浙江大學(xué)分析化學(xué)2：誤差及分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理

浙江大學(xué)分析化學(xué)2：誤差及分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理2024-01-28CATALOGUE目錄誤差基本概念及分類分析數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)處理基礎(chǔ)知識(shí)介紹實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與優(yōu)化策略探討數(shù)據(jù)處理與結(jié)果表達(dá)技巧分享不確定度評定方法及實(shí)例演示總結(jié)回顧與課程展望01誤差基本概念及分類測量值與真實(shí)值之間的差異，反映測量的準(zhǔn)確程度。具有客觀性、普遍性、可測性和相對性。誤差定義與性質(zhì)誤差性質(zhì)誤差定義系統(tǒng)誤差由于測量原理、方法或儀器本身不完善等原因引起的誤差，具有規(guī)律性、重復(fù)性和可預(yù)測性。偶然誤差由于隨機(jī)因素（如環(huán)境變化、操作不穩(wěn)定等）引起的誤差，具有隨機(jī)性、不可預(yù)測性和不可重復(fù)性。系統(tǒng)誤差與偶然誤差測量結(jié)果與真實(shí)值之間的接近程度，反映測量的正確性。準(zhǔn)確度精密度二者關(guān)系多次測量結(jié)果之間的接近程度，反映測量的穩(wěn)定性。高準(zhǔn)確度不一定高精密度，但高精密度是高準(zhǔn)確度的基礎(chǔ)。030201準(zhǔn)確度與精密度關(guān)系由于儀器本身設(shè)計(jì)、制造或使用不當(dāng)引起的誤差。儀器誤差由于測量方法不完善或操作不當(dāng)引起的誤差。方法誤差由于測量環(huán)境條件（如溫度、濕度、氣壓等）變化引起的誤差。環(huán)境誤差由于測量人員技能水平、經(jīng)驗(yàn)或心理因素引起的誤差。人員誤差誤差來源及影響因素02分析數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)123分析數(shù)據(jù)應(yīng)能真實(shí)反映樣本的整體特征，避免因采樣不當(dāng)或樣本數(shù)量不足而產(chǎn)生的偏差。樣本代表性分析方法應(yīng)具有足夠的準(zhǔn)確性和精密度，確保測量結(jié)果與真實(shí)值之間的誤差在可接受范圍內(nèi)。測量準(zhǔn)確性在相同條件下，對同一樣本進(jìn)行多次分析，應(yīng)能獲得一致的結(jié)果，以驗(yàn)證數(shù)據(jù)的真實(shí)性。數(shù)據(jù)可重復(fù)性真實(shí)性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)03儀器可靠性分析儀器應(yīng)經(jīng)過定期維護(hù)和校準(zhǔn)，確保其性能穩(wěn)定可靠，避免因儀器故障而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)誤差。01方法穩(wěn)定性分析方法應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性，即在不同時(shí)間、不同實(shí)驗(yàn)室或不同操作人員下，對同一樣本的分析結(jié)果應(yīng)保持一致。02數(shù)據(jù)一致性對于同一批次或不同批次的樣本，分析結(jié)果應(yīng)具有一致性，以反映樣本間的真實(shí)差異?？煽啃栽u價(jià)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對照使用已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行對照分析，以驗(yàn)證分析方法的準(zhǔn)確性和精密度。加標(biāo)回收率在樣本中加入已知量的待測物質(zhì)，通過測量回收率來評估分析方法的準(zhǔn)確性。方法比較將分析結(jié)果與其他可靠的分析方法進(jìn)行比較，以驗(yàn)證結(jié)果的準(zhǔn)確性。準(zhǔn)確性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)030201分析范圍分析方法應(yīng)具有足夠的分析范圍，以適應(yīng)不同濃度水平的樣本分析需求。抗干擾能力分析方法應(yīng)具有良好的抗干擾能力，以減小樣本中其他物質(zhì)對待測物質(zhì)測量的影響。靈敏度與特異性分析方法應(yīng)具有足夠的靈敏度和特異性，以確保對低濃度樣本的準(zhǔn)確測量，并減少假陽性或假陰性的結(jié)果。適用性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)03統(tǒng)計(jì)處理基礎(chǔ)知識(shí)介紹總體是研究對象的全體，樣本是從總體中隨機(jī)抽取的一部分?？傮w與樣本變量是研究對象的特征，數(shù)據(jù)是變量的具體表現(xiàn)。變量與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)量是樣本的函數(shù)，抽樣分布是統(tǒng)計(jì)量的概率分布。統(tǒng)計(jì)量與抽樣分布統(tǒng)計(jì)學(xué)基本概念回顧使用直方圖、折線圖、散點(diǎn)圖等圖表展示數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的圖表展示數(shù)據(jù)的集中趨勢數(shù)據(jù)的離散程度數(shù)據(jù)的分布形態(tài)使用均值、中位數(shù)、眾數(shù)等指標(biāo)描述數(shù)據(jù)的集中趨勢。