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1、 毕业设计（论文）译文题目名称：测量方法和结果的精确度（准确度和精密度）第二部分：确定标准检测方法的重复性和复现性学院名称：理学院班 级：物理 082学 号：200800124111学生姓名：张鹏举指导教师：刘敏 2012 年 2 月中原工学院理学院物理系应用物理专业2012 届本科毕业论文译文精确度实验的数据分析实例B.1 煤中硫含量的测定（在没有丢失数据和不准确数据的基础上进行几个层次的实验）B.1.1 实验背景(a) 测量方法煤中硫含量的测定，测定结果按质量百分比表示。(b) 实验来源汤姆金 S.S 商业与工程化学（目录 C 中见参考 6）(c) 实验描述八个实验室参与实验，参照实验数据
2、中所描述到的标准测量方法进行实验分析。实验室 1 报告四个实验结果，实验室 5 报告四或者 5 个实验结果，其余的实验室进行 3 种类型的实验。(d) 图形化展示曼德尔的 h 和 k 数据本应该绘制出来，但是由于在这个实验中它们的参考价值不大，因此为了能够有足够的空间进行不同数据的图形展示，这两个数据就被忽略了，曼德尔的实验在 B.3 中进行了十分详细的描述。B1.2 原始数据这些数据以百分比的形式给出，见图 2 表 B.1 以 A 的形式（见 7.2.8） 。没有任何十分具体的数据。关于这些数据的图形展示见 B.1 到 B.4参考 8 就表 B.1 提到的实验，实验室只需以最小数目进行试验，
3、没有试验数量的要求。ISO5725 中提到推荐程序，实验室 1 和实验室 5 的随机选取应基于三组实验的结果最精确化。然而，为了表明对于不同实验结果的计算机化展示，在这个例子中所有的实验结果都必须保留。读者可随机做选择以来减少三组实验的实验结果，这样的过程对 M,S,R 的应用相对有一定影响。B.1.3 计算单元格均数如所给单元格，并按重量百分比 %(m/m)、 按表 B.2 形式 如 B 图 2 （见 7,2,9） 的格式表格 B.2-表格含义：媒中硫量B.1.4 标准偏差的计算标准偏差的情况是，一个有许多类似%(m/m) 给出的百分比如 B.3 表格 C 图 2 （见 7.2.9） 的格式
4、。表格 B.3-标准偏差：煤中硫量图表 B.1-煤中硫量 样品 1图表 B.2-煤中硫量 样品 2图表 B.3 煤中硫量 样品 3图表 B.4 煤中硫量 样品 4B.1.5 一致性和异常值的检查科克伦用 n =3 p=8 进行试验，得出的临界值是 0，516 5%，0，615 1%.这表示在等级 3 中的一个单元格可能会被视为离散，没有异常值，离散保留在后面的计算中。格拉布斯测试被应用于单元格方法，如表格 B.4 中所给的值。没有任何一个单一的离散值或异常值。根据双高测试得出的结论，等级 2 和 4，实验室 3 和 6 得出的结果是离散值。这些结果将保存在分析中。B.1.6 m s 的计算7.
