实用化学药品检验检测技术指南
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第二节 系统误差和随机误差

按照在测量结果中出现的性质和可掌握控制的程度,测量误差可分为系统误差和随机误差。

一、系统误差

系统误差是由某种固定原因造成的,使测定结果偏高或偏低。一般来说,系统误差有固定的方向(正或负)和大小,重复测量时会重复出现。根据系统误差的来源,可分为方法误差、仪器误差、试剂误差及操作误差。

(一)方法误差

是由于方法本身不完善或选择不当所引起的。例如,容量分析中由于反应不完全、干扰离子的影响、滴定终点与等当点的不一致、其他副反应的发生以及标准溶液本身的误差等原因造成的误差。方法误差与选用的分析方法有关,为了求得某分析方法的方法误差,可用标准品做对照实验。对方法误差较大的分析方法,可用可靠的方法加以改正或寻找新的方法替代。

(二)仪器误差

是由于所用的仪器本身不够准确所造成。例如,天平灵敏度低,砝码本身重量不准,滴定管、容量瓶和移液管等的刻度不准等,均能产生这种误差。将仪器预先加以校正,可以减少仪器引入的系统误差,在实验中使用同一台仪器同时测定供试品和对照品,可部分抵消仪器误差。如在单光束的紫外分光光度测定中,使用同一比色杯测定对照品溶液和供试品溶液的吸光度,可以抵消比色杯的误差。

(三)试剂误差

是所用试剂或溶剂不纯,含有干扰测定的组分所造成的误差。可以更换试剂来克服,也可用“空白试验”加以校正。

(四)操作误差

是由于分析人员掌握分析操作的条件不熟练、操作不符合要求或个人观察器官不敏锐和固有的习惯所致。例如,分析人员对滴定终点颜色改变的判断总是偏深或偏浅。

操作误差中,有一部分也属于随机误差的范畴。

二、随机误差

随机误差又称偶然误差,是由在测量过程中不固定的因素所造成的。例如,测量过程中温度的波动、操作条件的微小差异等所造成的误差都属于这一类误差。由于产生随机误差的原因具有偶然性,其大小和正负都不固定。但如果多次测定就会发现绝对值小的误差出现的概率大,绝对值大的误差出现的概率小,个别特别大的误差出现的次数极少,正负随机误差出现的概率大致相等,成正态分布,因此它们之间常能互相完全或部分抵消。所以通过增加平行测定的次数,便可减免测定结果中的这种误差。也可通过统计方法估计随机误差值,并在测定结果中予以正确表达。

有时在一组测定结果中会有个别与其他数据偏离特别大的数据,这样的数据多数是由于操作者的粗心所造成,如计算错误、读数错误、溶液漏失等,也可能是由于暂时性电压的剧烈变化而引起。这样的误差通常极偶然出现,不能算作随机误差。