误差和分析数据处理

误差和分析数据处理（共9篇）

误差和分析数据处理 篇1

一、引言

人们在化验分析时总是希望获得准确的分析结果, 但是, 即使选择最准确的分析方法, 使用最精密的仪器设备, 由技术熟练的人员操作, 对同一样品进行多次重复分析, 所得的结果不会完全相同, 也不可能得到绝对准确的结果, 这表明误差是客观存在的, 因此, 在分析中就必须对所测得数据进行归纳, 取舍等一系列分析处理, 根据不同分析任务, 对准确度的要求不同, 对分析结果的可靠性与精密度要做出合理的判断和正确表达, 为此, 化验人员应该了解化验过程中产生误差的原因及误差出现的规律, 并采用相应措施来减小误差, 是化验结果更能接近客观的真实性, 来保证化验数据更有效、更准确和更有价值。

二、化验误差的来源

误差是指真实值与测量结果之间存在的差值, 根据误差产生的原因和性质误差分为系统误差和偶然误差。

1-1系统误差是测试结果中相关的主要来源, 在化验处理分析中, 系统误差主要是由仪器、试剂、测量方法造成的。从理论上讲, 有关的系统误差的正负、大小是通过测量得到的。因此, 系统误差又称可测误差。其产生的原因一般而言有以下几个方面:一是方法误差, 主要是测量方法不够完善而导致的, 比如我们在分析外来样品中的锗含量时, 由于无法确定其样品含量的高低只能先选择一种方法来测, 如果样品偏低而用滴定法来测测得的结果误差偏大, 所以我们对这种样品选择用比色法可以降低误差;二是仪器误差, 是由于使用没有通过校准的实验仪器所致, 因此, 有些化验师的仪器设备是要求一年一检或半年一检才能符合检测要求的;三是试剂误差, 化学试剂的纯度不够或者使用了含有杂质多的试剂所致, 对于我们化验师室来说, 比如盐酸, 我们在分析中所需要的盐酸为分析纯, 但往往个批次的盐酸纯度不同, 所以会导致数据的偏差产生误差;四是操作误差, 其主要来源于化验人员固有的不规范习惯, 反映不敏捷等造成的。

1-2偶然误差也称随机误差, 在实验过程中, 随机误差是不可避免的。比如环境变化、电流、电压、温度、湿度等都是造成偶然误差的原因, 偶然误差是呈正态分布的, 因此可以通过多次平行的测定用来达到减少或者消除偶然误差。

三、有效数字的处理

为了取得准确的分析结果, 不仅要准确进行测量, 而且还要正确记录与计算, 所谓正确记录是指正确记录数字的位数。因为数据的位数不仅表示数字的大小, 也反映测量的准确程度。在多数情况下, 测量数据本身并非最后的要求结果, 一般需须经一系列运算后才能获得所需的结果。在计算一组准确度不等的数据之前, 应先按照确定了的有效数字将多余的数字修约或整化。为了减少因数字修约人为引进的误差, 现在应按照国家标准GB1.1—81附录C《数字修约规则》进行修约, 通常称为“四舍六入五成双”法则。

四、处理误差的措施

误差是可以通过改善化验条件, 运用数理统计方法对化验数据误差进行处理等实现消除误差干扰的。因此对于检测人员而言, 如何更准确的判断产生误差的原因。分析产生结果的影响, 以及给予纠正的方法, 进而降低分析中的误差是十分重要的。

4-1在化验分析中取样制样是十分重要的环节, 严格按照国家标准采样制样才能从一批样中选取一定数量, 更具有代表性的样品是保证误差见效的重要工序。采样时掌握好采样的位置及采样点。其次, 将所采样品进行缩小、破碎、混匀以及达到空气平衡等几个基本过程的操作。

4-2我们在实验过程中要采取有效的措施来减小误差, 首先对数据影响到量值的仪器设备要进行校准 (如电子天平) , 其次消除由于试剂不纯等原因所产生的误差, 一般可作空白实试验来加以校正, 再次为了保证数据的准确还可采用标准进行对照试验来校正测试结果消除系统误差, 此外, 为了减小偶然误差, 除了严格执行操作规程外, 还要通过多次测量取平均值的方法来做到减小误差。

五、结语

化验误差的存在, 轻则所采用的样品作废, 重则给单位和客户造成巨大的经济损失。因此, 对于每一位化验经检验人员来说, 除了应具有超强的责任心外, 还要从各个方面进行改进, 尽可能的减小误差, 提高化验数据的准确性。

摘要：通过对化验误差的来源分析, 从更新检测设备, 采样制样取样分析及化验过程中的误差, 有效数据的处理三方面来探讨如何降低与减少化验的误差。

关键词：化验误差,有效数据处理

参考文献

[1]夏玉宇.化验员使用手册.北京化学工业出版社, 1999.

[2]刘珍.化验员读本上册化学分析3版.北京化学工业出版社, 1998.

误差和分析数据处理 篇2

【摘要】统计工作的精准对我国国民经济发展的影响至关重要。准确、全面、及时、系统的统计数据,是各级党委政府在进行科学决策和管理,制定宏观调控措施的必要依据。本文就统计工作中的数据误差的原因进行了分析，并提出了具体的整改措施，以保证统计工作数据的准确性。【关键词】统计；数据；管理

一、统计工作中的数据误差的原因分析

（一）统计方法制度不够完善,统计指标体系与指标设置不够科学。统计调查方法相对滞后。全面调查和抽样调查在实际工作中存在一定的局限性。全面调查在基层工作中有时难免存在调查者与被调查者之间,在搜集资料单位的上下左右之间,往往容易引起矛盾,在层层上报过程中,容易受人的主观因素影响,所以全面统计的结果有时并不全面。对基层的统计抽样工作来说:如规模以下工业企业、限额以下批发零售贸易企业、私营、个体经济等抽样工作,基层统计人员由于对抽样调查认识不到位,往往凭自己的主观臆断来确定抽样的样本点,抽样调查缺乏科学性导致调查样本的随机性、代表性难以保证,影响了调查样本数据的准确性,扩大了抽样误差。现有统计指标体系存在第一、二产业品种繁多,而满足国民经济核算需要的第三产业报表资料相对较少,影响统计数据质量;在指标设置上存在专业之间个别指标重复上报的现象,同时个别指标的设置没有充分考虑基层的实际,存在指标理解上的偏差。统计数据评审制度还不够健全。虽然一些主要经济指标如GDP已经建立数据联审评估制度,但统计数据评审制度还存在与GDP相关主要数据评估不够配套、同时数据评估制度还存在操作性不强等问题。

（二）基层统计人员工作积极性不高,对统计数据来源把关不严。首先,由于统计体制不科学、统计工作地位和待遇不高,基层统计人员积极性不高,责任心不强加之身兼数职,任务重,对日常的统计工作基本上是疲于应付,统计数据质量难以得到保证;其次,县级统计人员存在对统计数据的来源把关不严。由于统计部门长期受一无权二无钱、求人的事情多、自己说了算的时候少的认识的影响,对基层上报数据缺乏严格要求,加上评估论证不完全到位,有的专业存在下面报多少是多少、怎么报怎么算的问题,同时基层统计工作存在统计执法不严的问题,使少数企业多存侥幸心理,这在一定程度上影响统计数据质量;第三,基层统计人员的工作能力和水平影响统计数据的质量。

