理化(广州)科技发展有限公司

Physichem technology development co., ltd.​​

应用支持
Application
实验结果的准确度和精密度
来源: | 作者:陈群 | 发布时间: 2021-06-23 | 2972 次浏览 | 分享到:

实验人员在进行样品分析时,往往要平行分析多次,然后取几次结果的平均值作为该组分析结果的代表。但是测得的平均值和真实数值之间基本都会存在着差异,这种差异称之为误差(随机误差和系统误差)。分析结果的误差是难以避免的,因此我们要特别关注分析测试中产生误差的原因和误差出现的规律,要对分析结果的可靠性和可信赖程度做出合理判断,以减少随机误差的产生。


同时分析仪器也应该致力于仪器本身精度的提升,减少系统误差,这样才能满足科研及质检工作日益增长的需要。无论科研单位还是工厂实验室,在采购仪器时都会关心仪器的精度。那么,到底什么是精度,先来看几个概念:


误差

测量值与真实值接近的程度称为准确度,两者之差叫误差。误差是对准确度的描述,误差越小,分析结果的准确度越高。


偏差:

个别测定值与测定的平均值之差称为偏差,它用来衡量测定结果的精密度高低。偏差越小,分析结果的精密度越高。


正确度:

正确度代表系统误差,是指多次重复测量同一样品所得结果的平均值与一个参考值(例如,标准样品的值)之间的一致程度。它不是一个数量,只是一个定性的描述。


精密度:

精密度代表随机偏差,是在规定的条件下,对同一或类似被测对象重复测量所得示值或测得值间的一致程度。精密度是可以通过计算得到数值的,一般用偏差、标准偏差、相对标准偏差等指标来表示。精密度是保证准确度的先决条件。但是高的精密度不一定能保证高的准确度,这种情况表明测定中随机误差小,但系统误差可能仍然较大。


准确度:

准确度不等同于精密度,是指被测样品的测试结果与真实值之间的一致程度。对同一被测对象重复测量所得示值与真实值的一致程度称作精确度,它用来描述随机误差。准确度是精确度和正确度的综合,即准确度受随机误差和系统误差的综合影响。准确度高,测定结果也越接近真实值。但目前准确度和精确度等上述概念常被混用。


综上所述,由于真值是难以获得的,所以通常大家所说的精度,一般包括了精密度和正确度,精度(正确度)越高,误差越小,仪器的重复性和重现性就越好。


随着中美关系日益紧张,为了不在科研上被“卡脖子”,发展高品质的“中国制造”迫在眉睫,而不注重产品研发,仅通过虚标重复性和重现性指标获得市场只会败坏国产仪器的名声。为了改变这种局面,在气体吸附分析仪领域,杨正红先生率领在国内外物理吸附企业耕耘近30年的资深专家和从业者联合组建了理化联科(北京)仪器科技有限公司(PhysiChem Instruments Ltd.),通过国际合作,自主创新,厚积薄发,以革命性的新一代iPore系列32位物理吸附分析仪为先导,工以匠心,追求极致,引领比表面积分析的重复性和重现达到崭新的高度!


ipore系列物理吸附仪从影响比表面积测定的因素入手,严格控制因温度、体积和压力测量带来的误差,采用了一系列新技术,配合全自动智能脱气站,建立了新一代物理吸附仪的技术标准。它包括以下最新技术:


1:全域自动恒温系统:拥有双路进气预热及 0.02℃高精度恒温系统,可根据需要在 35-50℃之间。设定恒定温度;实时显示全区域气路和歧管的系统温度,克服环境带来的误差。


2:压敏死体积恒定专利技术:通过压力传感器和伺服反馈电梯精确控制液氮液位,保持分析过程中死体积恒定,极大减少系统体积带来的误差。


3:32位芯片及电路系统:采用全新 32 位芯片及电路系统,相比24位系统,压力传感器分析精度提升30倍以上,确保超低比表面测量的极致精度。


4:智能化脱气系统:减少样品前处理时人为的操作误差。


比表面分析新技术及其能力验证


iPore 400 是理化联科综合运用以上技术最新开发的按照欧洲标准设计制造的全新一代4站和6站比表面和孔径分析仪,专门为了解决超低比表面材料的质量控制的痛点问题。



1:常规样品比表面测量重复性优于0.1%


用iPore 400对薄膜超低比表面积重复性测定(BET=0.0307m2/g)。这为解决超滤膜和纳滤膜的纳米孔分析奠定了基础。



2:低比表面测定长期稳定性优于1%


性能的全面优化带来了BET比表面测定长期重复性达到空前水平!使用氮气测试比表面标准样品(标称值0.221±0.013m2/g)的重复性偏差:

★ 即时重复性偏差优于0.1%!

★ 一天重复性偏差优于0.6%!

★ 四天长期稳定性优于1.0%!


标准偏差(Std Dev, Standard Deviation) :

是一种度量数据分布的分散程度之标准,用以衡量数据值偏离算术平均值的程度。标准偏差越小,这些值偏离平均值就越少,反之亦然。标准偏差的大小可通过标准偏差与平均值的倍率关系来衡量。

 

相对标准偏差(relative standard deviation;RSD):

又叫标准偏差系数、变异系数、变动系数等,由标准偏差除以相应的平均值乘100%所得值,可在检验检测工作中分析结果的精密度。

 

应用举例

虽然标准偏差能够反映检测结果的精密程度,但是对于下面两组数据则无法正确体现:

 

第一组:10.1、10.2、10.3、10.4、10.5

平均值:10.3  标准偏差:0.158

第二组: 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5

平均值: 0.3   标准偏差:0.158

 

虽然这两组数据的标准偏差都为0.158,但第一组数据是在10.3的基础上“波动”0.158,第二组数据是在“0.3”的基础上“波动”0.158,两组数据的“波动基础”明显不同。这样,必须引人“相对标准偏差”这个概念来体现这种波动的相对大小:

第一组数据的RSD是1.5%

第二组数据的RSD是52.7%

 

精密程度立刻体现出来!


实验表明,革命性的新一代iPore系列全自动物理吸附分析仪不仅比表面积测定下限突破了传统限制,而且比表面积分析的重复性和重现达到了前所未有的精度!