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内容简介

《分析测试统计方法和质量控制》介绍了分析测试及其试验研究中常用的数理统计方法，包括分析测试中的误差和误差分布、测量结果的统计检验、方差分析、正交设计、回归分析等统计方法的理论与实践；结合ISO、GB和CNAS等有关实验室管理规范和认可要求，阐述了实验室管理和协同试验中测量结果准确度试验及应用、能力验证及其统计方法、测量不确定度评定、标准物质及其研制中的统计方法、分析方法的评价及分析结果的表示、实验室认可、质量控制图中相关的统计方法和质量控制措施；还介绍了分析测试文献资源和检索方法、Excel在分析测试数据统计中的应用，并以较多实例解读数理统计方法在分析实践及实验室管理中的应用。
《分析测试统计方法和质量控制》理论联系实际、内容丰富、实践性强，可供各行业从事分析测试、分析试验研究人员和实验室管理人员阅读，亦可作为分析测试专业培训教材，大专院校相关专业师生参考用书。

作者简介

曹宏燕，武汉钢铁公司研究院技术中心，原主任，研究员，发表论文30余篇，主持起草标准近10项，如《化学成分分析测量结果不确定度评定导则》（CSM 01010100-2006）、《钢铁及合金化学分析方法 新亚铜灵-三氯甲烷萃取光度法测定铜量》（GB 223.19-1989）等

