B3化工实验数据的处理 工程试验不同于其他科学实验,十分重视实验的经济性,对其准确度应有一个适当的要 求:准确度过低当然不可取,对准确度要求过高,对仪器和设备的要求往往会大幅提高,造 成对人力和物力的浪费。因此,对测量准确度的恰当要求是极其重要的 实验数据误差的问题,已在分析化学和物理化学等课程中,陆续学习过一些有关的理论 和方法,这里不再系统论述。而在化学工程的研究中经常会遇到数据的回归分析,以及离散 数据的解析等数值计算的问题。因此本节将着重介绍化学工程实验中常用的一些数据处理方 (一)实验数据的误差及其性质 在化工实验中,用各种测量仪器测量的物理量。由于测量仪器、实验方法、人的观察力 等原因,使测量值与真值之间总会存在一定差别,测量值也不可能完全一致。测量值与真值 之差称为误差。根据误差的性质和产生的原因,误差一般分为系统误差和偶然误差。在同 条件下多次测量同一量时,误差的绝对值和符号保持恒定:或在条件改变时,按某一确定的 规律变化的误差成称系统误差。在实际相同条件下多次测量同一量时,误差的绝对值和符号 的变化,时大时小,时正时负,没有确定的规律,也不可预测但具有抵偿性的误差称为偶然 误差 1.系统误差的消除 在测量中所测得的数值重现性的大小,称为精确度。测量值与真值之间的符合程度,称 为准确度。为说明准确度与精确度的区别,往往用打靶来做比喻。如图B.3-1中所示,A表 示精确度与准确度都很好;B表示精确度很妤,但准确度却不髙;C表示精确度与准确度都 不好 图B.3-1 准确度主要是由系统误差决定的。当然在科学测量中没有像靶心那样明确的真值,而是 设法去测定这个未知的真值,即设法减小和消除系统误差和偶然误差。 替代消除法(校准法) 就是在其它测量条件不变的情况下,用某一已知量替换被测量以达到消除系统误差的目 的。也就是常见的标定的方法。 对称法 就是将测量中的某些条件改变,使产生系统误差的原因对测量的结果起相反的作用,从 而抵消了系统误差 例如:阿贝折光仪有空行程,即螺旋旋转时,刻度变化而量杆不动,引起系统误差。为 消除这一系统误差,可以从两个方向对线,然后取平均值 初学者在实验过程中,往往满足于实验数据的重现性,而忽略了精确的测量值是否准确。 绝对真值是不可知的,只能在计量上订出一些国际标准作为测量仪表准确性的参考标准。随 着人类认识运动的推移和发展,可以逐渐迫近它1 B.3 化工实验数据的处理 工程试验不同于其他科学实验，十分重视实验的经济性，对其准确度应有一个适当的要 求：准确度过低当然不可取，对准确度要求过高，对仪器和设备的要求往往会大幅提高，造 成对人力和物力的浪费。因此，对测量准确度的恰当要求是极其重要的。 实验数据误差的问题，已在分析化学和物理化学等课程中，陆续学习过一些有关的理论 和方法，这里不再系统论述。而在化学工程的研究中经常会遇到数据的回归分析，以及离散 数据的解析等数值计算的问题。因此本节将着重介绍化学工程实验中常用的一些数据处理方 法。 (一)实验数据的误差及其性质 在化工实验中，用各种测量仪器测量的物理量。由于测量仪器、实验方法、人的观察力 等原因，使测量值与真值之间总会存在一定差别，测量值也不可能完全一致。测量值与真值 之差称为误差。根据误差的性质和产生的原因，误差一般分为系统误差和偶然误差。在同一 条件下多次测量同一量时,误差的绝对值和符号保持恒定；或在条件改变时，按某一确定的 规律变化的误差成称系统误差。在实际相同条件下多次测量同一量时，误差的绝对值和符号 的变化，时大时小，时正时负，没有确定的规律，也不可预测但具有抵偿性的误差称为偶然 误差。 1. 系统误差的消除 在测量中所测得的数值重现性的大小，称为精确度。测量值与真值之间的符合程度，称 为准确度。为说明准确度与精确度的区别，往往用打靶来做比喻。如图 B.3-1 中所示，A 表 示精确度与准确度都很好；B 表示精确度很好，但准确度却不高；C 表示精确度与准确度都 不好。 图 B.3-1 准确度主要是由系统误差决定的。当然在科学测量中没有像靶心那样明确的真值，而是 设法去测定这个未知的真值，即设法减小和消除系统误差和偶然误差。 替代消除法（校准法） 就是在其它测量条件不变的情况下，用某一已知量替换被测量以达到消除系统误差的目 的。也就是常见的标定的方法。 对称法 就是将测量中的某些条件改变，使产生系统误差的原因对测量的结果起相反的作用，从 而抵消了系统误差。 例如：阿贝折光仪有空行程，即螺旋旋转时，刻度变化而量杆不动，引起系统误差。为 消除这一系统误差，可以从两个方向对线，然后取平均值。 初学者在实验过程中，往往满足于实验数据的重现性，而忽略了精确的测量值是否准确。 绝对真值是不可知的，只能在计量上订出一些国际标准作为测量仪表准确性的参考标准。随 着人类认识运动的推移和发展，可以逐渐迫近它