使用方差、標(biāo)準(zhǔn)差、極差等指標(biāo)描述數(shù)據(jù)的離散程度。使用偏態(tài)系數(shù)、峰態(tài)系數(shù)等指標(biāo)描述數(shù)據(jù)的分布形態(tài)。描述性統(tǒng)計(jì)方法應(yīng)用參數(shù)估計(jì)利用樣本信息對總體參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，包括點(diǎn)估計(jì)和區(qū)間估計(jì)。假設(shè)檢驗(yàn)對總體參數(shù)或分布形式提出假設(shè)，利用樣本信息檢驗(yàn)假設(shè)是否成立。方差分析研究不同因素對總體方差的影響，常用于多組均值的比較。回歸分析研究變量之間的相關(guān)關(guān)系，建立回歸模型進(jìn)行預(yù)測和控制。推斷性統(tǒng)計(jì)方法簡介正態(tài)分布連續(xù)型概率分布，具有對稱性和集中性，廣泛應(yīng)用于自然現(xiàn)象和社會(huì)現(xiàn)象的描述。t分布連續(xù)型概率分布，用于小樣本情況下均值的假設(shè)檢驗(yàn)和置信區(qū)間估計(jì)。F分布連續(xù)型概率分布，用于方差分析和回歸分析中的假設(shè)檢驗(yàn)。χ^2分布連續(xù)型概率分布，用于計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)的假設(shè)檢驗(yàn)和置信區(qū)間估計(jì)。常見概率分布類型04實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與優(yōu)化策略探討重復(fù)性原則確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性，消除偶然誤差。隨機(jī)化原則消除系統(tǒng)性誤差，使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)具有代表性。對照原則設(shè)立對照組，以消除非處理因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法完全隨機(jī)設(shè)計(jì)、隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)、析因設(shè)計(jì)等。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則和方法論述單因素和多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)比較單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)僅考慮一個(gè)因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，簡單易行但可能忽略其他重要因素。多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)同時(shí)考慮多個(gè)因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，更全面但復(fù)雜度高。比較分析單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)適用于初步篩選和確定重要因素；多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)適用于深入研究和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件。響應(yīng)面法簡介01通過建立數(shù)學(xué)模型描述自變量與因變量之間的關(guān)系，尋找最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件。響應(yīng)面法在實(shí)驗(yàn)優(yōu)化中的應(yīng)用步驟02選擇合適的自變量和因變量，建立響應(yīng)面模型，進(jìn)行模型檢驗(yàn)和修正，尋找最優(yōu)解。響應(yīng)面法的優(yōu)點(diǎn)03能夠考慮多個(gè)因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，提供全局最優(yōu)解。響應(yīng)面法在實(shí)驗(yàn)優(yōu)化中應(yīng)用利用正交表安排多因素多水平實(shí)驗(yàn)，具有均衡分散性和整齊可比性特點(diǎn)。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)基于數(shù)論方法構(gòu)造均勻設(shè)計(jì)表，適用于多因素多水平實(shí)驗(yàn)且水平數(shù)較多的情況。均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)適用于水平數(shù)較少且需要考察交互作用的實(shí)驗(yàn)；均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)適用于水平數(shù)較多且無需考察交互作用的實(shí)驗(yàn)。比較分析正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)05數(shù)據(jù)處理與結(jié)果表達(dá)技巧分享理解有效數(shù)字的定義，掌握有效數(shù)字位數(shù)的確定方法。有效數(shù)字的概念熟悉有效數(shù)字在加、減、乘、除等運(yùn)算中的傳遞和取舍規(guī)則。