5、4.4 和 7.4.5 中定义的差异，计算如下，以级别 1 为示例。这些值可能应用到从 0，69%（m/m）到 3,25（m/m)范围内。他们决定进行统一水平的实验，这些实验将有八个实验室参与其中，这些值涵盖了一发现的和保留的四种离散值。B.2：沥青的软化点（缺失数据的多个等级）B.2.1 实验背景（a）方法步骤环和球沥青软化点的检测。（b） 实验来源测试焦油和其产品的标准方法；沥青部分；方法序列号 PT3 使用中性甘油（在附件 C 中参考5)（c） 实验材料从搜集和准备的大批商用沥青中筛选，作为样本，这些样本可用于实验来源中的“沥青部分” 。（d） 实验描述这是涉及摄氏温度测量属性的测定。十
6、六个实验室协同合作。原本计划测量四个标本，这四个标本分别是 87,5 摄氏度，92,5 摄氏度，97,5 摄氏度，和 102,5 摄氏度，这四个标本涵盖了普通商用产品的范围，但是等级 2 误用了接近于等级 3 的96 摄氏度。一开始第五实验室在对等级 2 的样本进行实验室方法错误，造成了不止一个的测量材料无效。第八实验室发现他们没有等级 1 的实验样本（因为他们有两个等级 4 的实验样本） 。（e）图形演示文稿曼德尔的 h,k 的统计数据应该绘制出来，但是在这个例子中这些数据应该省略，因为要展示另外一种类型的图形演示文稿数据。B.2.2 原始数据这些原始数据在表 B.6 中，以摄氏度为单位位，
7、图 2 表格 A(见 7.2.8）B.2.3 单元格均数单元格均数在表 B.7 中，以摄氏度为单位 ，图 2 表格 B（见 7.2.9）关于这些数据的图形演示文稿在 B.5 中给出。B.2.4 单元格内部的绝对差在这个例子中，每个单元格有两个测试结果，绝对差能够用来代表变异性。这些数据的图形演示文稿在表 B.6 中表格 B.7-表格含义：沥青的软化点（）表格 B.8-表格含义：单元格内绝对差：沥青的软化点B.2.5 一致性和异常值的检查克伦克测试的应用得出的数据 C 如表 B.9 所示。表 B.9-克伦克测试应用的出的数据 C表 B.10-表 B.11-沥青软化值的计算值图 B.5-单元格的含
8、义：沥青软化值图 B.6-沥青软化值：单元格内绝对差5%等级的临界值（见 8.1）是 0,471 p=15, n=2, 没有异常值的迹象。格拉布斯应用于单元格均数，没有发现单个或者是成对的离散值和异常值。B.2.6 m s 的计算如 7.4.4 和 7.4.5 所示计算以等级 1 为例，计算方法如下，为了使运算简便，所有数据减去 80,00.方法如 n=2, 每个单元格复制使用。B.2.7 对 m 值的精度依赖对表 B.1.1 的粗略检查除了显示可能存在的重复性以外，没有任何显示任何明显的依赖性显示。在 m 值范围内的变化，如果有的话，也因其太微小而不能引起重视。另外，鉴于对 m 值的自然测量
9、和其值的范围较小，对 m 值的依赖是很难预测的。结论似乎是安全的，精确度并不依赖于 m 在此范围内的值，然而此范围内的m 涵盖了一般商用材料，因此，此均数可以认为是可重复性和再现性标准偏差的最终值。B.2.8 总结在实际应用中，测量出的精确值，是因不同种类的材料而不同的。可重复性标准偏差 s=1,0再现性标准偏差 s=1,8B.3 实验 3 杂芬油测温滴定（外围数据的几个层次）B.3.1 实验背景(a) 实验来源测试焦油和其产品的标准方法；杂芬油部分；方法序列号 Co 18(在附件 c 中参考5)(b) 实验材料参考杂芬油部分5的样本，从大批搜集准备的商用杂芬油中选取。(c) 实验描述这是一个
10、化学分析的标准测量方法，为质量百分数表示的结果，涉及测温滴定。九个实验室参加测量，共测量五种标本，每种标本两个，被选中的标本预计涵盖一般商业实际应用中涉及的范围。选中的样本分别接近等级 4,8,12,16。通常的做法是记录测试结果的一个小数位，但是实验营办商要求记录到两位小数。B.3.2 原始数据这些数据在表 B.12 中，以百分比的形式，以图 2 中 A 的形式（见 7.2.8）第一实验室的实验结果总是高一些，在某种程度上讲相当高，与其他实验室相比。第六实验室在对等级 5 进行的第二次试验，所得出的结果不是很可信。其所得值更适合等级 4。这一点将在 B.3.5 中进一步讨论。B.3.3 单元