（三）统计基层基础工作薄弱。主要表现在:一是部分基层统计单位统计岗位落实不到位,统计人员多数为兼职,而且变动频繁,稳定性差。调查表明,大中型的企事业单位统计工作相对比较规范,有专门的统计机构与专职的统计人员,而一些小型单位,特别是私营、个体企业对统计工作重视不够,多数统计人员身兼数职,统计工作只是附带性的工作,而且经常变动,稳定性差,统计数据质量得不到保障;二是部分基层统计单位原始记录不全,未建立规范的统计台帐和统计制度,一些私营、个体企业,对统计工作不完全配合,填报的统计数据不能真实反映企业的实际情况,统计数据的质量存在较大偏差;三是基层开展统计工作所必须的经费和保障条件不能得到保障;四是部分基层单位分管统计的领导对统计工作不重视,对统计数据审核不严把不好关。

二、提高统计工作数据误差手段，为我国经济发展决策提供依据

（一）用科学的统计分析方法对数据质量评估是提高统计数据质量的方法保证。首先，可运用抽样调查法推断总量指标的准确性，它是对全面报表、普查、重点调查的基层统计数据或汇总统计数据进行可靠性检验或误差判断的科学方法。其次，运用回归分析法检测统计数据的可信度。例如，在对汇总数据的评价中，可利用回归分析，发现矛盾，提高数据的可靠性，并可用计算机建立模型，对各类数据纵横比较，以确定其质量。另外，还可用主次因素排列分析图、因果分析图来分析各种统计数据质量。在多种经济成分的统计数据中，要寻求一种能够多因素同时考虑的方法，不能只局限与一些单一因素的评估方法。例如运用模糊评价法等。要加快成立相对独立的专门从事统计数据质量评估的社会终结组织结构，确保统计数据评估的独立性和公正性。

（二）综合使用行政手段、法律手段和经济手段,提高统计违法成本。可以从以下三方面着手:一是对违法的统计工作人员除依法处理外,一律清除出统计队伍。二是对参与违法的领导,一经查实,必须依照有关法规从重从快处罚,决不手软,达到以儆效尤的目的。三是将处罚费用与统计违法行为责任人挂钩,从经济上处罚责任人。这样,就可以把行政手段、法律手段和经济手段有机结合起来进行综合处罚,让违法者得不偿失。

（三）加大对统计工作的宣传力度。力争使每一位统计参与者,特别是党政领导干部都要了解统计工作对我国国民经济建设起的巨大作用,努力提高他们对统计工作的正确认识,得到他们对统计工作的支持。开展统计法制教育,以法治统。通过多种多样的形式进行普及《统计法》的教育,从思想上提高他们对提高统计数据质量的认识,促使他们在实际工作中坚持原则,敢于同影响统计数字真实性的违法行为作斗争,真正做到以法治统。其次,还可对统计人员进行《统计法》的理论考试,让法深入人心,以便他们理直气壮地按法办事。再次,对大中专学校经济类专业应加设一门《统计法》基本知识课,以便学生将来走上统计工作岗位后能够依法办事,知法工作,把保证统计数据质量放在首要地位,为党政领导及企业管理和决策提供可靠的依据。

（四）.搞好统计调查方法的改革是提高统计数据质量的前提。国家统计局在《国家统计制度的总体方案》中提出了我国统计调查方法改革的长远目标，即“建立以必要的周期性普查为基础，以经常性的抽样调查为主体，同时辅之以重点调查、科学推算和少量的全面报表综合运用的统计调查方案体系”指明了抽样调查作为新统计调查体系的主题，精简全面统计报表。要提高统计数据质量，必须推广抽样调查方法的应用，它避免了对总体单位的逐一调查和较多的中间环节，在较大程度上减少了各方面对统计数据在调查过程中的干扰，因而使得调查的数据较符合客观实际。它具有事先计算及控制抽样平均误差和便于对样本指标进行检查，避免调查工作中间环节的弄虚作假的特点。大大提高了统计数据的准确性和及时性。

（五）加强统计法制宣传,依法开展统计工作。加强统计法制建设,既是统计工作自身建设的本质需要,更是社会经济发展和政治文明建设的客观要求。着眼于推动统计工作不断走上规范化、科学化、法制化轨道,实现依法治统、依法统计,要坚持把普法、执法、队伍建设和优化执法氛围四个轮子并驾齐驱,强化统计法制建设,促进统计事业的全面发展。加大普法宣传力度,广泛宣传新的统计法,使各级领导和统计调查对象增强统计法制观念,深刻认识按时、如实地报送统计报表与统计资料是每个统计调查应尽的义务,虚报、瞒报、拒报、迟报乃至伪造、篡改统计资料均属违法行为。使每个统计调查单位对统计工作的支持、配合落到实处。同时建立经常性的统计数据质量检查制度。统计数据质量的检查要与统计执法有机结合起来,不断加大频率、加大力度。

三、结束语

误差和分析数据处理 篇3

图甲

在图甲电路中，电流表测的是流过电源的电流，是干路电流;

但是电压表测的是滑动变阻器的电压，不是路端电压，误差由此产生。如果我们要把此时电压表测的电压认为是路端电压的话，那得把这一部分都等效为电源，这样就准确无误地测出这部分作为等效电源的电动势和内阻。下面让我们比较这个等效电源和的电动势E和内阻r，就可分析出测量值与真实值的大小关系我们知道：电动势是指电源开路时电源两端的电压。那么开路的电源再串联上电流表，也没有电流通过，也就没有电势降，则与的两端电压相等，即电动势相等，即测量值和真实值相等。再看内阻r，等效电源的内阻是r与电流表内阻之和，显然比单纯电源的内阻r大，即内阻r的测量值比真实值大。

同样的方法分析图乙电路，图乙电路中电压表测的是路端电压，误差由电流表产生，因其测的不是干路电流，当然如果把此时的电流当作干路电流，就得把这部分等效成电源，也就能准确测出这个等效电源的电动势E和内阻r。再来比较这个等效电源与的电动势和内阻大小关系，这个等效电源不接外电路时，两端的电压也就是电压表和电源组成的回路中电压表两端的电压，显然要比电源的电动势E小;等效电源的内阻是电压表和原先电源并联的电阻，又明显比单纯电源的内阻r小，即E和r的测量值都比真实值要小。

图乙

这个实验的另外两个原理图的分析方式分别和上面两种是一样的，如图丙电路，实验原路是E=IR+Ir，而IR显然又不代表路端电压，误差也由此产生，方法与图甲同。

图丙

同样看图丁，实验原理是E=U+r，而只是电阻箱的電流，不是干路电流，由此产生误差，分析方法和图乙相同。

图

误差和分析数据处理 篇4

1 压力表的科学选择

压力表的内部结构不是很复杂、制造成本不高, 且在工作当中能够准确、直观的显现出测量的数值;选择适合的压力表型号, 并对其进行正确的安装和保养, 将会使其测量数值更加准确, 可以大大延长压力表的使用年限。对于目前常用的压力表来讲, 满量程的指示刻度处于该容器所能承受的最高工作压力的1.5至3.0倍之间, 两倍最为适合。同时, 压力表盘直径须超出10公分, 且在表盘中最好标有红线刻度, 从而较客观地显示容器系统的最高工作压力。

