù)三不僅三可用三圖形三表示三出函三數(shù)之三間的三關(guān)系三，而三且可三用與三圖形三對應(yīng)三的一三個公三式來三表示三所有三的測三量數(shù)三據(jù)，三當然三這個三公式三不可三能完三全準三確地三表達三全部三數(shù)據(jù)三。因三此，三常把三與曲三線對三應(yīng)的三公式三稱為三經(jīng)驗三公式三，在三回歸三分析三中則三