環(huán)境儀器分析常用術(shù)語講解

環(huán)境儀器分析常用術(shù)語講解第1頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月新聞標(biāo)題和常見字句女子切肉一刀準(zhǔn)獲譽(yù)“神刀”誤差小于兩錢災(zāi)害預(yù)警關(guān)健是“預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度”全自動(dòng)生化分析儀的精密度評價(jià)最低檢出限、儀器檢出限第2頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月1.誤差誤差的概念及表示（1）真值：任何量在一定客觀條件下都具有不以人的意志為轉(zhuǎn)移的固定大小，這個(gè)客觀大小稱為該物理量的真值。分為：①理論真值：理論設(shè)計(jì)值，公理值，理論公式計(jì)算值。②約定真值：國際計(jì)量大會(huì)規(guī)定的各種基本常數(shù)，基本單位標(biāo)準(zhǔn)。③算術(shù)平均值：指多次測量的平均結(jié)果，當(dāng)測量次數(shù)趨于無窮時(shí)，算術(shù)平均值趨于真值。（2）誤差：測量結(jié)果與真值之間總是有一定的差異，這種差異稱為誤差。（3）誤差公理：誤差自始至終貫穿在一切科學(xué)實(shí)驗(yàn)之中。第3頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月1.誤差根據(jù)誤差產(chǎn)生的原因及性質(zhì)可分為系統(tǒng)誤差與偶然誤差兩類。（1）系統(tǒng)誤差

又叫做規(guī)律誤差。它是在相同條件下，對同一物理量進(jìn)行多次測量時(shí)，誤差的大小和正負(fù)總保持不變，或按一定的規(guī)律變化，或是有規(guī)律地重復(fù)。

特征：有其對應(yīng)的規(guī)律性，它不能依靠增加測量次數(shù)來加以消除，一般可通過試驗(yàn)分析方法掌握其變化規(guī)律，并按照相應(yīng)規(guī)律采取補(bǔ)償或修正的方法加以消減。系統(tǒng)誤差主要來自以下三個(gè)方面：

第4頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月1.誤差①儀器誤差：指測量時(shí)由于所用的測量儀器、儀表不準(zhǔn)確所引起的誤差。②方法誤差：是指由于測量所依據(jù)的理論、實(shí)驗(yàn)方法不完善或?qū)嶒?yàn)條件不符合要求而導(dǎo)致的誤差。

③人員誤差：由于測量者的生理特點(diǎn)，例如反應(yīng)速度，分辨能力，甚至固有習(xí)慣等也會(huì)在測量中造成誤差。

系統(tǒng)誤差的出現(xiàn)一般有較明確的原因，因此只要采取適當(dāng)?shù)拇胧y量值進(jìn)行修正，就可以使之減至最小。但是，在實(shí)驗(yàn)中僅靠增加測量次數(shù)并不能減小這種誤差。第5頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月1.誤差

（2）偶然誤差

在同一條件下，對某一物理量進(jìn)行多次測量時(shí)，每次測量的結(jié)果有差異，其差異的大小和符號(hào)以不可預(yù)定的方式變化著。這種誤差稱為偶然誤差或隨機(jī)誤差。

偶然誤差的特征是隨機(jī)性，即誤差的大小和正負(fù)無法預(yù)計(jì)，但卻服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。在對某一物理量進(jìn)行大量次數(shù)的重復(fù)測量時(shí)，發(fā)現(xiàn)它服從正態(tài)分布（高斯分布）。第6頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月1.誤差偶然誤差的來源主要是：由于人們的感官靈敏程度和儀器精密程度有限，各人的估讀能力不一致，外界環(huán)境的干擾等，這些因素不盡全知，無法估計(jì)。由于偶然誤差的出現(xiàn)服從正態(tài)分布規(guī)律，因此我們可以通過用多次測量求平均值的辦法來減小偶然誤差。f(ε)

ε

+ε

-ε

圖2-1隨機(jī)誤差正態(tài)分布曲線

第7頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月1.誤差實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，大量次數(shù)的測量所得到的一系列數(shù)據(jù)的偶然誤差都服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，這些規(guī)律有：

①絕對值相等的正的與負(fù)的誤差出現(xiàn)機(jī)會(huì)相同；②絕對值小的誤差比絕對值大的誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多；③誤差不會(huì)超出一定的范圍。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明，在確定的測量條件下，對同一物理量進(jìn)行多次測量，并且用它的算術(shù)平均值作為該物理量的測量結(jié)果，能夠比較好地減少偶然誤差。

