計量測試中異常數(shù)據(jù)剔除的措施

王尚琪

鄂爾多斯市檢驗檢測中心，中國·內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017010

1 引言

計量檢測是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中的關(guān)鍵，通過計量檢測目標(biāo)對象可以檢測出檢測對象的數(shù)據(jù)信息，給工業(yè)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)[1]。因為計量檢測工作對中國工業(yè)產(chǎn)品和科學(xué)技術(shù)的開發(fā)能力起到?jīng)Q定作用，且計量檢測數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性對計量檢測工作質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。所以，基于計量檢測工作中無法避免存在異常數(shù)據(jù)的問題，工作人員開展計量檢測工作時必須探討有效的剔除異常數(shù)據(jù)的方法，這是提高計量檢測工作效率的關(guān)鍵。

2 計量測試中異常數(shù)據(jù)發(fā)生的原因

2.1 外部環(huán)境影響

濕度和溫度都是比較常見的外部環(huán)境因素，若外部環(huán)境惡劣或存在較大的變動，很有可能導(dǎo)致計量檢測工作存在異常數(shù)據(jù)的問題。比如說企業(yè)檢測自身產(chǎn)品時容易受到溫度變化導(dǎo)致計量檢測數(shù)據(jù)異常，降低了計量檢測工作的精準(zhǔn)性。所以，計量檢測工作人員應(yīng)全面考慮外部因素對檢測結(jié)果的影響，并借助相應(yīng)的手段降低異常數(shù)據(jù)的發(fā)生率。比如說企業(yè)檢測自身產(chǎn)品之前應(yīng)結(jié)合以往的工作經(jīng)驗控制和關(guān)注檢測過程中的溫度，為降低計量檢測工作中的異常數(shù)據(jù)，通常情況下控制外界溫度為15℃～25℃[2]。

2.2 檢測人員專業(yè)能力不足

檢測人員能力專業(yè)能力不足很容易導(dǎo)致計量檢測結(jié)果出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)的問題。首先，檢測人員專業(yè)能力不足就無法操作一些對精準(zhǔn)度和操作水平要求較高的方法，計量檢測工作中異常數(shù)據(jù)的發(fā)生率顯著增加。其次，檢測人員在計量檢測工作中對外部環(huán)境因素的理解存在差異，最終得出的檢測數(shù)據(jù)存在明顯的差異，這是計量檢測工作中出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)的又一原因。最后，檢測人員專業(yè)能力不足，操作過程中存在失誤，對檢測中的異常數(shù)據(jù)造成影響。

2.3 計量檢測設(shè)備問題

計量檢測工作質(zhì)量一定程度上受到設(shè)備性能的影響。換句話來說就是若計量檢測設(shè)備存在異常，很有可能導(dǎo)致計量檢測出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)的問題[3]。比如說企業(yè)沒有更具要求維護(hù)和管理計量檢測設(shè)備，降低了計量設(shè)備的靈敏度。若工作人員在操作中仍然使用存在故障的設(shè)備，很有可能出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，此時必須將異常數(shù)據(jù)剔除，否則就會影響后續(xù)的計量檢測工作，無法為開展相關(guān)工作提供科學(xué)的計量檢測結(jié)果。

3 計量測試中異常數(shù)據(jù)剔除的措施

3.1 異常數(shù)據(jù)的判斷

為了更好地剔除異常數(shù)據(jù)，必須對科學(xué)的判斷過程進(jìn)行重視，并以實際檢測結(jié)果進(jìn)行科學(xué)合理的分析。工作人員在計量檢測工作中應(yīng)科學(xué)地判斷異常數(shù)據(jù)，掌握科學(xué)的判斷方法，把握一定的對策和技巧。

3.2 格拉布斯判斷法

運用該方法時旨在將正態(tài)分布當(dāng)做最基礎(chǔ)的判斷條 件[4]。以結(jié)論為基礎(chǔ)進(jìn)行分析，運用該方法時應(yīng)將自身的嚴(yán)謹(jǐn)性分析出來，便于更簡單地操作。應(yīng)用該方法進(jìn)行判斷時應(yīng)進(jìn)一步明確，之后結(jié)合方法使用價值開展判斷。若發(fā)現(xiàn)測量值的殘余誤差絕對值大于Gg，則可以明確該數(shù)據(jù)為粗大誤差的數(shù)據(jù)，必須及時分析誤差，之后以實際情況為基礎(chǔ)剔除異常數(shù)據(jù)。該方法的使用還必須以基本的判斷原則為依據(jù)，以測量結(jié)果偏離值的實際情況，也就是以誤差理論為依據(jù)剔除偶然的誤差，并至少測量和分析至少10次。

