比對試驗數(shù)據(jù)處理的3種方法

1、<p>　　比對試驗數(shù)據(jù)處理的3種方法</p><p>　　摘 要 引入比對試驗的定義，結(jié)合兩個實驗室進(jìn)行的一組比對試驗數(shù)據(jù)實例，介紹比對試驗數(shù)據(jù)處理的3種基本方法，即(:rubbs檢驗、F檢驗、t檢驗，并闡述三者關(guān)系。</p><p>　　在實驗室工作中，經(jīng)常遇到比對試驗，即按照預(yù)先規(guī)定的條件，由兩個或多個實驗室或?qū)嶒炇覂?nèi)部</p><p>　　對相同或

2、類似的被測物品進(jìn)行檢測的組織、實施和評價。實驗室間的比對試驗是確定實驗室的檢測能</p><p>　　力，保證實驗室數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，檢測結(jié)果持續(xù)可靠而進(jìn)行的一項重要的試驗活動，比對試驗方法簡單實用，廣</p><p>　　泛應(yīng)用于企事業(yè)、專業(yè)質(zhì)檢、校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的實驗室。國家實驗室認(rèn)可準(zhǔn)則明確提出，實驗室必須定期開展</p><p>　　比對試驗。雖然比對試驗的形式較多，如:人

3、員比對、設(shè)備比對、方法比對、實驗室間比對等等，但如何</p><p>　　將比對試驗數(shù)據(jù)歸納、處理、分析，正確地得出比對試驗結(jié)果是比對試驗成敗的關(guān)鍵。</p><p>　　以下筆者結(jié)合實驗室A和B兩個實驗室200年進(jìn)行的比對試驗中的拉力試驗數(shù)據(jù)實例，介紹比對試驗數(shù)據(jù)處理的3種最基本的方法，即格魯布斯(Grubbs)檢驗、F檢驗、t檢驗。</p><p><b&

4、gt;　　1 數(shù)據(jù)來源情況</b></p><p><b>　　1.1 試樣</b></p><p>　　在實驗室的半成品倉庫采取正交方法取樣，樣品為01. 15 mm制繩用鋼絲。在同一盤上截取20</p><p>　　段長度為lm試樣，按順序編號，單號在實驗室A測試，雙號在實驗室B測試。</p><p>　

5、　1.2 試驗方法及設(shè)備</p><p>　　試驗方法見 GB/T 228-1987，實驗室A : LJ-500(編號450);實驗室B : LJ-1 000(編號2)。</p><p><b>　　1.3 測試條件</b></p><p>　　兩實驗室選擇有經(jīng)驗的試驗員，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行測試，技術(shù)人員現(xiàn)場監(jiān)督復(fù)核，確認(rèn)無誤后</p&

6、gt;<p>　　記錄。對斷鉗口的試樣進(jìn)行重試。試驗時兩實驗室環(huán)境溫度(28 T )、拉伸速度(50 mm/min )、鉗口距</p><p>　　離(150 mm)相同。</p><p><b>　　1.4 試驗數(shù)據(jù)</b></p><p>　　測試得出的兩組原始試驗數(shù)據(jù)見表to</p><p>　　表1

7、 實驗室A,B試驗數(shù)據(jù)</p><p>　　2 數(shù)據(jù)處理的方法步驟</p><p>　　2.1 基本統(tǒng)計處理</p><p>　　對兩組原始試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行基本的統(tǒng)計計算，求出最大值、最小值、平均值、極差、標(biāo)準(zhǔn)偏差等，結(jié)果</p><p><b>　　見表2。</b></p><p><b>

8、;　　表2 基本統(tǒng)計結(jié)果</b></p><p>　　2.2 格魯布斯(Grubbs)檢驗</p><p>　　格魯布斯檢驗是離散值檢驗的一種，主要目的是剔除異常數(shù)據(jù)，這種異常數(shù)據(jù)不是系統(tǒng)誤差，也不</p><p>　　是隨機(jī)誤差，而是由過失誤差引起的，這種數(shù)據(jù)應(yīng)一律舍去。對任何一組數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，首先要檢驗其</p><p>　　

9、是否存在有過失誤差帶來的異常數(shù)據(jù)，即進(jìn)行離散值檢驗。格魯布斯檢驗是離散值檢驗中最好的方</p><p>　　法，其具體步驟是:將一組數(shù)據(jù)從小到大按順序排列:x1、x2、x3、……xn，其中x1可能為離散值，先求</p><p>　　出這組數(shù)據(jù)的平均值x及標(biāo)準(zhǔn)偏差S，然后求統(tǒng)計量T，若x1，為離散值，由T= (x-x1)/s;若xn為離散</p><p>　　值，則T

10、= (xn-x)/s;所得結(jié)果T與格魯布斯檢驗值表所得臨界值Ta, n值比較(注:a為顯著性水平，即把正常值判為異常值之類錯誤的概率，n為樣本量)。如果T≥Ta， n，說明是離散值，必須舍去;反之，予以保留。</p><p>　　結(jié)合A,B實驗室數(shù)據(jù)，我們分別求出各自最大、最小值的 T值(共4個)，TAmin=(2 227. 8-2 195) /10.971=2.99;TAmax=(2 255一2 227. 8)