第8頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月1.誤差誤差的表示（1）絕對誤差

設(shè)某物理量的測量值為x,它的真值為a,則x－a=ε；由此式所表示的誤差ε和測量值x具有相同的單位，它反映測量值偏離真值的大小，所以稱為絕對誤差。

（2）相對誤差是絕對誤差與測量值或多次測量的平均值的比值，并且通常將其結(jié)果表示成非分?jǐn)?shù)的形式，所以也叫百分誤差。第9頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月1.誤差

絕對誤差可以表示一個(gè)測量結(jié)果的可靠程度，而相對誤差則可以比較不同測量結(jié)果的可靠性。例如，測量兩條線段的長度，第一條線段用最小刻度為毫米的刻度尺測量時(shí)讀數(shù)為10.3毫米，絕對誤差為0.1毫米（指讀得比較準(zhǔn)確時(shí)），相對誤差為0.97%，而用準(zhǔn)確度為0.02毫米的游標(biāo)卡尺測得的結(jié)果為10.28毫米，絕對誤差為0.02毫米，相對誤差為0.19%；第二條線用上述測量工具分別測出的結(jié)果為19.6毫米和19.64毫米，前者的絕對誤差仍為0.1毫米，相對誤差為0.51%，后者的絕對誤差為0.02毫米，相對誤差為0.1%。

第10頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月1.誤差比較這兩條線的測量結(jié)果，可以看到，用相同的測量工具測量時(shí)，絕對誤差沒有變化，用不同的測量工具測量時(shí)，絕對誤差明顯不同，準(zhǔn)確度高的工具所得到的絕對誤差小。然而相對誤差則不僅與所用測量工具有關(guān)，而且也與被測量的大小有關(guān)，當(dāng)用同一種工具測量時(shí)，被測量的數(shù)值越大，測量結(jié)果的相對誤差就越小。第11頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月2.準(zhǔn)確度、精密度和精確度2.1儀器的靈敏度、準(zhǔn)確度和精密度2.2評價(jià)測量結(jié)果的準(zhǔn)確度、精密度和精確度2.3舉例說明第12頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1儀器的靈敏度、準(zhǔn)確度和精密度（1）靈敏度

靈敏度是指儀器測量最小被測量的能力。所測的最小值越小，該儀器的靈敏度就越高。比如天平的靈敏度越高，每格毫克數(shù)就越小，即使天平指針從平衡位置轉(zhuǎn)到刻度盤一分度所需的質(zhì)量就越小。儀器的靈敏度也不是越高越好，因?yàn)殪`敏度過高，測量時(shí)的穩(wěn)定性就越差，甚至不易測量，即準(zhǔn)確度就差，因此在保證準(zhǔn)確性的前提下，靈敏度也不宜要求過高。第13頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1儀器的靈敏度、準(zhǔn)確度和精密度

（2）準(zhǔn)確度一般是對電氣儀表而言的。儀器的準(zhǔn)確度一般是以準(zhǔn)確度等級來表示的。如電表的準(zhǔn)確度等級是指在規(guī)定條件下測量，當(dāng)它指針滿偏時(shí)出現(xiàn)的最大相對誤差的百分比數(shù)值。某電表的準(zhǔn)確度是2.5級，其意義是指相對誤差不超過滿偏度的2.5%，即儀器絕對誤差=量程×準(zhǔn)確度。如量程為0.6A的直流電流表，其最大絕對誤差=0.6A×2.5%=0.015A。

顯然用同一電表的不同量程測量同一被測量時(shí)，其最大絕對誤差是不相同的，因此使用電表時(shí)，就存在一個(gè)選擇適當(dāng)量程擋的問題。第14頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1儀器的靈敏度、準(zhǔn)確度和精密度

（3）精密度儀器的精密度又簡稱精度，是指儀器的構(gòu)造的精細(xì)和致密程度，一般指儀器的最小分度值。

一般儀器都存在精度問題。如刻度尺的最小分度為1mm，其精度就是1mm；水銀溫度計(jì)的最小分度為0.2℃，其精度就是0.2℃。儀器的最小分度越小，其精度就越高，靈敏度也就越高。比如精度為0.1℃的溫度計(jì)就比最小分度為0.2℃的溫度計(jì)靈敏度和精密度都要高。

第15頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1儀器的靈敏度、準(zhǔn)確度和精密度（3）精密度在正常使用情況下，儀器的精度高，準(zhǔn)確度也就高。這表明儀器的精度是一定準(zhǔn)確度的前提，有什么樣的準(zhǔn)確度，也就要求有什么樣的精度相適應(yīng)。這正是人們常用精密度來描述儀器準(zhǔn)確度的原因。

