仪器分析(大连理工大学)1.3信息评价与处理.ppt

第一章绪论 1 3 1信息量和熵1 3 2分析化学实验中的信息量与熵1 3 3分析仪器的最大信息量1 3 4仪器的效率和剩余度 第三节分析仪器的信息评价与处理 Introduction Informationprocessandevaluationofinstrumentanalysis 12 26 46 1 3 1信息量和熵 由信息理论来评价仪器的性能 设有一事件有几种可能性 它们各自的概率为pi Shannon定义信息熵 在信息理论中 习惯取 2 作为对数的底 此时单位为bit 设有一具有两种可能性的等概率事件 12 26 46 熵是事件不确定程度的度量 不确定程度越大 熵就越大 对于一个概率密度为p x 的连续型分布熵的定义为 信息的概念是与事件发生的概率相联系的 出现小概率事件所包含的信息量大 因此可定义信息量 I lgpi 12 26 46 如果事件发生后概率不等于1 即它是不确定的 则信息量可表示为 I lg qi pi 式中qi是事件发生后的概率 12 26 46 信息量与熵的关系 如果通过某些方法获取信息使原来事件的不确定程度减小 所得到的信息的数量就是信息量 故信息量就是熵减少的量 I H0 H 式中H0和H分别表示获取 情报 前后 事件不确定程度 在分析化学中则是实验前后的熵 若经过实验后的结果完全确定 即实验后的熵 0 则I H0 Hmax即经过这样一个实验后 可能得到的最大信息量 12 26 46 1 3 2分析化学实验中的信息量与熵 在定性分析实验中 判断某一组分是否存在 实验前 概率各为1 2 实验前并无任何信息 H0 1bit实验后 H 0故信息量 I H0 H 1bit如果采用仪器分析定性 不能将全部组分检测出 如何确定 例 原子吸收测定含铜 锌试样 组成未知 仅测定出Cu2 时的信息量 测定出Cu2 Zn2 时的信息量分别是多少 阴离子不能检测 12 26 46 定量分析中有关参数与信息量 如果实验前知道某一组分的大致范围时 即p x 均匀地分布在 x1 x2 区间内 则 由于分析中偶然误差的存在 结果不可能是一定值而呈正态分布 设其标准偏差为 则 12 26 46 则 越小 信息量越大 实验中增大信息量的途径 减少干扰 提高仪器灵敏度 减小噪声 增加测定次数等 12 26 46 1 3 3分析仪器的最大信息量 分析仪器通常有一测定限cmin 待测试样浓度低于此值时 不能用该仪器测定 该仪器实验前的熵为 c为仪器能分辨的最小浓度差 实际的信息量 12 26 46 对于多通道的仪器 可以有n个通道同时测定n种组分 其总的信息量是各通道的信息量之和 单位时间内信息量的变化称为信息流 理想的分析仪器应该在很短的时间内获得最大的信息量 12 26 46 1 3 4分析仪器的效率和剩余度 仪器的效率可用剩余度来衡量 剩余度的定义 R Hmax H 剩余度是熵偏离其最大值的度量 熵的一个重要性质是当所有的可能性都是等概率时 熵有最大值 在定量分析中 如果试样中待测组分的含量完全是未知的 则其可能的含量为0 100 故 12 26 46 仪器的效率和剩余度R 在分析仪器中 剩余度常被定义为R Imax I 即它是分析过程中被保留未被利用的信息量的度量 剩余度大 表示该仪器的效率低 分析时 一般样品的大致含量范围总是知道的 设其范围为x1 x2 故 则 12 26 46 内容选择 结束 1 1概述1 2计算机与分析仪器1 3分析仪器的信息评价与处理 第二章