相对平均偏差怎么计算:依托实测数据分步核算偏差均值
做实验处理数据那阵子,最头疼的就是一堆测量值不知道怎么判断精度,反复核对数据的时候,终于摸透了相对平均偏差怎么计算,全程都是实打实的实操步骤,没有任何抽象公式套路,照着算就能用。
很多人算错这个数值,根本不是数学不好,而是跳过了最基础的平均值核对步骤,直接代入数据,最后算出来的偏差完全失真。之前做滴定实验,连续测了五组样品数据,着急出结果,随便套了网上的简化公式,算出来的相对平均偏差特别小,看着数据完美,实则全部出错,实验报告直接被打回重写。
后来才反应过来,相对平均偏差的计算,核心就四步,每一步都不能偷懒,而且每一步都有明确的计算依据。首先要算出所有测量数据的算术平均值,这是所有计算的基础,一点误差都不能有。当时手里的五组实验数据是0.21、0.23、0.22、0.20、0.22,把所有数值相加,总和是1.08,再除以测量次数5,得出平均值是0.216。
第二步是算单次绝对偏差,也就是每一个测量数据和平均值的差值,重点是全部取绝对值,不管数据比平均值大还是小,都去掉正负号。当时逐个数核算,0.21与0.216的差值是0.006,0.23的差值是0.014,0.22的差值是0.004,0.20的差值是0.016,最后一个0.22差值同样是0.004。这一步最容易踩坑,很多人会保留正负号,最后正负抵消,导致平均偏差算出来偏小。
第三步,汇总所有绝对偏差,算出平均偏差。把刚才得到的五个绝对值相加,0.006+0.014+0.004+0.016+0.004,总和是0.044,再除以测量次数5,得到平均偏差为0.0088。这一步不需要复杂运算,就是简单的求和求平均,只要前面的绝对偏差没算错,这一步基本不会出问题。
第四步就是最终的核心计算,用平均偏差除以最开始算出的算术平均值,最后乘以100%,得到的就是相对平均偏差。代入数据的话,就是0.0088÷0.216×100%,最终结果大概是4.07%。折腾好久才搞明白,这就是完整的计算流程,没有任何多余步骤,所有实验数据都通用。
身边有同学图省事,直接用最大值最小值的差值估算偏差,看似速度快,实则完全不符合实验数据处理规范。这种估算方式只能粗略看数据波动,根本不能当作正式的相对平均偏差使用,用来交实验报告百分百出错。
算完之后才发现,这个数值的意义特别直白。它不是看数据和标准值的差距,而是看你自己多次测量的数据稳不稳定。数值越小,说明反复测量的结果越统一,实验操作、仪器读数的误差越小;数值越大,就代表操作手法不稳定,或者仪器读数波动太大,数据可信度很低。
之前一直混淆相对偏差和相对平均偏差,前者是单组数据的偏差,而我们常用的、实验要求的基本都是相对平均偏差,是多组数据的整体偏差水平,两者完全不能混用。
那天改完所有数据,重新填好实验报告,合上实验记录本的时候,窗外的实验楼灯光刚好全部亮起,手上还留着纸笔演算的油墨味道。