Систематические погрешности измерений

1.

Систематические погрешности
измерений

2.

Классификация и причины возникновения
систематических погрешностей
Что такое систематическая погрешность?
Можно ли уменьшить систематическую погрешность
увеличивая число измерений?
Всегда ли есть необходимость
систематическую погрешность?
рассчитывать

3.

Причины возникновения случайных погрешностей
I тип «Исключенные систематические погрешности»
Погрешности известной природы, значения которых могут быть рассчитаны априори
Примеры:
Плотность воды
Индикаторная погрешность
Критерий ничтожных погрешностей
где хത неиспр и xиспр — результат анализа (измерения) до и после введения поправки;
Sx — выборочное СКО (абсолютное значение) среднего арифметического значения
хതнеиспр ; S rx относительное значение выборочного СКО.

4.

Причины возникновения случайных погрешностей
II тип
Погрешности известной природы, значения которых могут быть
оценены в ходе выполнения измерения или при постановке
специального эксперимента
Примеры:
Систематическая ошибка средств измерений
Пути решения:
Найти абсолютные значения погрешностей, ввести поправки
Отнести к неисключенной систематической погрешности

5.

Причины возникновения случайных погрешностей
III тип «Неисключенные систематические погрешности»
Погрешности, причины
экспериментатору
и
значения
которых
не
известны
Примеры:
Плохая селективность выбранной методики
Неисключенные систематические погрешности :
средствами измерений;
процедурой (методом) измерений;
другими источниками, например, чистотой реактивов.
Способы выявления неисключенных систематических погрешностей:
Расчетный метод
Экспериментально-расчетный метод

6.

Расчетный способ оценки систематических
погрешностей
Закон сложения предельных погрешностей
Если у — результат косвенного измерения, x1, x2, x3…,
хn— аргументы, являющиеся результатами прямых
измерений,
f — конкретная
функциональная
зависимость, которая их связывает: y= f(x1, x2, x3…, хn),
то согласно теории погрешностей

7.

Если проводится оценка погрешности функции на
основании оценок погрешностей аргументов, то
В частности, если y=x1 + x2 + x3 + … + xn, то
Если y=x1x2…/x3x4…, то

8.

Суммирование погрешностей

9.

Средства измерений в химическом анализе
и их систематические погрешности
Основные средства измерений в химическом
анализе

10.

Класс точности
Класс точности - обобщенная характеристика средств измерения,
отражающая уровень их точности и выражаемая пределами допускаемых
основной и дополнительной погрешностей, а также другими
характеристиками, влияющими на точность измерений.
Как определить класс точности?
Наименования классов точности: условные
Меньшая цифра в обозначении класса означает более высокую точность
средств измерений.
Распределение результатов измерений: равноточные
где QСИ – предел погрешности; σ –стандартное отклонение

11.

Мерная посуда
Оценка систематической погрешности:
1. Калибровка
где ρ — плотность воды при данной температуре
ГОСТ 8.234— 2013 Меры вместимости стеклянные. Методика поверки.
2. Используют номинальное значение вместимости

12.

Мерная посуда
ГОСТ
1770-74
(ИСО
1042-83,
ИСО
4788-80)
Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки,
колбы, пробирки. Общие технические условия.
Допустимые отклонения (пределы погрешности) стеклянных измерительных сосудов

13.

Эталоны
Способы воспроизведения единиц :
централизованный
децентрализованный
Эталон — это утвержденное в установленном порядке средство измерения или
комплекс средств измерений, предназначенные для воспроизведения и/или
хранения единицы физической величины и передачи ее размера рабочим
средствам измерений и/или эталонам меньшей точности.
Первичный эталон - эталон, воспроизводящий единицу с наивысшей в стране
точностью.
Вторичный эталон – эталон, получаемый единицы величин от государственных
первичных эталонов единиц величин. К вторичным эталонам единиц величин относят
эталоны-копии, эталоны сравнения и рабочие эталоны единиц величин.
Рабочий эталон - эталон, предназначенный для передачи размера единицы рабочим
средствам измерений.
ГОСТ Р 8.885-2015 Эталоны. Основные положения.

14.

Схема централизованной системы передачи информации о единице
физической величины от первичного эталона к рабочим средствам
измерений

15.

Стандартные образцы состава веществ
и аттестованные смеси
Стандартные образцы состава веществ
Аттестационные смеси
Стандартные образцы состава веществ (СОСВ) - это средства измерений в виде
определенного количества веществ или материалов, предназначенные для
воспроизведения или хранения размеров величин, характеризующих содержание
определяемых компонентов в веществе, значения которых установлены в
результате метрологической аттестации.
Нормируемые метрологические характеристики:
значение аттестуемых характеристик СОСВ (концентрации веществ);
погрешность аттестованного значения СОСВ;
погрешность от неоднородности материала СОСВ;
срок годности экземпляра СОСВ.
ГОСТ 8.532-2002 Государственная система
Стандартные образцы состава вещества
метрологическая
аттестация.
обеспечения единства измерений.
и материалов. Межлабораторная

16.

Стандартные образцы состава веществ подразделяются:
Межгосударственные
Государственные
Отраслевые
СОСВ предприятий — юридических лиц

17.

Межгосударственные и государственные СОСВ применяются:
1. при контроле состояния объектов природной среды;
2. при обеспечении техники безопасности, охраны труда и в системе
здравоохранения;
3. при контроле точности методик количественного химического
анализа, регламентируемых государственными стандартами;
4. при градуировке средств измерений в случае особо точных и
арбитражных анализов;
5. при разработке стандартных образцов низших разрядов
(отраслевых и предприятий).
Отраслевые СОСВ и СОСВ предприятий применяются:
1. для контроля точности методик количественного химического
анализа, регламентируемых отраслевыми стандартами и
стандартами предприятий;
2. для градуировки средств измерений;
3. для стандартизации растворов.

18.

Аттестованные
смеси (АС) —
средство
воспроизведения
единиц
концентрации в виде смеси веществ, не предназначенное для серийного
производства, метрологические характеристики которого установлены по
процедуре приготовления.
Как правильно приготовить раствор с микроконцентрациями?
Приготовление АС:
I этап: основной раствор из большой навески
II этап: разбавление исходного раствора
где m — масса навески основного вещества (металла или его соли), μ —
массовая доля основного вещества в используемом реактиве; kстех —
массовая доля металла в основном веществе в соответствии с его
стехиометрией; V1 — объем основного раствора, отбираемый для
приготовления АС; V2 — объем приготовленного основного раствора, V3 —
объем приготовленной АС.

19.

Стандартные растворы и стандартные
вещества
Стандартные растворы – это растворы с известными по процедуре приготовления
или установленными по результатам химического анализа концентрациями
растворенных веществ.
Первичный стандартный раствор
Вторичный стандартный раствор
Наиболее распространенные первичные стандартные вещества в титриметрических
методах анализа

20.

Стандартизация в титриметрических
методах анализа
Какие способы стандартизации вы знаете?
Метод отдельных навесок
Метод пипетирования

21.

Стандартные газовые смеси
Стандартные газовые смеси (СГС) подразделяются:
эталонные газовые смеси
государственные стандартные образцы состава газовых смесей
поверочные газовые смеси, которые выполняют роль отраслевых
стандартных образцов, стандартных образцов предприятий или
аттестованных смесей
статические и динамические методы получения СГС
Динамические методы:
Неравновесные
Равновесные
Сравнительная характеристика методов получения СГС