的系统误差是一个是实验或观测误差(测量误差)的一部分,并且影响该结果的准确性。这也被称为确定的错误,因为在大多数情况下无需重复实验就可以检测并消除该错误。
系统误差的一个重要特征是其相对值是恒定的。也就是说,它不会随样本大小或数据厚度而变化。例如,假设其相对值为0.2%,如果在相同条件下重复进行测量,则误差将始终保持0.2%,直到对其进行校正。
在实验室中,不良的技术或任何方法中的错误步骤最终都会导致系统误差,从而影响结果的准确性。资料来源:Jarmoluk,通过Pixabay。
通常,系统错误会受到仪器处理不当或分析人员或科学家的技术故障的影响。将实验值与标准值或认证值进行比较时很容易检测到。
如果未校准分析天平,温度计和分光光度计,则会发生此类实验错误。或在正确阅读规则的情况下,请勿使用游标尺,量筒或滴定管。
如何计算系统误差?
系统误差影响精度,导致实验值高于或低于实际结果。真实的结果或价值被理解为已被许多分析家和实验室彻底验证的结果,并将其确立为比较的标准。
因此,通过将实验值与实际值进行比较,可以得出差异。该差异越大,系统误差的绝对值越大。
例如,假设一个鱼缸中有105条鱼,但事先或从其他来源得知,真实数字为108。因此,系统误差为3(108-105)。如果通过重复鱼类计数一次又一次获得105条鱼类,我们将面临系统错误。
但是,比计算此错误的绝对值更重要的是确定其相对值:
相对误差=(108-105)÷108
= 0.0277
以百分比表示时,我们有2.77%。也就是说,计数的误差对鱼的真实数量的影响为2.77%。如果鱼缸现在有1000条鱼,并且继续计算它们拖曳相同的系统误差,那么鱼将比预期少28条,而不是较小鱼缸的3条。
常数和比例
系统误差通常是恒定的,相加的和成比例的。在上面的示例中,只要在相同条件下重复进行测量即可,2.77%的误差将保持恒定,而不管鱼缸的大小(已接触水族馆)。
还要注意系统误差的比例性:样本大小或数据厚度(或水箱的容积和鱼的数量)越大,系统误差就越大。如果现在鱼缸中有3500条鱼,则错误将是97条鱼(3,500 x 0.0277);绝对误差增加,但其相对值不变,恒定。
如果数量增加一倍,这次使用7,000鱼缸,则错误将是194条鱼。因此,系统误差是恒定的并且也是成比例的。
这并不意味着有必要重复对鱼的计数:知道所确定的数量对应于总鱼的97.23%(100-2.77%)就足够了。从那里可以乘以100 / 97.23来计算鱼类的真实数量
例如,如果算出5200条鱼,那么实际数量将是5348条鱼(5200 x 100 / 97.23)。
化学中的系统误差
在化学中,系统误差通常是由于未校准的天平或玻璃材料体积读数差而导致的称重错误所致。尽管它们看起来可能不尽如人意,但它们会影响结果的准确性,因为存在的数量越多,其负面影响加起来就越大。
例如,如果天平没有很好地校准,并且在某种分析中必须进行多次称量,那么最终结果将与预期的相差越来越远。它将更加不准确。如果分析不断用滴定管测量体积而读数不正确,则会发生同样的情况。
除天平和玻璃材料外,化学家还可能在处理温度计和pH计,搅拌速度,反应发生所需的时间,校准溶液等方面犯错误。分光光度计,假定样品或试剂等中的纯度高。
化学上的其他系统错误可能是改变了试剂的添加顺序,将反应混合物加热到高于该方法建议的温度或合成产物未正确重结晶的情况。
物理学中的系统误差
在物理实验室中,系统错误甚至更具技术性:任何没有正确校准的设备或工具,施加了错误的电压,实验中反射镜或零件的错误布置,都给应该坠落的物体增加了过多的力矩由于重力的影响,还有其他一些实验。
请注意,系统误差源于工具缺陷,而其他误差则更多是操作类型的误差,是执行操作的分析师,科学家或个人的误差产物。
系统错误的例子
下面将提及系统错误的其他示例,这些示例不一定必须在实验室或科学领域内发生:
-将the头放在烤箱的下部,烘烤得比预期的还要多
-坐姿不好
-仅由于强度不足而密封摩卡壶
-不要在刚加奶或加热牛奶后清洗咖啡机的蒸锅
-当您遵循或想重复某种食谱时,请使用不同尺寸的杯子
-想在阴暗的日子里照射太阳辐射
-在肩膀上抬起双耳,在杠铃上进行引体向上
-无需先调弦即可在吉他上播放多首歌曲
-在油锅中油炸油量不足的油条
-执行后续的体积滴定,而无需再次标准化滴定剂溶液
参考文献
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