目录

第1章分析测试中的误差和误差分布1
1.1分析测试误差1
1.1.1误差和误差的分类1
1.1.2分析误差的产生3
1.2测量结果的准确度（正确度和精密度）4
1.2.1测量准确度、正确度和精密度的有关术语4
1.2.2测量结果准确度与正确度、精密度的关系6
1.2.3误差的表示7
1.3随机误差的正态分布8
1.3.1测量结果的分布8
1.3.2正态分布10
1.3.3标准正态分布12
1.4正态分布的数字特征14
1.4.1数据集中位置的特征数15
1.4.2数据离散度的特征数18
第2章测量结果的统计检验24
2.1离群值检验24
2.1.1概述24
2.1.2离群值检验26
2.1.3统计检验的功效33
2.1.4检验结果的处理34
2.1.5可疑数据检验中的一些问题34
2.2平均值一致性检验35
2.2.1概述35
2.2.2t分布36
2.2.3u检验38
2.2.4t检验39
2.3方差检验44
2.3.1概述44
2.3.2χ2分布45
2.3.3F分布46
2.3.4方差检验48
2.3.5多个总体的方差的检验51
2.4正态性检验55
2.4.1概述55
2.4.2夏皮罗-威尔克（Shapiro-Wilk）检验法55
2.4.3偏态-峰态系数检验59
2.4.4爱泼斯-普利（Epps-Pulley）检验60
2.4.5达戈斯提诺（D Agostino）检验62
2.4.6正态性检验方法的应用64
第3章方差分析65
3.1变差平方和的分解65
3.2单因素方差分析67
3.2.1单因素方差分析一般方法67
3.2.2各水平等重复次数的单因素方差分析68
3.2.3各水平不等重复次数的单因素方差分析70
3.3双因素试验方差分析71
3.3.1交互效应71
3.3.2无交互作用双因素试验方差分析72
3.3.3有交互作用双因素试验方差分析75
3.4正交试验与正交试验方差分析79
3.4.1常用试验设计方案的比较79
3.4.2正交表80
3.4.3不考虑交互作用的正交试验81
3.4.4有交互作用的正交试验设计87
3.4.5多指标试验的正交设计90
3.4.6水平数不等的正交设计91
3.4.7分次试验93
第4章回归分析95
4.1概述95
4.2一元线性回归96
4.2.1作图法求两变量间的关系96
4.2.2一元线性回归方程的建立97
4.2.3一元线性回归方程的有效性检验100
4.2.4回归方程的精度与置信区间109
4.2.5两条回归直线的比较115
4.2.6一元线性回归方程在分析测试中的应用 118
4.3一元非线性回归124
4.4二元线性回归分析129
4.4.1二元线性回归方程求解129
4.4.2二元线性回归方程的显著性检验131
4.4.3二元线性回归方程的精度132
4.4.4二元非线性化回归133
4.5多元线性回归方程133
第5章测量方法与结果的准确度试验及应用134
5.1概述134
5.2有关分析测试方法准确度的定义与术语135
5.3确定重复性限标准差和再现性限标准差的基本方法 137
5.3.1精密度试验统计的基本模型137
5.3.2重复性方差s2r、实验室间方差s2L和再现性方差s2R的统计138
5.3.3重复性限r和再现性限R的确定139
5.3.4确定sr（和sR）与水平值m之间的函数关系140
5.3.5精密度参数的表达143
5.3.6精密度试验测试结果的一致性检验和离群值检验145
5.3.7数据分析的稳健统计方法149
5.3.8精密度试验测试结果统计分析主要流程150
5.4精密度试验和统计分析实例150
5.4.1试验安排和实验室测试数据150
5.4.2测试数据的统计检验和精密度参数计算151
5.4.3重复性限和再现性限回归方程的拟合153
5.5精密度试验的组织155
5.5.1实验室的选择155
5.5.2精密度试验的样品156
5.5.3精密度试验操作员156
5.5.4测试数据的独立性157
5.6分析方法精密度的中间度量157
5.6.1精密度中间度量概述157
5.6.2精密度中间度量的试验158
5.6.3精密度中间度量试验的统计分析159
5.7精密度试验的分割水平设计和非均匀物料设计161
5.7.1精密度试验的分割水平设计161
5.7.2精密度试验的非均匀物料设计163
5.8确定测试方法正确度的基本方法163
5.8.1根据实验室间试验确定测量方法的偏倚163
5.8.2单个实验室偏倚的确定165
5.8.3应用实例166
5.9精密度数值的应用169
5.9.1不同概率水平临界值的计算169
5.9.2两个和两个以上测试结果重复性检验的临界值169
5.9.3重复性条件下进行两组测试170
5.9.4两个实验室各进行一次以上的测试170
5.9.5一个实验室的测试结果与参照值的比较171
5.9.6多个实验室的测试结果与参照值的比较172
5.9.7精密度参数在测量不确定度评定中的应用173
第6章测量不确定度及其评定174
6.1测量不确定度概述175
6.1.1测量的基本术语175
6.1.2测量不确定度177
