文章摘要: 當我們用光譜儀進行測量時,我們希望相信所獲得的結(jié)果。無論我們測量成分或厚度,無論我們采用XRF、OES或LIBS進行分析,我們都希望所獲得的結(jié)果盡可能準確。信任我們的測量結(jié)果的第一步是理解我們對準確性的定義。準確性定義在光譜學中,準確性是衡量我們的測
當我們用光譜儀進行測量時,我們希望相信所獲得的結(jié)果。無論我們測量成分或厚度,無論我們采用XRF、OES或LIBS進行分析,我們都希望所獲得的結(jié)果盡可能準確。 信任我們的測量結(jié)果的第一步是理解我們對準確性的定義。 準確性定義 在光譜學中,準確性是衡量我們的測量值與期望值有多接近的尺度。(我們希望期望值是真實值,但由于我們無法知道真實值,因此我們使用期望值這個術語。) ? 準確性取決于兩個因素: 精密度。測量值重復性。如果使用運行相同程序的相同設備在同一點多次測量同一樣品,結(jié)果的可重復性如何? 準確度。如果進行幾次測量,平均值是否與期望值相匹配?這也稱為“平均值的準確性”。 ? 下圖說明了精密度和準確度如何共同影響準確性。 由此可知,有可能獲得良好精密度,但也有可能獲得差的準確度。并且有可能獲得高準確度(平均值的準確性)和差的精密度。為獲得真正準確的結(jié)果,我們既需要高精密度又需要準確度。 ? 不同的偏差類型 在解決我們希望減少的偏差之前,我們應該先討論我們想要消除的偏差。 ? 過失偏差 我們的首要任務是檢驗并消除測量中的過失偏差。通過觀察上述圖表,我們會發(fā)現(xiàn),一個過失偏差將造成測量結(jié)果完全位于綠色區(qū)域之外,并且可能會被視為異常。制備過程當中的樣品污染等工藝偏差可能造成過失偏差。缺點樣品亦如此,例如,測量區(qū)域中的空腔或運行不準確的測量程序也會造成過失偏差。通過培訓和使用準確的程序,可以避免過失偏差。 ? 我們必須假設測量系統(tǒng)中存在兩種偏差類型: ? 系統(tǒng)偏差 系統(tǒng)偏差通常與準確度有關,并在測量樣品的平均值和預期結(jié)果之間給出一致的偏差。造成這類偏差的原因在于設備缺乏維護、部件磨損或校準不良等設備故障。由于偏差對于確定的關注區(qū)域內(nèi)的每個測量值均一致,因此可以測量偏移量,然后將校正系數(shù)合并到樣品測量值中。定期校準和維護可以減少系統(tǒng)偏差。 ? 隨機偏差 隨機偏差與精密度有關。隨機變化越大,測量精密度越低,偏差幅度越大。不同于系統(tǒng)偏差,這類偏差是不可預測的,并且使用統(tǒng)計方法進行估計。這些測量波動可能由樣品的不均勻性、測量環(huán)境的微小變化以及用于校準的參考樣品的測量不確定性造成。目標是通過良好的程序和維護良好的設備,盡可能提高精密度。 ? 如何獲得您信任的結(jié)果 事實上,您能完全相信結(jié)果的唯一方法是您了解讀數(shù)的偏差范圍。在每次測量中,由于測量系統(tǒng)的局限性和其中的隨機波動,總會存在偏差范圍。為獲得盡可能準確的讀數(shù),我們應消除過失偏差,減少系統(tǒng)偏差和隨機偏差,然后在商定的置信度內(nèi)接受并計算剩余的偏差范圍。 ? 從本質(zhì)上講:在置信度為95%的情況下,鉻成分為20%+/-0.2%,這是一個值得信賴的結(jié)果。而這種說法:鉻成分為20%,是不完整且不可靠的結(jié)果。
哪些因素會造成測量偏差以及如何減少偏差
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