2 正确检定压力表

在使用压力表之前, 对其所做的检定工作须由国家正规的计量部门来实施, 如果得出的结果合格, 则要给出书面证明。检定所处的环境须满足下列要求:相对湿度小于85%;温度为 (20±5) °C压力为正常大气压力。被检的压力表应在满足以上要求的环境下静置2小时后, 才能做检定, 主要有以下3个项目需要检定。

2.1 检查外观

压力表的外观须符合JJG52-2013标准, 尤其要检查其外形结构, 压力表的各个部件应安在指定位置、且保证牢固、不得出现松动的现象;压力表的连接件不允许有显著的损伤与毛刺, 其外露面也不允许有显著的划伤与瑕疵;压力表上须标有以下内容:产品名称、生产日期、出厂编号、以及测量范围、准确度等级、计量数字与单位等;指示装置方面:压力表外层不能安带有颜色的玻璃, 不能有影响读数的问题存在;分度盘的表面须光洁, 不能有凹陷的现象, 要能清楚地显示出数字与有关标志;此外, 指针的指示端不能过宽, 其宽度应不超过分度线的宽度;有的压力表可以进行调零, 还需要确保其调零装置具有的稳定性与灵活性。

2.2 检查零位

当压力表设有止销时, 在于大气相通的情况下, 指针要和止销紧连, “缩格”的数值多少, 应符合有关规范的要求;当压力表未设有止销时, 在于大气相通的情况下, 指针须处在零位标志中, 零位标志宽度, 须小于规范所要求的最大允许误差绝对值的两倍。

2.3 检定示值误差

通过采用直接对比的办法, 来对比被检压力表的示值和压力表的示值标准器示值;要根据标有数字的分度线确定示值误差检定点;在检定各个检定点时, 对表壳的前、后进行轻敲, 要求压力表的最大变化示值不超过最大允许误差绝对值的一半, 这时, 轻敲表壳以后, 得到的示值认真记录即可;对示值误差和回程误差所做的检定要一并实施, 同时, 要求回程误差不超过规定的最大允许误差。

3 压力表检定中的数据处理和修正

在检定压力表的过程之中, 容易出现以下的问题, 从而不利于检定工作的顺利完成, 必须进行数据处理和误差修正, 主要包括以下几个方面。

3.1 指针不能归零

若是指针出现弯曲或不稳固的情况, 对于弯曲部分, 要用镊子来矫正, 对于不稳固的部分, 要先敲紧再进行校验;若是游丝力矩出现不足, 则脱离中心齿轮和扇形齿轮的啮合处, 将中心齿轮轴以逆时针方向来转动, 这样, 就能使游丝的力矩变大。

3.2 跳针或者滞针

若是指针和表面玻璃之间, 或刻度盘之间, 不时发生碰撞情况, 这时, 可采取以下方法来矫正, 适当增大指针上的轴孔, 或者增厚玻璃下面的垫圈部分。在中心齿轮轴有打弯现象, 从而引起轴径不一致、不同心的情况下, 可把齿轮拿下来, 然后以木锤或平口钳来将其进行矫直过来。如果齿轮啮合部位存在杂质, 可把两个齿轮拆下来后, 进行洁净处理。

3.3 某一检定点超差

按照检定的有关规定, 来检定压力表的过程中, 须根据上面已标数值的分度线实施。所以, 若是某一刻度中有超差现象发生, 就必须在该刻度中停留, 这样, 会有利于检查该刻度点中不同零件的共同工作情况, 具体要观察以下几个方面:啮合点是否出现损伤现象、传动轴孔是否出现受阻现象、以及异物是否全部排除、连杆是否处于灵活状态等;某点之所以有正误差的情况出现, 主要原因在于齿牙啮合点有杂质、毛刺等存在;而负误差的情况出现, 主要在于齿牙内部有缺陷, 或者外形受到损坏而引起, 此时, 需要另换新的或进行维修。

3.4 示值不能稳定, 压力显著下降

这时, 应先检查压力表和压力表校验器相接触的部位是否存在漏油现象。若是未出现漏油现象, 且校验仪器没有问题, 那么, 就可得出弹簧管内部有渗漏的结论, 须拆掉下刻度板以做更深入的检查。如果是由于脉冲压力的不断作用, 使弹簧管易于产生疲劳, 或者在两端部产生密封不严的情况, 则可以重新拧紧或者补焊两端的密封位置, 若是有破裂现象发生, 那么, 就要另换一个压力表。

3.5 压力表示数值的误差不均匀

如果是弹簧管在出现变形后, 而失去了应有的作用, 使得压力不再随位移的增加而增大时, 则需换一个新的弹簧管。如果弹簧管自由端和扇形齿轮之间的距离没调整好, 或者轮杆传动比没有调整好, 则需重新进行调整。如果是齿轮底板和夹板的接触部位有误, 则应先松脱开螺丝, 且把夹板朝着逆时针方向进行传动。

3.6 压力表指针停止转动

在压力的数值处于压力表测量的最大允许值时, 若压力表中的指针还是处于静止, 则表明弹簧管没有接受到压力。这时, 就需要先检查与压力表校验仪连在一起的密封垫片接头部位的通道是否处于顺畅状态。如果检查后未发现问题, 那么, 就可得出压力表内部发生堵塞的结论, 需要把它拆开后进行疏通, 疏通完再做检定。

4 验证

在妥善解决了压力表检定中找出的问题之后, 尚须按照有关规范的要求对压力表做出重新检定, 这样, 会使测量的数值更加准确。若是经过不断的调整之后, 示值误差仍还没有被消除, 或者又产生了其他的误差, 那么, 就需要对压力表做出降级检定;若是在降级检定之后, 依然没达到规定要求, 那么, 就可给出检定不合格的结论, 同时, 给出检定不合格的书面文件。

5 结束语

综上, 压力表是企业安全经营中所用到的一个关键附件, 其对于企业的安全经营具有十分重要的作用。每一名计量人员在对压力表进行检定的过程中, 都要认真按照检定规程来完成检定工作, 如果在检定过程中找出了的问题, 就要全面分析, 进行数据修正, 从而不断提高检定人员的业务水平及工作效率。

摘要：压力表检定工作是否到位会在很大程度上影响企业的安全生产与日常经营。要科学选择压力表, 并对外观、零位和示值误差进行检定。在检定压力表的过程之中, 对于指针、检点超差、示值等数据误差进行处理和修正。在妥善解决了压力表检定中找出的问题之后, 尚须按照有关规范的要求对压力表做出重新检定。

关键词：压力表,技术测量,检定项目,数据修正

参考文献

[1]沈渭奎, 邹建华, 韩福英.精密压力表检定时液柱高度差修正问题的探讨[J].中国计量, 2009, 15 (7) :231.

[2]史岩.压力表检定及选用应注意的问题研究[J].中国石油和化工标准与质量, 2013, 9 (13) :187-188.

[3]李文生, 张国昆.压力表检定不容忽视的几个问题[J].内蒙古质量技术监督, 2013, 26 (4) :257.

[4]殷金梅.谈压力表计量检定中的一些问题[J].电子技术与软件工程, 2014, 17 (3) :140-141.