6.1.3测量误差与测量不确定度178
6.1.4分析测试中常见的不确定度因素179
6.2测量不确定度评定的基本方法180
6.2.1测量不确定度的名称和定义180
6.2.2测量不确定度评定的基本程序182
6.3分析测试中主要不确定度分量的评定191
6.3.1溶液体积测量的不确定度分量191
6.3.2称量引起的不确定度分量192
6.3.3标准物质和纯物质引入的不确定度分量193
6.3.4校准曲线变动性的不确定度分量194
6.3.5测量重复性不确定度分量196
6.3.6相对原子质量、常数等引起的不确定度分量196
6.3.7分析中某些校正系数的不确定度分量197
6.3.8长度测量的不确定度分量197
6.3.9仪器的显示或读数引起的不确定度分量197
6.3.10数字修约引起的不确定度分量197
6.4测量不确定度评定实例198
6.4.1重铬酸钾滴定法测定铁矿石中全铁含量的不确定度评定198
6.4.2过硫酸铵氧化滴定法测定含钒不锈钢中铬含量的测量不确定度评定200
6.4.3恒电流电解-BCO光度法测定纯铜中铜含量的不确定度评定203
6.4.4电感耦合等离子体发射光谱法测定低合金钢中钼含量的不确定度评定207
6.4.5燃烧气体容量法测定钢中碳含量测量不确定度评定209
第7章能力验证及其统计方法212
7.1能力验证相关术语212
7.2实验室能力验证213
7.2.1能力验证的作用213
7.2.2能力验证的要求215
7.2.3CNAS与其他认可机构的互认216
7.3能力验证计划216
7.3.1顺序参加计划216
7.3.2同步参加计划217
7.3.3部分过程计划218
7.3.4外部质量评价（EQA）计划218
7.4检测实验室的能力验证218
7.4.1能力验证计划的组织和设计218
7.4.2能力验证样品（物品）的制备、分发和管理219
7.4.3计划的实施219
7.4.4数据的统计处理220
7.4.5能力评价221
7.4.6能力验证报告222
7.4.7能力验证结果的利用和整改程序222
7.5能力验证中的统计方法223
7.5.1稳健统计基本方法224
7.5.2以中位数和标准化四分位距表征的稳健统计技术226
7.5.3能力验证结果的图示227
7.5.4能力验证实例229
7.6检测实验室能力验证中的几个问题232
7.6.1分割水平样品试验232
7.6.2中位数和四分位数的确定233
7.6.3标准化四分位距的计算234
7.6.4能力验证评价结果的不一致235
7.6.5能力验证中的保密性235
7.7能力验证的其他稳健统计和评价方法236
7.7.1稳健算法A236
7.7.2ISO尧登椭圆图238
7.7.3En统计量的评价241
7.7.4采用分析方法精密度参数的评价方法242
7.7.5能力验证结果稳健统计值与标准物质认定值的符合性检验243
第8章分析方法的评价与分析结果的表示245
8.1分析方法的基本特性245
8.1.1检出限245
8.1.2测定限247
8.1.3灵敏度249
8.1.4选择性249
8.1.5精密度、重复性和再现性250
8.1.6准确度、正确度和偏倚251
8.2测量结果的精密度检验251
8.3测量结果的正确度的检验253
8.3.1用标准物质检查测量结果的正确度253
8.3.2两个独立分析方法间的比对255
8.3.3测量结果与另一实验室测量结果比对256
8.3.4多水平测量结果的比较257
8.3.5参与实验室间能力验证比对试验260
8.3.6加标回收试验260
8.4分析方法试验和评价261
8.4.1分析方法试验261
8.4.2分析方法评价263
8.5提高测量结果的准确度264
8.6有效数字与数值修约267
8.6.1有效数字和有效数字的位数267
8.6.2有效数字表示规则268
8.6.3数值修约规则269
8.6.4测定值或其计算值与标准规定极限数值作比较的方法270
8.7误差的传递271
8.7.1误差传递的一般公式271
8.7.2误差传递公式在基本运算中的应用272
8.7.3应用实例273
8.7.4分析测试中误差的分配和控制275
8.8分析结果的表示275
第9章标准物质及其研制中的统计方法277
9.1概述277
9.2标准物质的基本特性280
9.2.1均匀性280
9.2.2稳定性280
9.2.3溯源性281
9.3标准物质在分析测试中的作用282
9.4分析测试的溯源体系和溯源性的保证284
9.4.1分析测试的溯源性284
9.4.2溯源体系285
9.4.3分析测试溯源体系的完善287
9.4.4标准物质生产者(研制者)的认可289
9.5标准物质的均匀性和均匀性检验289
9.5.1均匀性检验统计方法290
9.5.2样品不均匀性引起的不确定度评定293
9.5.3均匀性检验方法的选择和正确评价296
9.5.4均匀性检验的抽样方式和抽样数量298
9.5.5均匀性检验项目的选择299
9.5.6均匀性检验测量条件的控制299
9.5.7测量顺序的控制300
9.5.8最小取样量的确定301