11、格均数如表 B.13 所示，以百分比形式，图 2 B 形式（见 7.2.9）表格 B.12-原始数据：滴定法加工的石油表格 B.13-单元格含义：滴定法加工的石油4 单元格内部的绝对差如表 B.14 所示，一百分比形式，图 2 C 形式（见 7.2.10）B.3.5 一致性和异常值的检查曼德尔的 h 和 k 的一致性数据（见 7.3.1）统计计算了在图 B.7 和 B.8 所示的值。水平线显示相应的曼德尔指标值来自 8.3.表 h(图 B.7）明确显示出实验室 1 在不同水平的实验中，所得的实验结果均高于其他几个实验室。这样的实验结果，需要注意对正在操作实验室的一部分研究员进行分析。如果没有适
12、当的理由解释这些实验结果，委员会的成员们就应该做出决定，从实验的精确度出发决定是否保留实验室 1。表 k(图 B.8）显示出实验室 6 和 7 重复试验，所得出的实验结果有很大的波动性。然而，这些测试结果并没有严重到需要采取专门研究寻求合理的解释，如果必要的话，采取一些补救措施。科克伦实验的应用得出了一下结果。等级 4 绝对差是 1,10 数据是 1.10 等级 5 绝对差是 1,98 数据是 1,98 P=5 时 科克伦实验的临界值是 5% 0,638 1% 0,754 等级 4 得出的值 1,10 很明显是离散值，等级 5 得出的值 1,98 接近 5%也有可能是离散值这两个值与其他值相差
13、很大，由于他们的存在夸大了科克伦测试统计中使用的除数，他们被认为是离散值，并用星号标记。目前证明这两个数据不准确的证据还不够充分，因而不足以将他们排除，尽管曼德尔的 k 图（图 B.8)同样证明了这两个值不准确。B.15 -格拉布对单元格参数实验的应用结果如表针对等级 3 和 4，单个格拉布实验显示了异常值，因此成对的格拉布实验没有应用。 （7.3.4）实验室 1 在等级 3 和 4 实验得到的单元格参数是异常值。等级 5 得到的单元格参数同样也偏高。这一现象在曼德尔的图 h(图 B.7) 同样显示出来。进一步调查发现，实验室 6 在等级 5 上的实验，所用的样本至少有一个错误的使用了等级 4
14、 的样本。由于此单元格的绝对差也不准确，因此这组实验结果排除。少了这组数据，因此实验室 1 在等级 5 上的实验完全不准确了。由于这些不准确的实验数据，因此排除实验室 6 等级 5 所得到的实验结果，由于不确定检测的实验材料，因此排除了实验室 1 实验结果。没有这些实验结果，科克伦对等级 4 进行试验所得的实验数据与 8 个实验室所得到的临界值相比（0,680 5%）不再是离散值并且被保留。B.3.6 m s 的计算不参照实验室 1 的实验结果和实验室 6 针对等级 5 所得的实验结果得出的 m s的值如表 B。 16 所示，如 7.4.4 和 7.4.5 所示计算。B.3.7 对 m 的精度
15、依赖从表 B.16 可以明确得出以下结论，标准偏差随着 m 值的升高增加，因此很有可能允许简历某种形式的功能关系。这一观点得到了一位熟悉这种测量方法的化学家的支持，他认为精确度与水平有关。这里没有给出适应功能关系的实际计算，因为在 7.5.9 中已经给出关于 s 的具体细节。从图 B.9 可以得出等级 3 存在很大的分歧，这种分歧任何替代程序都不能改善。（见 7.5.2）至于重复性，通过原点的直线似乎是足够的。至于再现性，三条线均显示出足够的合适的数据，关系三所显示的数据是最合适的。有人熟知的标准测量杂芬油的方法的要求，可能选择出最合适的关系。B.3.8 最后的精确值最后的四舍五入结果，应该是
16、 重复性标准偏差 s=0,019m再现性标准偏差 s=0,086 + 0,030 或者是 s=0,078mB.3.9 实验总结表 B.16-热滴定法加工的石油的计算值没有任何数据性证据选择表 B.3.8 中两个公式中的任意一个。该小组要决定使用哪一个。实验室 1 得出的关于异常值的原因需要进一步检测。这个实验似乎是一个令人不是十分满意的精度试验。九个实验室中有一个是异常值因此被排除，另一个实验室使用了错误的实验样本。似乎三个级别的实验材料都没有正确选用，以致实验结果都阶级等级 4 而没有位于等级 2 和等级 4 之间的实验结果。此外，等级 3 的实验材料与其他的实验材料似乎本质上就有所不同，比起其他族的材料这组材料更均匀，这组实验更适合重复做，但是要注意对于不同等级实验材料的选择。参考书目【1】 ISO 指南 33；1989 使用认证的参考材料【2】 ISO