物理实验误差及其分析处理 篇5

一、实验误差的产生

误差是客观存在的，但误差有大与小之别，我们只有知道误差的产生、变大或减小的原因，才能在实验中尽可能地减小误差。从误差产生的来源看，误差可分系统误差和偶然误差。

例1.弹簧测力计测量时的误差分析

1. 偶然误差

弹簧测力计测量读数时，经常出现有时读数偏大，有时读数又可能偏小，每次的读数一般不等，这就是测量中存在的偶然误差。

2. 系统误差

首先，从测力计的设计上看，在制作刻度时，都是按向上拉设计的，此时弹簧受自重而伸长。因此向上拉使用时，弹簧的自重对测量没有影响，此时误差最小。当我们水平使用时，弹簧的自身重力竖直向下，而弹簧水平放置，此时弹簧自重不会使弹簧长度发生变化。与竖直向上使用对比，弹簧长度略短，指针没有指在零刻度线上。这时，使用误差增大，测量值略小于真实值(但由于变化不大可以忽略不计)。当我们竖直向下用力使用时，弹簧由于自身重力影响而变短，与竖直向上使用相比指针偏离零刻度底线较远，这时使用误差较大，测量值比真实值小得多。我们在使用时必须进行零点矫正。

二、实验误差的减小

在对误差进行分析研究确定其产生来源和所属类型后，可采用适当的方法对系统误差加以限制或减小，使测得值中的误差得到抵消，从而消弱或减小误差对结果的影响。

1. 偶然误差的控制

(1）测量中读数误差的控制

测量仪器的读数规则是：测量误差出现在哪一位，读数就应读到哪一位，一般可根据测量仪器的最小分度来确定读数误差出现的位置。

(2）数据处理过程中测量误差的控制

数据处理问题的各个方面都是与测量误差问题密切相关的，总的原则是：数据处理不能引进“误差”的精确度，但也不能因为处理不当而引进“误差”来，要充分利用和合理取舍所得数据，得出最好的结果来，数据处理过程中应注意以下几点。

(1) 在运算中要适当保留有效数字。

(2) 多次测量后的数据要参照一定的判断决定是否全部数据都保留。

(3) 用作图法处理数据时，要注意图纸大小的选择，等等。

2. 系统误差的控制

(1）通过更科学的实验设计来减小系统误差。

不科学的或者不恰当的实验设计会导致较大的难以忽略的系统误差。反之，一个科学的实验设计则能有效减少系统误差。

(2）实验操作进程中减小测量误差。

(1) 仪器的调整和调节。仪器要调整达到规定的设计技术指标，如光具座、天平和电表的灵敏度等。计测仪表要定期校准到它的偏离对实验结果所造成的影响可以忽略不计。

(2) 实验条件的保证。必须保证实验的理论设计和仪器装置所要求的实验条件。

(3) 仪表的选用。如选用大量程的档去测量小量值，仪表的偏转只占整个量程中的一小部分，这就会导致相对误差变大或者是使用这种等级的仪表是浪费的。

(4) 测量安排。要从测量误差的角度来考虑。有的关键量要进行多次测量，还要想方设法从各个角度去把它测准;可以多测一些容易测准的量，消去一个或几个不易测准的量。有时，在测量步骤的安排上作适当的考虑也可以减小误差，如有的量在实验过程中是随机起伏的，有的量则是定向漂移的，都可以在测量中作出一定的安排来减小误差。

(3）通过测量后的理论计算提供修正值来减小实验系统误差。

有些实验在现有实验条件下已很难有大的改进，那么这类实验就可以通过理论计算提供修正值从而达到减少系统误差的目的。

例2.伏安法测电阻系统误差的减小

伏安法测电阻中因电流表分压和电压表分流产生的系统误差可以通过电路的设计来减小。

误差是物理实验中不可或缺的重要内容，不少重要的发现均是通过对误差来源和大小仔细分析后得来的。限于初中生的能力，我们不应要求他们掌握更难的误差处理，但让学生对实验误差及其分析有初步的了解，不仅可以使学生对实验有更深刻的认识，而且可以促进学生的学习思考，以对实验误差进行有效的控制，培养基本实验素养。

摘要：物理实验离不开对物理量进行测量。由于测量仪器、实验条件、测量方法与人为因素的局限, 测量是不可能无限精确的, 测量结果与客观存在的真值之间总有一定的差异, 也就是说总是存在着测量误差。本文分析了实验误差产生原因, 以及如何分析实验误差, 从而来减小实验误差。

关键词：物理实验,实验误差,分析,处理

参考文献

[1]洪云, 周平.浅谈师专物理实验教学中的素质教育.

分析水质检验中的数据误差及处理 篇6

1 水质检验中的数据误差分析

1.1 固定因素引起的误差

固定因素引起的误差最为常见, 也最有规律可循, 因而又被称作系统误差。此种误差多可在同一系列水质监测工作中反复出现, 且同类误差的产生原因为固定因素。这些固定的影响因素可以使检验工具因素, 也可是环境因素。检测工具引起的系统误差常见于砝码方面, 当进行水质检验操作前没有规范进行砝码校正、反复用砝码称量操作时, 就难免出现称量误差, 用同一未校正砝码称量得出的结果有相同的误差;水质浓度监测环节出现的系统误差则常有不固定的特点, 待检测的标准溶液容易受到环境因素影响, 进而出现体积变化, 体积的变化就会导致标准溶液浓度出现波动, 从而影响水质浓度检测结果, 由于不同的环境下溶液体积变化不同, 因而实际浓度检测结果误差也不固定。

固定或不固定的检测误差都是可以找到原因、找到规律并加以克服的, 称重时的固定误差可通过规范校正砝码而消除或减小, 浓度检测时的不固定误差也可通过避免环境影响而减小, 同时提升检测仪器精确度、规范检测操作, 就能提升检验操作准确度。

1.2 不确定因素引起的误差

此种误差也叫偶然误差。顾名思义, 在水质检验操作中, 存在着一些不固定、无规律可循的影响因素, 包括操作因素及环境因素。此处所指的操作因素不全指错误操作引起误差, 而是在规范的检验操作下, 仍不可避免的误差现象;环境因素也不是指检测环境的变化, 而是在同一环境下的检测结果出现误差。出现偶然误差的主要原因是检测温度、气压、湿度等的波动难以避免, 总会对检测结果造成直接或间接的影响。

各种环境因素及其他因素引起的检测误差有的呈正向变化, 有的朝负向变化, 具体误差方向与检测项目及影响因素本身的特点有关。

1.3 操作误差

此种误差多是由水质检验操作人员实际操作中的失误引起, 这与检验操作人员的检验操作技能掌握程度及综合操作素质等有直接或间接的关联。常见的操作误差如使用不洁的检验器具盛放待检水, 污染待检水或促使待检水质发生变化而直接影响到其检验结果;还可见检验操作中错误使用了检验试剂、试剂添加量错误, 以及对检验结果错误记录、计算等都会直接导致检验误差的出现。另外, 此类误差都具有不确定的特点, 有可能检验结果偏大, 也可能偏小。

2 水质检验中的数据误差处理

水质检验的误差发生可通过规范操作、确定影响因素误差特点总结等方式最大限度避免或降低, 因而在实际的水质检验操作中, 应通过数字处理及结果分析两个方面处理误差, 以为后续工作提供更为可靠、真实的结果。