11、/10.971=2.48;TBmin=(2220.85一2 190)/10.942=2. 82; TBmin=(2 240一2 220. 85)/10. 942=1.75;查表(取σ= 0. 05 ) I T0. 05 ,100 = 3. 21，比較可知，TAminITAmax x TBmin x TBmax:均小于To. 05,100，不屬于離散值，應(yīng)予保留、</p><p>　　如果通過格魯布斯檢驗出離散值，

12、應(yīng)剔除，然后重新進(jìn)行統(tǒng)計計算，以更進(jìn)行下一步的統(tǒng)計分析。</p><p><b>　　2. 3 F檢驗</b></p><p>　　一組數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差可以反映出該組數(shù)據(jù)的精密度，精密度決定于隨機(jī)誤差，不同組數(shù)據(jù)，有不同</p><p>　　的精密度，兩組數(shù)據(jù)的精密度之間有無顯著性差異即兩組數(shù)據(jù)的隨機(jī)誤差是否一致，這就需要進(jìn)行F</p&g

13、t;<p>　　檢驗，F(xiàn)檢驗的目的在于比較兩個樣本的精密度有無顯著性差異。F=S12 /S22(假設(shè)S12≥S22〕義)，查F分布</p><p>　　表Fα/2(n1-1，n2-I)，若F≤ Fα/2(n1-1，n2-I)，則說明二者的精密度之間不存在顯著性差異，反之，則存在顯著性差異。</p><p>　　結(jié)合本例，SA=10. 971,SB = 10. 942;F=SA

14、2/SB2=1.01。仍然取α=0.05，則Fo.o5/2 (99.99)=1.76，F(xiàn)<</p><p>　　F o.o5/2 (99.99)，因此二者不存在顯著性差異。</p><p>　　A實驗室的標(biāo)準(zhǔn)偏差略大于B實驗室的標(biāo)準(zhǔn)偏差，說明A實驗室的測量精密度略低于B實驗室</p><p>　　但經(jīng)F檢驗，二者測量精密度無顯著性差異，可以認(rèn)為A,B兩實驗室拉

15、力試驗中隨機(jī)誤差相當(dāng)。</p><p>　　2.4 t檢驗(又叫平均值檢驗)</p><p>　　通過F檢驗，可以判定兩組數(shù)據(jù)隨機(jī)誤差即精密度有無顯著性差異，但兩組數(shù)據(jù)的平均值之間是</p><p>　　否存在顯著性差異即是否有系統(tǒng)誤差，這就必須進(jìn)行平均值檢驗即t檢驗。t檢驗的目的就是比較兩</p><p>　　組數(shù)據(jù)的平均值之間是否存在顯著

16、性差異。當(dāng)n1=n:時，按如下公式計算t值: ·- 一 I Z n</p><p>　　e=。x,一x2 I/下.z .不萬 N -'J1+。2</p><p>　　將此值與查t分布表得到的T.,(.，十n2 -2)比較，如果t, Tn,(nt十n2-2)，則說明二者之間無顯著性差異</p><p>　　不存在系統(tǒng)誤

17、差。 結(jié)合本例子，進(jìn)行!檢驗，經(jīng)計算，t = 4. 49，仍然取a = 0. 05，查‘分布表，T0. 05,198 -' 1. 98 , t>To. 05.198，因此二者平均值之間存在顯著性差異，雙方測試系統(tǒng)之間存在系統(tǒng)誤差。</p><p>　　本次比對試驗，F(xiàn)檢驗已證明兩組數(shù)據(jù)的精密度無顯著性差異。雖然A,B實驗室各自測量數(shù)據(jù)通過</p><p>　　了

18、F檢驗，說明兩實驗室測量數(shù)據(jù)的精密度無顯著差異，隨機(jī)誤差相當(dāng)，但A,B實驗室測量數(shù)據(jù)的平均值</p><p>　　沒有通過t檢驗，說明兩實驗室測試數(shù)據(jù)的平均值存在顯著性差異，二者之間存在系統(tǒng)誤差。A實驗室拉</p><p>　　力數(shù)據(jù)平均值高于B實驗室6. 95 N，應(yīng)該從系統(tǒng)誤差中分析原因，如:拉力機(jī)型號、檢定誤差、環(huán)境溫度</p><p>　　等，比較雙方的試驗

19、條件發(fā)現(xiàn)，B實驗室試驗機(jī)檢定誤差略高于A實驗室試驗機(jī)。B實驗室試驗機(jī)型號</p><p>　　為Ii一1000,A實驗室試驗機(jī)型號為LT一500，這可能是導(dǎo)致雙方測試數(shù)據(jù)存在差異的原因。</p><p><b>　　3 三種方法的關(guān)系</b></p><p>　　格魯布斯檢驗、F檢驗,t檢驗三者是比對試驗數(shù)據(jù)處理中最基本的方法，三者缺一不可，順

20、序不能</p><p>　　顛倒。格魯布斯檢驗剔除離散值，保證了數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果的有效、準(zhǔn)確，是F檢驗、t檢驗的基礎(chǔ);;F檢驗</p><p>　　的目的在于比較兩組數(shù)據(jù)精密度也即隨機(jī)誤差是否存在顯著性差異;t檢驗的目的在于說明兩組數(shù)據(jù)</p><p>　　平均值的準(zhǔn)確度，是一切試驗根本目的所在。而準(zhǔn)確度取決于精密度和系統(tǒng)誤差，只有在精密度一致</p>&