怎樣減小煤炭化驗中產(chǎn)生的誤差?
誤差產(chǎn)生的原因
雖然現(xiàn)代化煤炭化驗儀器和技術(shù)在煤炭化驗中已得到廣泛應用,但是在煤質(zhì)化驗分析過程中,都是由化驗人員使用儀器、藥品,并經(jīng)過一定的操作步驟如稱量、熔樣、溶解和分離,此后才能獲得煤質(zhì)分析的各項測定結(jié)果。在上述過程中,即使熟練的化驗人員,使用jing密的儀器以及純度的試劑,也會由于測量儀器度的限制,人的感覺器官靈敏度的局限性,以及試劑純度的相對性等等原因,而無法獲得的試驗結(jié)果。這就是說測定的結(jié)果和真實值之間總是要有一個差值,這個差值就是測定的誤差。分析誤差的產(chǎn)生大致可以歸納為兩類:系統(tǒng)誤差和偶然誤差。
1 系統(tǒng)誤差
系統(tǒng)誤差是由于固定的原因?qū)е碌牟钪担@些誤差的數(shù)值相接近而且是同一符號(正值或負值),同時常常重復出現(xiàn)。產(chǎn)生系統(tǒng)誤差原因大致有3種:一是儀器方面。例如由于使用未校正的砝碼稱量,或者等臂分析天平的兩臂長度不等;再如使用未校正的滴定管等均會導致系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生。二是試劑方面。例如試劑不純或者蒸餾水含有雜質(zhì)等引起同符號、同值的誤差重復出現(xiàn)。三是測量方法。例如在酸堿滴定中,等當點和終點不一致所導致的誤差。
2 偶然誤差
偶然誤差是不固定的,可變化的,在幾次測定中有大、有小、有正、有負。雖然偶然誤差不像系統(tǒng)誤差那樣有規(guī)律地重復出現(xiàn),但如果對實驗進行仔細觀察,可以發(fā)現(xiàn)偶然誤差也是有規(guī)律可循的,諸如誤差大的是少數(shù),誤差小的是多數(shù),正誤差和負誤差出現(xiàn)的幾率幾乎相等。造成偶然誤差的原因大致有下列兩個因素:一是操作人員的疏忽。例如在看滴定管讀數(shù)時,由于一位讀數(shù)(小于0.1 mL)是估計的,多次估計值的不同可造成偶然誤差。二是意外的因素。例如環(huán)境溫度的變化、電流、電壓的不穩(wěn)定等,這些都是操作人員不能控制的條件,它們將引起偶然誤差。
減小誤差的方法
了解了煤質(zhì)分析中產(chǎn)生誤差的原因,我們就可以采取針對性的方法來減小誤差。
1 系統(tǒng)誤差
由于系統(tǒng)誤差是由儀器、試劑、測量方法造成的,那么我們在試驗時,一定要使用經(jīng)過校正的儀器。如對天平的砝碼、等臂天平的臂長以及電子天平、熱電偶等進行定期鑒定,定期進行標定樣測試,以便掌握儀器的運行情況。試劑方面一定要用分析純試劑,容器一定要清潔,蒸餾水不含雜質(zhì)。在測量方法上,如酸堿滴定中,由于使用不同的指示劑,可以得出不同的終點,當然滴定終點不會恰好和等當點一致,所以選用指示劑就成為一個重要問題。這就要求我們在試驗中多次試驗,選擇那些pH值的變色范圍和等當點pH接近的指示劑就可以減少滴定誤差。
2 偶然誤差
因煤炭本身的特殊性和不同指標對煤樣有不同的技術(shù)要求,要得到具有代表性和的分析結(jié)果,在煤樣的采取和制備上應嚴格按國家規(guī)定進行煤樣的采取、制備、化驗,如在車皮、煤流等采樣中,一定要做到均勻、不漏點、子樣重量不少于規(guī)定重量等。由于煤是一種多孔結(jié)構(gòu)的吸濕性物質(zhì),空氣和環(huán)境中的水分對試樣的實際質(zhì)量影響較大,煤質(zhì)分析中所用的煤樣,除有特殊要求(如需用大粒度煤為試樣)外,一般都應是經(jīng)過破碎和縮分處理后的空氣干燥煤樣。為了避免在不同時間和不同地區(qū)因空氣濕度相差較大,使煤質(zhì)分析結(jié)果出現(xiàn)明顯差異,在進行各種煤質(zhì)分析項目如灰分、揮發(fā)分、元素分析、發(fā)熱量等指標時,同時測定結(jié)果,以各指標測值的性。實際工作中如不能實現(xiàn)同時測定,則應在盡量短的時間內(nèi),即煤樣水分不發(fā)生顯著變化的期限(多不超過7天)內(nèi)進行。煤樣制成后,應裝入嚴密的容器中,通常可用帶有嚴密磨口玻璃塞或塑料塞的玻璃瓶。在稱量前,煤樣應充分混勻,再進行稱取、試驗,同時在破碎、縮分時一定要按規(guī)定操作。
目前,由于多使用現(xiàn)代化的儀器,可能需主觀估計的數(shù)據(jù)減少,但有時仍需估計數(shù)據(jù),如在看滴定管讀數(shù)時,對于一位讀數(shù)的估計,多次估計的不同就可能造成偶然誤差,這就要求我們操作人員以一種慣性的標準來讀數(shù),盡可能減小誤差。
由于環(huán)境變化、電流、電壓等意外因素引起的誤差,我們可以盡量使化驗室處于一個相對封閉的環(huán)境,利用目前較的設備,使化驗室的溫度、濕度都處于相對穩(wěn)定的環(huán)境中,就可以減少由這方面造成的誤差。
偶然誤差和系統(tǒng)誤差不同,經(jīng)過多次重復測定可以發(fā)現(xiàn)值正負號出現(xiàn)的機會相同,因此,偶然誤差可以通過多次平行測定使之減少到接近消除。
度是指測定值和真實值的符合程度,我們要得到較高的度,必須使系統(tǒng)誤差減小到低程度,在系統(tǒng)誤差小的前提下,盡量減少偶然誤差,這樣就可以減小煤質(zhì)分析中的誤差。
由于煤炭的特殊性,煤炭化驗試驗方法的規(guī)范性較強。雖然在測定過程中誤差是很難避免的,但是只要熟練地掌握操作技術(shù),認真細致地遵照國家標準進行工作,就可以使誤差趨于小。因此,煤質(zhì)分析工作者應善于判斷分析結(jié)果的正確性,找出產(chǎn)生誤差的原因,予以糾正,以使煤質(zhì)分析中的誤差達到小。
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