2.1 检验所得数字处理

在检验结果计算分析过程中, 要结合以往相关检验数据处理经验、借鉴其他类型检验项目相似的误差处理方案, 安排2人以上的工作人员反复对检验数据进行读取、记录、统计, 在读取及记录的同时, 凭借以往工作经验及实践知识快速分析所得数据是否与所检验的项目吻合、是否能够基本反映出检验项目实质。在进行滴定管数据读取时, 就应多次读取、记录, 并注意每次读取数据之时都应保持实现与滴定管中的液体凹面相平, 且从滴定管之上读出的体积数据应保留小数点后2位数字, 而第二位数字应根据以往实践经验相对准确地估测, 不可因为避免误差就省去小数点后第2位数字。在同一标准多次测量中, 就会发现大多测量结果小数点前及小数点后1位数字是相同的, 而小数点后第2为数字存在差异, 依照经验及测量数据处理规范比较多数检验结果无误后, 去中位结果作为最终测量数据。

应当注意的是, 数据读取及记录中, 最后一位数字的估测并不是随意捏造, 也不是引起测量误差的根源, 根据丰富的测量结果及数据处理经验对最后一位有效数字进行准确估测是避免数据误差产生的重要手段。

2.2 检验结果分析处理

当一次测量结果及计算结果不符合逻辑推断、预期结果或与其他几次测量计算结果存在明显差异之时, 就需要对其进行科学分析判断。实际检验操作及结果处理过程中, 必须对异常数据进行多种角度分析判定, 避免对异常值在内的数据取平均值得出的结果出现偏差。工作人员应根据异常数据的偏大、偏小及检测背景、实际操作等情况分析检测及记录过程中异常数据产生的原因, 明确原因后还是要将异常数据废弃, 以免影响最终测量结果。

实际数据检测及记录中, 尽量进行5次以上反复规范检测, 保障有4次测量数据基本可靠、准确, 采用4d法对检测数据进行处理:将得出的异常数据去除之后, 计算得出其余数据的平均偏差d及平均值x, 进而计算出测量数据x与平均值x之间的绝对值, 计算出两组绝对值之间的比值, 当最终所得之比>4时, 去除异常数据, 反之则保留。除此之外, 还有多种误差处理及预防方式, 实际检测分析过程中可灵活根据实际情况选择数据处理分析方式。

3 结语

水质检验中产生的数据误差产生于操作失误、环境因素等, 因固定因素而引起的数据误差具有固定的误差值;不可控因素影响下产生的误差多没有固定的特点, 此种误差也只能通过规范操作、稳定环境降低误差;操作误差有操作不规范引起。工作人员应积极运用现代化的测量检验技术及数据处理知识, 强调检测数据的准确性及数据结果的分析, 提升水质检验数据准确度。

摘要：水质检验工作是资源管理及水文工作的重要部分, 其检验质量及水平直接影响水资源管理水平。新时期的水质检验工作应明确数据处理中的各种固定、不固定误差及操作误差, 充分分析和了解各种误差产生原因及特点, 积极运用现代化的测量检验技术及数据处理知识, 强调检测数据的准确性及数据结果的分析, 突破水质检验的误差瓶颈, 最大限度提升水质检验数据准确性与科学性。

关键词：水质检验,数据误差,误差处理

参考文献

[1]李君.浅谈水质检验中的数据误差及处理[J].才智, 2012 (20) :204.

[2]邹志红, 王学良.基于随机样本的BP模型在水质评价中的应用[J].环境工程, 2009, 25 (1) :69-71.

[3]葛志刚, 邵雪阳.水质检测指标中的暂时硬度及其计算方法[J].职业与健康, 2008, 24 (5) :436-437.

[4]徐文箭, 杨雅丽.废水水质检测化验误差分析与数据处理[J].商品与质量:学术观察, 2012 (10) :227-227.

概念草图笔触误差分析及处理 篇7

近年来, 国内外学者对计算机辅助草绘技术的研究主要集中于相关算法、草图的分割与识别以及笔触的矢量化等方面[2]。笔触作为草图的基本构成单元, 一直都是计算机辅助草绘技术研究的重点, 而笔触误差的处理则是概念草图模糊性信息量化处理的关键技术之一[3]。针对概念草图笔触误差中笔触重叠的问题, Fleisch等人采用最小二乘法自动测出目标笔触与重叠笔触, 并处理重叠笔触与目标笔触之间的光顺[4]。叶炜威等人着重研究了重复绘制草图单元的识别, 具体做法是采用图像边缘提取算法和草图识别特征数据相结合的方法对重复笔触进行研究[5]。以上算法对于笔触只有小部分重叠的情况可以取得较好的效果, 但是对于笔触大部分重叠则不适用。而针对概念草图笔触误差中交点误差的问题, 国内外一般采用固定阈值法或者自适应约束法来处理草绘的邻接关系[6]。

本文针对概念草图笔触误差的问题, 提出了一种改进的重叠笔触处理算法, 并采用动态区域圆算法的思想进行交点误差的处理, 通过实例验证改进算法对概念草图笔触误差处理的效果。

1 概念草图笔触误差处理

概念草图由笔触构成, 在绘制的过程中, 有时会产生重复笔触的情况, 间隙冗余的现象也时有发生, 因而需要对笔触进行一定的处理, 具体的处理流程图如图1所示。首先进行数据的采集, 随后将笔触进行分类, 并对笔触进行预处理, 检测重叠笔触之后, 进行交点误差的处理, 进而进行笔触的拟合, 从而构建其拓扑结构。而本文的研究主要集中于重叠笔触检测处理及交点误差处理。

1.1 概念草图笔触重叠处理

概念草图会出现多条重叠笔触大多是因为设计师修改笔触的位置或是强调需要突出的笔触, 两种情况产生的笔触重叠度截然不同。当设计师认为草绘笔触符合思路时, 通常会使用连续的笔触进行草图的绘制, 产生的重叠笔触通常重叠度较小;然而, 当草绘笔触不符合设计要求时, 设计师会在原有的草绘笔触基础上进行新的草绘, 为了强调新草绘笔触, 通常会产生大量的笔触重叠[7]。图2显示的就是不同重叠度的重叠笔触的对比, 前者重叠度较小, 而后者重叠度大。

基于笔触重叠度不同的思考, 将加权算法融合进重叠笔触处理算法之中, 对重叠笔触算法做出改进, 从而可以处理重叠部分较大或者较小的笔触, 进而达到较好的草绘笔触处理效果。具体的算法步骤如下:

STEP1:计算笔触Lmm (P1, P2, …, Pn) 每个点到相邻笔触的首末端点连线的距离di;

STEP2:计算笔触Lmm+1 (Q1, Q2, …, Qn) 每个点到相邻笔触的首末端点连线的距离d'i;

STEP6:判断若ε>0.8, 则判定为笔触大部分重叠, 删除Lmm, 保留Lmm+1, 否则判定为笔触小部分重叠, 运行加权算法;

STEP7:判断是否有未处理的笔触, 若还有则num=num+1, 回到STEP1, 没有则结束。采用这种改进的重叠笔触算法, 对笔触的处理的效果如图3所示。

1.2 概念草图笔触交点处理

草图笔触交点误差主要包括三个方面:间隙误差、冗余误差和多交点误差[8]。文献[9]对笔触的交点误差进行了统计, 表明间隙误差和冗余误差大量的存在于概念草图之中。间隙误差和冗余误差多是由于手绘草图的不准确和设计师的手绘习惯造成的, 而多交点误差多产生于结构复杂的手绘草图中。针对间隙误差, 其处理方法是将笔触中的间隙笔触进行延长;对冗余误差的处理主要是将多余笔触段删除。交点的出现是有顺序的, 后一个交点是建立在前面的交点的基础上的, 因而针对多交点误差的处理主要考虑将后面的角点移动到前角点上。