9.6标准物质的稳定性和稳定性试验302
9.6.1标准物质稳定性试验302
9.6.2标准物质稳定性试验的统计方法305
9.7标准物质的定值分析和特性量值的确定310
9.7.1标准物质特性量值溯源性的保证310
9.7.2标准物质定值分析和定值实验室311
9.7.3定值分析的质量控制315
9.7.4标准物质定值分析数据的统计处理316
9.8标准物质的选择和使用322
9.9标准物质的期间核查324
9.9.1标准物质的期间核查的基本要求324
9.9.2有证标准物质的期间核查325
9.9.3标准物质特性量值的核查326
第10章实验室认可327
10.1实验室认可的基本知识327
10.1.1认可的定义327
10.1.2实验室认可与质量认证的区别327
10.1.3实验室认可的作用和益处328
10.1.4实验室认可的依据329
10.1.5实验室认可过程329
10.1.6实验室认可的领域331
10.2实验室质量管理体系的建立与运行331
10.2.1管理体系的基本概念331
10.2.2管理体系的总体要求332
10.2.3管理体系的建立333
10.2.4管理体系的运行和持续改进334
10.3实验室认可中的关注重点335
10.3.1现场考核试验335
10.3.2测量不确定度的评估335
10.3.3量值溯源336
10.3.4内部校准要求338
10.3.5能力验证338
10.3.6非标准方法的确认339
10.3.7符合相关法律法规的要求340
10.3.8内部质量控制340
第11章分析测试中的质量控制图342
11.1质量控制图342
11.2常规控制图343
11.2.1常规控制图的分类343
11.2.2计量控制图的性质344
11.2.3计量控制图设计344
11.3计量控制图的建立345
11.3.1平均值-极差控制图345
11.3.2平均值-标准差控制图347
11.3.3中位值-极差控制图347
11.3.4单值-移动极差控制图348
11.3.5给定参数的计量控制图350
11.4常规控制图的识别与判断350
11.5计量控制图的控制程序352
11.6质量控制图在评价分析测试工作质量中的应用353
第12章分析测试文献资源和检索方法358
12.1分析测试类文献资源的类型358
12.1.1期刊文摘类信息资源358
12.1.2图书类信息资源361
12.1.3专利类信息资源361
12.1.4学位论文362
12.1.5标准化信息363
12.1.6会议资料365
12.1.7新闻类信息资源366
12.1.8实验室管理信息366
12.2分析化学文献的综合检索途径366
12.2.1综合类搜索引擎366
12.2.2网上图书馆367
12.2.3化学专业网站367
12.2.4网上大型综合数据库368
12.2.5专业检索工具373
12.3文献检索步骤374
12.3.1分析检索课题，确定检索范围374
12.3.2确定检索方法375
12.3.3制定检索策略375
12.3.4适时调整检索策略375
12.4检索结果375
第13章分析测试中统计软件应用简介377
13.1统计软件概述377
13.1.1Excel377
13.1.2Origin377
13.1.3Minitab378
13.2Excel的基本功能378
13.2.1Excel的主要特点378
13.2.2数据基本操作379
13.2.3Excel在数理统计中的常规应用383
13.2.4数据分析工具库的应用390
13.2.5分析测试数据处理示例400
13.2.6Excel绘图功能简介405
13.2.7Excel绘图实例408
13.3Origin软件应用简介412
13.3.1数据分析412
13.3.2绘图413
13.4Minitab应用简介416
13.4.1描述性统计量416
13.4.2方差分析416
13.4.3控制图的绘制419
13.5附录：Excel中的统计函数421
附录424
附表1标准正态分布表424
附表2χ2分布表425
附表3t分布表426
附表4F分布表427
附表5常用正交表437
参考文献444

精彩书摘

　　《分析测试统计方法和质量控制》：
　　有些物理试验是不可重复的，有些成分分析样品量有限，只能做一次试验。一次测量所得结果是否有分散性？按重复性概念，一个测量结果不能计算其标准差，但在测晕不确定度评定中可通过所用仪器、量具校准的标准不确定度、其示值误差、环境温度变化的不确定度及利用以前积累的统计数据或方法的重复性限等参数来评定测量结果的分散性。例如，在试验机上进行破坏性的抗托强度试验，但仍可通过试验机已知的很大允许差、试验机的示值重复性标准差、试验样品几何尺寸的测量误差等来评定测量结果的不确定度。
　　因此，在计量学中引入测量不确定度的概念，通过对未在重复测量中表不的各种不确定度因素进行分析，并将这些因素对数据分散性的贡献统计出来，与测量数据的重复性进一步合成为总

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