但是，儀器的精度并不能完全反映其準(zhǔn)確度，例如一臺(tái)一定規(guī)格的電壓表，其內(nèi)部的附加電阻變質(zhì)，使其實(shí)際準(zhǔn)確度下降了，但精度卻不變?？梢娋扰c準(zhǔn)確度是有區(qū)別的。

第16頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2評價(jià)測量結(jié)果的準(zhǔn)確度、精密度和精確度（1）準(zhǔn)確度（Accuracy）是指得到的測定結(jié)果與真實(shí)值之間的接近程度，也即多次測量數(shù)據(jù)的平均值與真實(shí)值符合的程度。它是系統(tǒng)誤差的反映。準(zhǔn)確度用絕對誤差或相對誤差表示。準(zhǔn)確度的評價(jià)方法：可用測量標(biāo)準(zhǔn)樣品或標(biāo)準(zhǔn)樣品做回收率測定的辦法評價(jià)分析方法和測量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。①標(biāo)準(zhǔn)樣品分析通過分析標(biāo)準(zhǔn)樣品，由所得結(jié)果了解分析的準(zhǔn)確度。②回收率測定在樣品中加入一定量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測其回收率，這是目前實(shí)驗(yàn)室中常用的確定準(zhǔn)確度的方法，從多次回收試驗(yàn)的結(jié)果中，還可以發(fā)現(xiàn)方法的系統(tǒng)誤差。回收率（%）=（加標(biāo)試樣測定值-試樣測定值）÷加標(biāo)量×100%第17頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2評價(jià)測量結(jié)果的準(zhǔn)確度、精密度和精確度（2）精密度(Precision)是指進(jìn)行某一量的測量時(shí)，各次測量的數(shù)據(jù)大小彼此接近的程度，它是偶然誤差的反映。測試結(jié)果的隨機(jī)誤差越小，測試的精密度越高。精密度的三個(gè)專用術(shù)語平行性：在同一實(shí)驗(yàn)室中，當(dāng)分析人員、分析設(shè)備和分析時(shí)間都相同時(shí)，用同一分析方法對同一樣品進(jìn)行雙份或多份平行樣測定結(jié)果之間的符合程度。重復(fù)性：在同一試驗(yàn)中，當(dāng)分析人員、分析設(shè)備和分析時(shí)間中的任一項(xiàng)不相同時(shí)，用同一分析方法對同一樣品進(jìn)行雙份或多份平行樣測定結(jié)果之間的符合程度。再現(xiàn)性：用相同的方法，對同一樣品在不同條件下獲得的單個(gè)結(jié)果之間的一致程度，不同條件是指不同實(shí)驗(yàn)室、不同分析人員、不同設(shè)備、不同（或相同）時(shí)間。第18頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2評價(jià)測量結(jié)果的準(zhǔn)確度、精密度和精確度

精密度通常用極差、偏差、平均偏差、相對偏差、相對平均偏差、標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差來表示。（3）精確度精確度是測量的準(zhǔn)確度與精密度的總稱。指的是測量數(shù)據(jù)集中于真實(shí)值附近的程度。

測量精確度高，是指偶然誤差與系統(tǒng)誤差都比較小，這時(shí)測量數(shù)據(jù)比較集中在真值附近。

第19頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2評價(jià)測量結(jié)果的準(zhǔn)確度、精密度和精確度

測量的準(zhǔn)確度高，是指系統(tǒng)誤差較小，這時(shí)測量數(shù)據(jù)的平均值偏離真值較少，但數(shù)據(jù)分散的情況，即偶然誤差的大小不明確。測量的精密度高，則數(shù)據(jù)離散程度小，重復(fù)性大，偶然誤差小，但系統(tǒng)誤差的大小不明確。

對于測量來說，精密度高，準(zhǔn)確度不一定高；而準(zhǔn)確度高，精密度也不一定高；只有精密度和準(zhǔn)確度都高時(shí)，精確度才高。第20頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月精密度表示測定值之間的接近程度，準(zhǔn)確度表示測定結(jié)果和真實(shí)值的接近程度。精密度是保證準(zhǔn)確度的先決條件，只有在消除系統(tǒng)誤差的前提下，精密度高準(zhǔn)確度也高；精密度差，則測定結(jié)果不可靠。偏差是衡量分析結(jié)果的精密度，準(zhǔn)確度用誤差表示。檢驗(yàn)準(zhǔn)確度和精確度的最佳方法是使用已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測定。如果測定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)溶液的已知濃度相近，則說明你的結(jié)果是準(zhǔn)確的。如果使用備用標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行若干次重復(fù)測定并得到相近的結(jié)果，則說明你的結(jié)果是精確的。2.2評價(jià)測量結(jié)果的準(zhǔn)確度、精密度和精確度第21頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3舉例說明例如，使用1mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測定時(shí)，得到的結(jié)果是0.98mg/L，結(jié)果精確嗎？如果測得的三個(gè)結(jié)果分別為1.73mg/L,1.74mg/L和1.75mg/L，結(jié)果精確嗎？判斷準(zhǔn)確度、精密度和精確度。第22頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月3.檢出限與測定限（1）檢出限國際純粹應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)推薦檢出限的定義為：以一定的置信水平能夠檢測到的最小分析信號(hào)所對應(yīng)的分析物濃度。