基于概念草图不同误差的消除方法的思考, 采用动态区域圆算法, 主要步骤如下:

STEP2:在区域圆内若检测出笔触Lmm'的端点, 则转向STEP3, 否则num=num+1之后, 转向STEP1;

STEP3:若在区域圆内检测出Lmm'的交点, 则消除端点到交点的部分;若未检测出交点, 则连接两个端点成为一个交点;

STEP4:建立交点的区域圆;STEP5:检测交点区域圆内是否与L″mm存在交点, 若存在则转向STEP6, 若不存在, 则num=num+1之后转向STEP1;

STEP6:比较笔触Lmm, Lmm'和L″mm的序列, 标记序列中小的两条笔触的交点成为新的交点;

STEP7:将序列中最大的笔触的端点移动到新的交点;

STEP8:判断是否还有未处理的笔触, 若还有则num=num+1之后转向STEP1, 若没有则结束。采用此算法对交点进行处理效果如图4所示。可以看出, 采用动态区域圆算法对笔触的交点误差进行处理, 可以获得较优的处理结果。

2 概念草图笔触误差处理实例

将草绘数据采集完毕之后, 首先对笔触的类型进行判定, 将辅助线等笔触去除, 预处理之后进行概念草图的笔触误差的处理。将重叠笔触进行归一化, 交点笔触进行冗余和间隙的消除, 对多交点进行归一化。最后对笔触进行拟合, 构造模型的图样以得到形状规整的草图。

将Win Tab程序和Open GL图形函数库嵌入到MFC中来实现笔触信息的采集后, 可对原始草绘预处理之后进行笔触误差的修整。图5 (a) 是一个健身器材的原始草绘的图样, 存在着较多的笔触误差的问题, 1显示的是间隙误差, 2为多交点误差, 3则是冗余误差, 4和5则需进行重叠笔触的处理。5 (b) 显示的则为将原始草绘图样进行笔触误差处理之后的效果图, 将间隙笔触进行延长, 多交点归一, 冗余笔触删除, 重叠笔触归一化。5 (c) 则为最后的模型图样。

3 总结

本文主要研究概念草图的笔触误差的处理, 首先对笔触误差的类型进行分类, 之后分别对不同类型的笔触误差进行处理, 消除冗余信息, 构造出完整的草绘图样。针对笔触误差的处理, 提出相关的改进算法, 并通过实验平台对算法进行验证, 实验结果表明, 改进的算法可以较好的进行笔触误差的处理, 局部地方若不能完全处理, 则可以通过人机交互的方式加以修改, 达到设计师的理想效果。

摘要：笔触误差处理一直是概念草图模糊性信息量化提取的重要步骤之一。将笔触误差分为笔触重叠和交点误差两大类;针对这两类笔触误差的处理过程提出改进的算法, 以期获得更好的笔触处理效果。最后, 建立了概念草绘的实验系统;并以某健身器材作为笔触误差处理的实例验证改进算法的可行性。实验表明:改进的算法可以较好的处理笔触重叠和交点误差, 构建出满足设计师要求的模型图样。

关键词：概念草图,笔触误差,重叠笔触,交点误差

参考文献

[1] 孙守迁, 孙凌云.计算机辅助草图设计技术研究现状与展望.中国机械工程, 2006;17 (20) :2187—2192Sun S Q, Sun L Y.A survey and prospects of computer aided sketch technology.China Mechanical Engineering;2006;17 (20) :2187—2192

[2] 宋保华, 杨海成, 陆继翔, 等.计算机支持的智能草图技术研究及实现.计算机工程与应用, 2003;18 (6) :21—24Song B H, Yang H C, Lu J X, et al.ISID:Pen based intelligent sketching tool.Computer Engineering and Applications, 2003;18 (6) :21—24

[3] 孙正兴, 徐晓刚, 孙建勇, 等.支持方案设计的手绘图形输入工具.计算机辅助设计与图形学学报, 2003;15 (9) :1145—1152Sun Z X, Xu X G, Sun J Y, et al.Sketch based graphic input tool for conceptual design.Computer-aided Design&Computer Graphics, 2003;15 (9) :1145—1152

[4] Fleisch T, Rechel F, Santos P, et al.Constraint stroke-based oversketching for 3d curves.Proceedings of the First Eurographics Conference on Sketch-Based Interfaces and Modeling.Eurographics Association, 2004:161—165

[5] 叶炜威, 余隋怀, 苟秉宸, 等.一种获取重复绘制草图单元识别特征数据的方法.计算机应用研究, 2005;22 (12) :157—159Ye WW, Yu S H, Gou B C, et al.A method to get recognition data for multi-draw sketch.Application Research of Computers, 2005;22 (12) :157—159

[6] 杨玲.汽车造型二维到三维多笔触融合算法的研究.长春:吉林大学, 2008Yang L.Multi-stroke combination algorithm in theautomotive styling from 2D to 3D.Changchun:Jilin University, 2008

[7] 唐磊.面向产品概念设计草图的笔触语义应用与研究.镇江:江苏大学, 2008Tang L.Research on stroke semantics of conceptual design sketch and its application.Zhenjiang:Jiangsu University, 2008

[8] 王军伟.数字化概念草图笔触模糊性信息研究.镇江:江苏大学, 2013Wang J W.Stroke ambiguity information research based on digital concept sketches.Zhenjiang:Jiangsu University, 2013

误差和分析数据处理 篇8

1 建材检测中常见的误差分析

建筑材料检测中常见的误差可根据误差的成因和性质常分为三种:1) 系统误差;2) 过失误差;3) 偶然误差。

1.1 系统性误差分析

产生系统误差的原因, 一方面由于试验方法欠妥, 另一方面由于试验条件不够完善。系统误差有一定的规律性, 在检测过程中可根据其规律找出误差的原因并逐步改善试验方法, 引入正值修正测量数据。因此在发现系统误差时, 需要找出其原因和规律, 判断测量数据, 对试验方法进行合理改进, 比如提高对相关仪器仪表的检定水平, 从而将系统误差的影响控制在最低水平。

系统误差可以分为两大类:第一类是固定系统误差, 第二类是变化系统误差。固定系统误差指的是在检测过程中始终有一个固定的数字偏差, 即得到的试验值和实际数据差距不变, 例如试验机械设备的零点漂移引起的固定系统误差就是典型代表。变化系统误差可能是由外界条件如温度、湿度等变化所致。例如在水泥试验中对温度、湿度的严格要求就是考虑这个因素, 水泥实验室中的温度应该保持在18~22℃之间, 相对湿度不能低于50%, 并且设备, 工具, 样品等温度应该与室温一致, 养护试件水温控制在20℃左右, 相对湿度不低于90%等, 这些标准的目的都是为了降低系统误差。

不变的系统误差一般很难从检测数据中及时发现, 通常采用多种方法反复测量。将得到测量数据进行比较, 分析其数据变化和偏差规律, 减小因环境改变等因素造成的系统误差。