有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則了解有效數(shù)字與誤差的關(guān)系，掌握如何通過增加有效數(shù)字位數(shù)來減小誤差。有效數(shù)字與誤差的關(guān)系有效數(shù)字處理規(guī)則圖表的規(guī)范制作掌握圖表制作的基本規(guī)范，如標(biāo)題、坐標(biāo)軸標(biāo)簽、圖例等的設(shè)置。圖表的優(yōu)化技巧學(xué)習(xí)如何優(yōu)化圖表的顏色、布局、字體等，使圖表更加美觀、易讀。圖表的類型選擇根據(jù)數(shù)據(jù)類型和分析目的，選擇合適的圖表類型，如柱狀圖、折線圖、散點(diǎn)圖等。圖表展示技巧報(bào)告的結(jié)構(gòu)安排合理安排報(bào)告的結(jié)構(gòu)，包括標(biāo)題、摘要、引言、正文、結(jié)論等部分。語言的準(zhǔn)確性和簡潔性使用準(zhǔn)確、簡潔的語言描述分析結(jié)果和結(jié)論，避免使用模糊或冗余的詞匯。內(nèi)容的邏輯性和條理性確保報(bào)告內(nèi)容邏輯清晰、條理分明，方便讀者理解和接受。報(bào)告撰寫要點(diǎn)學(xué)術(shù)論文寫作掌握學(xué)術(shù)論文寫作的基本規(guī)范和技巧，如標(biāo)題、摘要、正文、參考文獻(xiàn)等的寫作方法。學(xué)術(shù)交流和合作積極參與學(xué)術(shù)交流和合作，如參加學(xué)術(shù)會(huì)議、研討會(huì)等，與同行建立良好的合作關(guān)系。學(xué)術(shù)演講技巧學(xué)習(xí)如何準(zhǔn)備學(xué)術(shù)演講，包括內(nèi)容組織、幻燈片制作、演講技巧等。學(xué)術(shù)交流能力提升06不確定度評定方法及實(shí)例演示不確定度定義表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。不確定度分類A類不確定度和B類不確定度。不確定度來源測量儀器、測量環(huán)境、測量方法、測量人員等。不確定度概念引入通過統(tǒng)計(jì)分析的方法進(jìn)行評定，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(A)可根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求得。A類不確定度評定根據(jù)有關(guān)信息或經(jīng)驗(yàn)，判斷被測量的可能值區(qū)間，假設(shè)被測量值的概率分布，根據(jù)概率分布和要求的概率p確定k，從而求得B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(B)。B類不確定度評定A類不確定度和B類不確定度都是標(biāo)準(zhǔn)不確定度，它們之間沒有本質(zhì)的區(qū)別，只是評定的方法不同。A類和B類不確定度的關(guān)系A(chǔ)類和B類不確定度評定合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算當(dāng)測量結(jié)果是由若干個(gè)其他量的值求得時(shí)，按其他各量的方差和協(xié)方差算得的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。合成不確定度的自由度計(jì)算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的自由度可根據(jù)各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度和自由度計(jì)算得到。合成不確定度計(jì)算擴(kuò)展不確定度計(jì)算擴(kuò)展不確定度U由合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc乘以包含因子k得到，即U=k×uc。擴(kuò)展不確定度的表示方法測量結(jié)果可以表示為被測量之值的估計(jì)值±擴(kuò)展不確定度，即X±U。擴(kuò)展不確定度定義確定測量結(jié)果區(qū)間的量，合理賦予被測量之值分布的大部分可望含于此區(qū)間。擴(kuò)展不確定度報(bào)告07總結(jié)回顧與課程展望顯著性檢驗(yàn)t檢驗(yàn)、F檢驗(yàn)等原理及應(yīng)用場景可疑數(shù)據(jù)的取舍Q檢驗(yàn)法、格魯布斯檢驗(yàn)法等原理及操作步驟分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差等計(jì)算及應(yīng)用誤差來源與分類系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差的識(shí)別和處理方法準(zhǔn)確度與精密度概念、區(qū)別及在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)總結(jié)學(xué)員1通過學(xué)習(xí)，我深刻認(rèn)識(shí)到誤差分析在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的重要性，掌握了減小誤差的方法，提高了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。學(xué)員2課程中介紹的統(tǒng)計(jì)處理方法非常實(shí)用，幫助我更好地處理和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對后續(xù)的研究工作有很大的幫助。學(xué)員3通過學(xué)