檢出限一般有儀器檢出限、分析方法檢出限之分。儀器檢出限是指分析儀器能檢出與噪音相區(qū)別的小信號(hào)的能力，而方法檢出限不但與儀器噪音有關(guān)，而且還決定于方法全部流程的各個(gè)環(huán)節(jié)，如取樣，分離富集，測定條件優(yōu)化等，即分析者、環(huán)境、樣品性質(zhì)等對檢出限也均有影響，實(shí)際工作中應(yīng)說明獲得檢出限的具體條件。

第23頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月3.檢出限與測定限（2）測定限

測定限是定量分析方法實(shí)際可能測定的某組分的下限。與檢出限不同，測定限不僅受到測定噪聲限制，而且還受到空白背景絕對水平的限制，只有當(dāng)分析信號(hào)比噪聲和空白背景大到一定程度時(shí)才能可靠地分辨與檢測出來。噪聲和空白背景越高，實(shí)際能測定的濃度就越高，說明高的噪聲和空白背景值會(huì)使測定限變壞。第24頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月3.檢出限與測定限（3）檢出限與測定限的關(guān)系

檢出限是指產(chǎn)生一個(gè)能可靠地被檢出的分析信號(hào)所需要的某元素的最小濃度或含量，而測定限則是指定量分析實(shí)際可以達(dá)到的極限。

因?yàn)楫?dāng)元素在試樣中的含量相當(dāng)于方法的檢出限時(shí)，雖然能可靠地檢測其分析信號(hào)，證明該元素在試樣中確實(shí)存在，但定量測定的誤差可能非常大，測量的結(jié)果僅具有定性分析的價(jià)值。測定限在數(shù)值上總應(yīng)高于檢出限。第25頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月4.加標(biāo)實(shí)驗(yàn)加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)是化學(xué)分析中常用的實(shí)驗(yàn)方法，也是重要的質(zhì)控手段，回收率是判定分析結(jié)果準(zhǔn)確度的量化指標(biāo)。加標(biāo)實(shí)驗(yàn)及回收率的計(jì)算并不復(fù)雜，加標(biāo)方式可根據(jù)不同項(xiàng)目、不同分析方法和不同的需要靈活掌握，回收率的計(jì)算也各不相同?；厥章视?jì)算的定義公式：加標(biāo)回收率=（加標(biāo)試樣測定值-試樣測定值）÷加標(biāo)量×100%加標(biāo)回收率的測定可以反映測試結(jié)果的準(zhǔn)確度。當(dāng)按照平行加標(biāo)進(jìn)行回收率測定時(shí)，所得結(jié)果既可以反映測試結(jié)果的準(zhǔn)確度，也可以判斷其精密度。

第26頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月4.加標(biāo)實(shí)驗(yàn)

（1）空白加標(biāo)回收：在沒有被測物質(zhì)的空白樣品基質(zhì)中加入定量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，按樣品的處理步驟分析，得到的結(jié)果與理論值的比值即為空白加標(biāo)回收率。

（2）樣品加標(biāo)回收：相同的樣品取兩分，其中一份加入定量的待測成分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；兩份同時(shí)按相同的分析步驟分析，加標(biāo)的一份所得的結(jié)果減去未加標(biāo)一份所得的結(jié)果，其差值同加入標(biāo)準(zhǔn)的理論值之比即為樣品加標(biāo)回收率。第27頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月4.加標(biāo)實(shí)驗(yàn)加標(biāo)實(shí)驗(yàn)的基本思路（雖然加標(biāo)方式各異，但都可以歸結(jié)為如下形式）

（1）樣品分析：樣品體積為V，被測成分質(zhì)量濃度為C1，測試體積為V1；

（2）加標(biāo)實(shí)驗(yàn)：加標(biāo)后樣品總體積為V2，質(zhì)量濃度