1.2 过失性误差分析

过失性误差又可以称为“粗差”, 指的是由于实验操作人员粗心大意而导致的一类误差, 比较典型的过失误差有读错或者记错数据结果。过失误差产生的数值一般和事实情况存在极大的偏差, 所以要把它剔除掉, 一般情况下质检人员凭借自己的经验将这一类误差剔除, 但是带有主观因素影响, 比较合适的做法是采用正态分布理论, 按照正态分布规律比较鉴别值和测定值的偏差, 使数据在一定范围内波动, 绝对值越是偏大的误差, 其发生的概率也就越是偏低。

1.3 偶然性误差分析

偶然误差是指自然界中由大量不能控制的微小因素影响以至于测量值存在着差异, 有许多原因导致偶然误差的产生, 通常有以下几种原因:1) 质检人员读取末位数的方法有误造成错误的检测结果;2) 检测设备内部出现问题如摩擦间隙不规则导致的问题;3) 检测设备本身的电压不稳定造成的;4) 四周的其他环境因素可能造成影响。但是偶然误差又是一种随机性的误差, 如果从试验方法的角度来考虑的话可能难以避免, 另外偶然误差本身符合正态分布规律, 也叫“随即误差”。

在对数据处理进行的时候做到以下三点:1) 尽可能的对系统误差进行修正。2) 把偶然误差控制在最低界限。3) 尽量剔掉过失误差不能剔除就进行修正。最后可以有效确定测定值的误差。

2 建材检测过程中的数据处理

检测过程中的数据有针对性的数据系统进行分析, 数据误差之和与数据真值定义为测定值, 误差属于随即变化的范围, 同样测定值也属于随即变量。对随即变量来说, 有三个重要的参数需要研究分析:算数平均值、标准误差、变异系数。

1) 算数平均值。样本数据的集中位置可以从样本均值中体现出来, 平均值是样本数据的外观特征, 从某个层面上说是反应了随即变量的均值。正常情况下误差有正负, 用均值处理之后, 使得数据误差减小, 然后发现其集中位置, 消除其中的一些数据波动, 得到与实际数值相对应一个可观数据。

2) 标准误差。标准误差经常被人们称为标准离差或者标准差, 对测定出的测量值进行计算, 能够表现出分布状况跟数据间的相对距离。在这个数据系统里面, 计算出均值是不能够做出判断的, 还要对测量值在算术平均值上下的分散情况及偏差情况进行分析得出标准差, 如果标准差越大, 则表明数据分布就很离散;如果标准差小, 则表明分布比较集中。

3) 变异系数。变异系数是对偏差程度大小的一种衡量标准, 属标准差和算数平均值的比, 也就是在两组数据是属于同一种性质的数据的时候, 如果标准差一样, 其平均值的偏差程度也一样, 同时也与平均值大小无关, 反应出来的是对数据的偏差程度。

3 数据处理的结果评定方式探讨

数据处理最终确定不同的数据处理方法是根据不同的实验对象和试验标准来定义的, 建材本身的属性使样本有一定的分散性, 正确分析评价它的物理性能, 在误差分析的前提下再根据相应的实验标准定义, 不同的材料应用不同的处理方法。下面列举一些常用的建材结果评定方式:

1) 混凝土立方体强度的结果评定方式。依照国家规定的试验标准, 取三个混凝土立方体试件的算术平均值作为抗压强度的数据值, 若最大值和最小值与中间值之差不能超过15%, 就是说如果测试中有两测试值与中间值的差值超15%, 则试验无效。2) 砂石颗粒的结果评定方式。依照国家标准要求, 取样本进行两次试验, 再取样本算数平均值作为数据检测值, 然后进行筛选试验, 筛选值与试验检测值之差如果大于1%, 则需要重新检测。3) 烧结普通砖强度的结果评定方式。依照相应的试验标准, 选取10个烧结普通砖样本, 若变异系数低于0.21, 则依据算数平均数和标准差来评定, 但若变异系数比0.21高时, 就要按照算数平均值和其最小的强度值进行评定。

4 结语

综合上面所述, 本文对建材检测进行了误差分析、数据处理进行了探讨, 以及对数据处理系统处理的结果进行评定。检测是要按照国家的相关规定的标准进行操作, 真正做到减少各个环节的误差, 对数据进行科学的分析和判断, 是检测数值能真正接近“真值”, 这就使得检测过程有了它名副其实的含义, 也使得我们能够达成一个目标, 提高建材合格率, 保证建筑工程的安全。

参考文献

[1]纪伟宁.浅谈建材检测中的误差分析与数据处理[J].门窗, 2012.

[2]王少勇.建材检测中的误差分许与数据处理[J].工业设计, 2011.

误差和分析数据处理 篇9

随着科学技术的进步和气象现代化的飞速发展, 越来越多的观测项目实现了自动观测, 地面观测质量也已经转变为主要取决于仪器设备的稳定性, 以及观测员对观测设备的保障维护和对观测数据的质量控制。延续了几十年的人工观测仪器, 早就被我们气象工作者所认可, 人工仪器测量的数据也被视为标准。由于自动气象站建立和运行时间不长, 自动观测仪器测量的数据与人工观测仪器测量的数据之间存在一定的差值。当自动观测与人工观测数据差值大于规定标准时, 应结合当时天气现象、测报软件、传感器、采集器、供电等多方面原因综合分析, 准确查找问题原因, 及时采取相应解决办法, 以提高自动气象站数据的可用性和地面气象观测记录的准确性。蒸发是实现地面和空气水汽交流的重要途径, 在水分收支平衡、水文、水利灌溉、农业蒸散等领域具有重要作用[1]。考虑到蒸发数据在国民经济建设中也具有重要的气候参考价值, 大型蒸发数据具有准确度高、代表性好的特点, 但其自动观测数据异常的处理是一个繁杂的过程, 因为其受干扰的因素多, 数据敏感性强, 能很直观地发现疑误记录, 而做好蒸发数据的质量控制, 是今后观测工作的一个重要方面[2]。本文对三门峡国家基本气象站安装蒸发自动传感器以来至2013年10月份使用大型蒸发观测期间的自动观测与同步人工观测蒸发记录的差异进行了简单的分析, 对蒸发异常记录的处理进行了总结。

1 蒸发测量仪器的结构原理

1.1 E-601B型蒸发器的结构原理

E601大型蒸发器由蒸发桶、水圈、溢流桶和测针组成, 蒸发桶溢流孔通过胶管与溢流桶相连, 以承接因降水较大时从蒸发桶内溢出的水量, 水圈的作用在于减少太阳辐射及溅水对蒸发的影响。每日观测时通过调整测针针尖与水面恰好相接, 读取水面高度, 用前一日水面高度+降水量-测量时水面高度, 即得当日的蒸发量[3]。

1.2 AG2.0超声波蒸发器结构原理

AG2.0超声波蒸发器由超声波传感器、不锈钢测量筒、百叶箱及铝塑管、管件等组成。与E-601B型蒸发器配套使用。超声波蒸发传感器是根据超声波测距原理, 精确测量超声波传感器至水面距离并转换成电信号输出, 可即时测量出蒸发量[4]。

