测试数据的处理与不确定度评定

　　1·引言

　　测量过程是一个受主观因素和客观因素影响的综合过程。尽管测量的目的是企图获得被测量的真实值,但由于各种因素的影响,误差及测量的不完善性不可避免,使得实测值不等于真值。因此,如何衡量实测值与真值的接近程度,提高测量结果的可信赖程度(置信度),是任何一项测试工作都要面临、必须解决的实际问题。

　　2·测量次数的合理选择

        在实际检测工作中,首先遇到的问题是:对于某被测物理量,要测多少次才算合理?由于实验手段、环境干扰等的制约,只进行一、两次测量是无法判定测量值的误差及其大小的。我们往往是通过多次、反复的测量,用各次测量值的算术平均值(简称均值)作为无法得到的真值的一个估计值。显然,提高测量次数可以提高均值的测试精度。但测量次数过多,势必导致人工测量时间的延长,不仅会使测量人员疲惫,而且测量条件也会发生变化,这样反而会降低测量的精确度。而且,当测量次数n>20次时,通过再增加n来减小σ-x(测量值均值的标准偏差)的效果也就不明显了。所以,实际测试时考虑到既要提高测量精度,又不致过多地耗费人力,合理的测量次数的取值范围.

　　3·异常值的判断和处理

        由于测试环境的突变(如震动、冲击、过电压等)、测量人员操作经验不足、疲劳作业(如:长时间的测试、开夜车等)、或缺乏责任心等原因,都会造成读数错误,产生异常测量数据。由于该异常值的存在,使测量误差明显加大,歪曲了测量过程的真象。为了正确反映客观事实,应将异常值从测量数据中剔除。同时分析异常值产生的主、客观原因,不能一剔了之,以利于下次实验时及时纠错补偏。

　　在判断某个读数是不是需要剔除的异常值时,要特别慎重。应作细致的分析以保证有充分的理由。通常用来判断异常值的方法有:

　　(1)物理判断法

　　对于因试验方法或测量条件的偶然偏高、外界条件的突然变化、仪器的意外移动等情况下测取的数据,都应认为是异常值,应随时剔除,因为该读数与其余测试数据不属于同一总体。

　　(2)软件方法

　　GRAFTOOL软件包括是一个用于计算机辅助分析的功能强大的二维及三维图形程序,将试验过程中测得的数据按GRAFTOOL的格式创建数据,你可以直接在图上观察、处理数据。GRAFTOOL提供了六种回归算法(线性回归、指数回归、Fourier回归、几何回归、双曲回归与多项式回归),这六种回归算法都根据最小二乘法原理给出了测试数据的最佳拟合直线(或曲线),同时可以显示整批数据的平均值、方差、标准差、相关系数及回归系数。因此,可以把数据点明显远离拟合直线(或曲线)的点作为异常值予以剔除,或者将那些使相关系数显著降低的数据作为异常值剔除。