当使用光谱学仪器进行测量时,用户希望对结果有信心。无论采用的是OES、XRF还是LIBS技术,或者是测量厚度或成分,结果都需要尽可能精确。信任测量结果的第一步是理解准确性。
准确定义
当讨论光谱学时,准确度是测量值与期望值的接近程度。(希望期望值是真实值,但真实值是未知的,所以使用“期望值”一词。)准确性的衡量取决于两个因素:
- 真实
如果收集了多个度量值,平均值是否与期望值匹配?这也被称为“平均值的准确性”。
- 精度
测量值的重复性。如果对同一样品进行多次测量,使用相同的设备在同一点运行相同的程序,结果的重复性如何?app亚博体育
下图显示了真实性和精确性是如何结合起来影响准确性的。
Institut für Informatik - Humboldt-Universität zu柏林
很容易看出,具有良好的精度是可行的,但真实度较差。它也可能有较差的精度和较高的真度(平均值的准确性)。要得到真正准确的结果,需要高精度和真实度。
不同类型的错误
在查看用户只能希望减少的错误之前,讨论我们希望消除的错误应该是起点。
严重的错误
第一步是识别和消除大误差从测量。通过观察上面的图表,可以确定粗差将导致测量完全位于绿色区域之外,并可能被识别为异常。工艺错误,如制备过程中的样品污染,可能导致大误差。
有缺陷的样品也可能导致大误差,例如运行不正确的测量程序,或测量区域的空腔。通过使用正确的程序和训练,可以避免大误差。用户必须假设测量系统中存在两种不同的误差:
随机误差
随机误差与精度有关。随机变量越高,误差越大,测量精度越低。与系统性错误不同,它们是不可预测的,是用统计技术估计的。
这些测量波动可能是测量环境的微小变化、样品的不均匀性和用于校准的参考样品的测量不确定度的结果。目标是通过维护良好的设备和良好的程序尽可能提高精度。app亚博体育
系统误差
通常,系统误差与真实度有关,并在预期结果和测量样本的平均值之间给出一致的偏移量。这是设备故障的结果,如磨损的部件,缺乏维护,或校准不良。app亚博体育
可以测量偏移量,然后在样本测量中加入校正因子,因为偏移量在一个确定的感兴趣的区域内对每个测量都是一致的。通过定期维护和校准,可以减少系统误差。
如何收集你可以信任的结果
事实上,你能完全相信结果的唯一方法是你知道你阅读的误差范围。总是有误差的余地,这是由于测量系统以及每一次测量的随机波动。
为了获得尽可能准确的读数,减少系统和随机误差,然后接受并计算在商定的置信水平内的剩余误差,应该消除粗误差。
从本质上说,铬成分是20% +/- 0.2%,95%的置信水平是值得信赖的结果。然而,铬成分是20%的说法是不可靠的,因为它不完整。
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