2 蒸发量误差分析

2.1 月蒸发量自动观测与人工观测的对比分析

通过对比分析我站2013年5月-2013年10月6个月期间的自动和人工蒸发量资料, 如图1, 1月蒸发量自动观测与人工观测的变化曲线图, 发现月蒸发量自动观测比人工观测明显大。尤其以2013年5月份误差最大, 造成该月蒸发量误差较大的原因是该月23日、25日、26日、28日、29日由于降水致使这几日自动蒸发数据比之人工观测蒸发数据明显偏大, 值班员又未及时对用于对比观测的自动蒸发数据进行处理。

2.2 与降水的关系

从表1自动观测与人工观测蒸发量差值和降水的关系中可以看出, 误差受降水影响较大, 6个月期间降水 (≥0.1mm) 日数总共为41天, 在误差为0.0-0.2mm的72次观测中, 只有10天出现了0.1mm以上的降水。其中蒸发量误差大于0.3mm的109次观测中, 有31天出现了降水。有降水出现时, 常使蒸发量误差变大。误差超过0.6mm的降水日数为20天, 占该项误差次数的30%。误差超过1.0mm的降水日数为16天, 占该项误差次数的50%。

另外, 在2013年9月份我站蒸发传感器正式运行以来的两个月内有几天因为降水和仪器故障, 致使蒸发量明显异常而处理了部分时段的蒸发记录。

2.3 与风的关系

排除了降水的影响之外, 自动站蒸发量仍然有误差。我们进一步进行分析了对它影响最大的风的因素。由于风的影响, 造成蒸发水面晃动, 使蒸发传感器测量的蒸发水位不准, 影响了蒸发量测量从而存在误差。取日平均风速和当日自动观测与人工观测蒸发差值进行对比分析。

从表2自动观测与人工观测蒸发差值与风的关系中可以看出, 自动观测和人工观测蒸发量差值随着风速的变化而变化。风速大时, 差值也较大, 反之差值较小。自动观测蒸发受风的影响很显著。

2.4 程序测量蒸发量原理对自动观测蒸发的影响

程序测量蒸发量原理:日蒸发量为时蒸发量统计所得。

时蒸发量为前一时次正点蒸发水位减去该时次正点蒸发水位, 如差值为负值时程序会自动将该时蒸发量处理为0.0mm[5]。如:2013年6月11日20时正点蒸发水位为58.2, 6月12日20时蒸发水位为54.5mm, 理论上12日蒸发量为3.7mm, 而实际显示的12日日蒸发量为4.2mm。这种情况造成的蒸发误差会在风大时和水位过低时产生。

2.5 其他情况

此外, 还发现由于观测员未能及时加水, 致使蒸发桶内水位太低, 也会造成自动观测蒸发量明显异常。例如:2013年5月23日20时蒸发水位为55.2, 24日自动观测蒸发量为0.9, 人工测量的24日蒸发为2.5。根据当日各相关气象要素分析, 自动观测蒸发量明显错误, 而人工测量蒸发正确。

3 疑误记录的判断及处理

3.1 疑误记录的判断

判断蒸发数据是否正常, 主要依据天气情况、仪器故障情况、对比分析资料等几个方面。

(1) 在晴朗、高温、干燥、风速较大时, 蒸发较大;连续阴雨天、低温、湿度大、风速较小时, 蒸发较小或会出现蒸发量0.0mm的情况。

(2) 当测站有人工观测蒸发量时, 可依据自动观测与人工观测蒸发量的对比分析来判断数据是否异常。

(3) 在排除了天气和人为误操作的情况下, 蒸发数据连续异常或缺测, 就可能是仪器故障的原因了。

3.2 疑误记录的处理[6]

(1) 当蒸发出现负值时测报软件会自动处理为0.0mm, 小时蒸发量大于10.0mm时软件自动判定为缺测, 人工质量控制时应查看具体情况再进行处理[6]。

(2) 当自动观测小时蒸发量数据出现异常时, 应根据该记录前后气象要素变化情况进行判断, 判定该时次记录不完全正确但基本可用时, 按正常记录处理。

(3) 当某小时自动观测蒸发数据缺测或记录明显错误且无使用价值时, 该小时蒸发量用前后两定时数据内插求得。

(4) 当某日自动观测蒸发连续两个或以上小时数据缺测且不能内插时, 有人工观测蒸发数据的, 该日蒸发量用人工观测数据代替, 无其它数据代替时, 该日蒸发量缺测处理。

自动观测蒸发量用人工观测记录代替时, 在测报软件中逐日数据维护时, 21-19时各时次为空, 只在20时输入当日人工观测蒸发量。

4 日常工作中注意事项

就自动观测蒸发数据可能出现异常情况的多种原因, 简单总结以下工作中应注意的事项[7,8]。

4.1 日常维护

日常的维护工作中, 巡视仪器时, 注意蒸发桶内水质是否清洁, 有无漂浮物和杂质, 避免出现因杂质过多对蒸发造成影响。清洗蒸发器的时间应避开正点, 选择蒸发量较小的时候进行。注意水圈内水位, 及时给水圈加水, 以减少溅水对蒸发的影响。

4.2 取水和加水

取水应选择降水较小时进行, 每天20时观测后检查蒸发桶内水位, 当水位过高或过低时, 及时汲水或加水。预计可能降大到暴雨时, 将蒸发桶及专用雨量筒同时盖住, 这时蒸发量按0.0处理。加水、取水的时间应避开正点。

4.3 特殊情况

仪器维护、标定、故障期间, 蒸发量尽可能的进行人工补测。

5 小结

(1) 2013年5-8月自动观测蒸发明显比人工观测蒸发大, 这是由于这几个月降水较多, 且自动蒸发未正式启用, 期间由于强降水造成的异常数据未进行处理的原因居多。2013年9-10月自动观测蒸发与人工观测蒸发误差较小。

(2) 降水对蒸发的影响较大, 尤其是强降水对自动观测蒸发的影响很大[7]。

(3) 自动蒸发传感器从技术上考虑了一部分风的影响, 但是从上面分析可以看出, 风速稳定时, 自动观测与人工观测蒸发量差值相对较小。当风速变化较大时, 蒸发桶内水位波动较大, 影响到自动蒸发传感器测得的蒸发水位值, 自动观测与人工观测蒸发差值也相应地增大[8]。

(4) 程序测量蒸发量原理和蒸发桶水位过高或过低未能及时汲水或加水也是造成自动观测与人工观测蒸发量误差的原因。

(5) 在自动化观测系统全面使用的今天, 我们在日常工作中做好观测数据的质量控制, 保证仪器设备的正常运行和观测数据、上传数据文件的正确无误显得尤为重要。

参考文献

[1]宋树礼, 王柏林.蒸发传感器工作原理及性能比较[J].气象科技, 2010, 38 (1) :111-113.

[2]沈艳, 任芝花, 王颖, 等.我国自动与人工蒸发量观测资料的对比分析[J].应用气象学报, 2008, 19 (4) :463-470.

[3]高振铎, 娄德君, 李治民.浅议自动站蒸发量误差.[J].农村实用科技信息, 2012 (1) :71.

[4]李亚丽.自动气象站与人工气象站蒸发量对比分析.[J].陕西气象, 2008 (1) :52-53.

[5]刘红霞, 王飞.E-601B型蒸发器与小型蒸发器测值对比分析[J].气象科技, 2013, 41 (5) :852-856.

[6]郑春秋, 潘迎男, 郑建伟.自动站蒸发数据异常的分析及处理[J].福建气象, 2011 (4) :36-37.

[7]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出版社, 2003 (9) .