為了保證基本的響應(yīng)速度和測量精度，應(yīng)測量至少十次，并將其作為基本的單位之一。獲取了十五次以上的測量數(shù)據(jù)信息，則可以將誤差情況反映出來，并進(jìn)行科學(xué)地分揀處理，從而及時剔除異常數(shù)據(jù)。若與測量值xi響應(yīng)的殘差vi滿足相關(guān)條件，對其基本的差異進(jìn)行分析，之后結(jié)合實際剔除相關(guān)數(shù)據(jù)。通過分析可知，上述在的x表率n次采集的平均值（∑xi）/n；σ（x）則為測量數(shù)據(jù)組的基本標(biāo)準(zhǔn)差[5]。此時以貝塞爾公式中的要求為基礎(chǔ)，n表示測量的次數(shù)，將顯著性水平反映出來。若測量15次，則可以取顯著性水平為0.05，標(biāo)準(zhǔn)差為2.41。在此之后可以根據(jù)15次采集值進(jìn)行判斷，并將其存入同一個數(shù)組內(nèi)部，并將平均值求出，合理地分析基本的殘差，從而計算出最終的σ（x），得出該數(shù)據(jù)后和殘差的2.41倍的σ（x）和殘差的絕對值進(jìn)行比較，從而剔除可疑的數(shù)據(jù)信息。在實際的應(yīng)用過程中并不需要重復(fù)地開展檢驗，基本上可以一次完成操作。

3.3 t-檢驗法

t-檢驗法是比較科學(xué)的一種假設(shè)檢驗方法，可以應(yīng)用于測量次數(shù)不足30的情況，通過合理地判斷和檢驗隨機變量的數(shù)學(xué)期望對是否符合某個已知數(shù)值相符進(jìn)行明確。工作人員應(yīng)用該方法時必須架設(shè)《x1、x2、…,xn》,并以其為正態(tài)隨機變量x的樣本，若“Mx=m0”,則可以確定實際數(shù)據(jù)的計算情況具有合理性。之后結(jié)合統(tǒng)計理論對其進(jìn)行判斷，若最基本的假設(shè)與相關(guān)的要求和標(biāo)準(zhǔn)相符，那么統(tǒng)計量服從自由度n-1的t-分布。若發(fā)現(xiàn)正態(tài)隨機變量比樣本低，則可以借助該手段科學(xué)地分析數(shù)學(xué)期望值，因此在實際的檢驗工作中就可以確保相關(guān)成果與科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)相符。因此，工作人員在實際的工作中應(yīng)合理利用一定的技巧，對相關(guān)差異進(jìn)行明確，了解差異值的情況后剔除異常數(shù)據(jù)。

3.4 異常數(shù)據(jù)的剔除

剔除異常數(shù)據(jù)時需要工作人員掌握一定的技巧，并以測試結(jié)果為基礎(chǔ)進(jìn)行分析。工作人員測定了某一組數(shù)據(jù)后可以將真實性反映出來，之后分析基本的數(shù)據(jù)差異。比如說 以“10.002，10.204，10.218，10.228，10.230，10.312，10.320，10.342，10.346”這一組數(shù)據(jù)為例，可以對數(shù)據(jù)變化的情況進(jìn)行反映，然而還必須在嚴(yán)格的檢驗后科學(xué)地判斷。以上問題出的異常數(shù)據(jù)判斷技巧為依據(jù)判斷此類數(shù)據(jù)，對異常值進(jìn)行明確，之后選擇合理的剔除方法，將置信概念的可取值設(shè)定為95%，之后設(shè)置異常值懷疑為10.346，通過計算后得出平均值10.2317，相應(yīng)的x1值為10.2231，之后科學(xué)計算，計算出異常值10.346，并將其剔除。在此之后以具體的計算方式將數(shù)值基本情況計算出來，并對異常值進(jìn)行確定，即10.346，此時G（a，n）和10.002,10.2317相當(dāng)接近，表明計量測試中應(yīng)用格拉布斯準(zhǔn)則取得顯著的效果，獲得的結(jié)果可靠性更高。在實際的判定工作中一串?dāng)?shù)字主要是分析統(tǒng)計量，若其符合規(guī)定范圍，則可以將其當(dāng)作服止態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)，且意味著數(shù)據(jù)存在異常的問題。

4 結(jié)語

總而言之，計量檢測無論在科技發(fā)展還是工業(yè)生產(chǎn)都發(fā)揮重要的作用。因此，相關(guān)工作人員應(yīng)分析計量檢測數(shù)據(jù)，并分析判斷異常數(shù)據(jù)的方法，有效剔除異常數(shù)據(jù)。因此，技術(shù)人員剔除異常數(shù)據(jù)時可以選擇格拉布斯判斷法和t-檢驗法方法，并采取相應(yīng)的措施剔除異常數(shù)據(jù)，確保計量檢測工作質(zhì)量，從而提供科學(xué)合理的信息依據(jù)。