试验设计基础讲述.pptx

食品与生物试验设计与数据分析 王静静jing1425@126.com 第二章 试验设计基础 一、试验设计的基本术语 二、试验设计的基本原则 三、试验的误差及其来源 四、试验数据的特征数（重点） 五、统计假设检验（重点、难点） 六、试验设计的类型、意义 一、试验设计的基本术语 试验设计的基本术语 1、 试验因子（试验因数） 影响科学试验结果的因子往往很多，但进行试验时，仅能挑选几个因子进行试验，因此试验中安排的因子称为试验因子（experimental factor）或试验因素，而未在此次试验中安排的因子则统称为非试验因子。 试验设计的基本术语 在安排试验中，每个因子的某种具体措施则称为该因子的某种水平（Level），它们有的是连续变化的定量因子，有的是离散状态的定性因子。 试验设计的基本术语 2、试验水平 试验中试验因素所处的各种状态或取值称为因数水平，简称水平。若一个因数取m个水平，则称该因素为m水平的因素。 因素水平可以是定量的，也可以是定性的。如原料品种、食品添加剂、色谱柱不同类别等。 试验设计的基本术语 3、试验指标 在试验设计中把判断试验结果好坏所采用的标准称为试验指标，简称指标。它类似于数学中的因变量或目标函数。 如：考察加热时间和加热温度对果胶酶活性的影响时，果胶酶活性就是试验指标。 试验设计的基本术语 试验指标可以分为定性指标和定量指标，能够用数量表示的指标是定量指标，如食品的酸度、蛋白质、脂肪、碳水化合物、水分含量等；不能用数量表示的指标为定性指标，如色泽、风味和质地、口感等。 在试验设计中，为了便于分析试验结果，常把定性指标进行量化，转化为定量指标。 试验设计的基本术语 一个试验中可以选用单指标，也可以选用多指标，这由专业知识对试验的要求确定。 各个专业领域的研究对象不同，试验指标各异。 在设计试验时要合理地选用试验指标，它决定了观测记载的工作量。过简单则难以全面准确地评价试验结果，功亏一篑；过繁琐又增加许多不必要的浪费。试验指标较多时还要分清主次，以便抓住主要方面。 试验设计的基本术语 4、试验处理 试验处理是指各试验因素的不同水平之间的联合搭配，因此，试验处理也称为因素的水平组合或水平处理。 在单因素试验中，水平和处理是一致的，一个水平就是一个处理。在多因素试验中。由于因素和水平较多，可以组成若干个水平组合。 试验设计的基本术语 5、重复 “重复”为同一试验处理所设置的试验单元数。当一个试验的每个处理只设置一个试验单元时，称为无重复试验；当一个试验中部分处理设置两个或两个以上试验单元时，称为部分处理没重复的试验；当一个试验的每个处理都设置两个试验单元时称为试验有两次重复，以此类推。 试验设计的基本术语 6、全面试验 全面试验：对全部组合都进行试验。 由于全部组合处理等于各试验因素水平数的乘积，所以全面试验的试验次数也就等于各试验因素水平数的乘积。 全面试验的优缺点 优点：能够掌握每个因素及其每个水平对试验结果的影响，无一遗漏。 缺点：全面试验有局限性，只适合因素和水平不太多的试验。 6、全面试验 试验设计的基本术语 试验设计的基本术语 7、部分实施 部分实施：从全面组合处理中，选取有代表性的处理进行实施。 在全面试验中，由于试验因素和水平数的增加会使处理数目急剧增长，有时难以实施。另外，当试验因素和水平数较多时，全面试验即使能够实施，也不能算作一个经济有效地方法。为此，在实际实验研究中，都采用部分实施的方法。 二、试验设计的基本原则 试验设计的基本原则 1、重复原则 所谓重复，是指在实验中每种处理至少进行2 次以上， 其目的是在对实验结果进行分析时能定量地评价误差的大小以及减小随机误差。 独立重复实验 ——在相同的处理条件下对不同的实验单元做 多次实验。这是通常意义下所指的重复实验，其目的是 为了降低由样品差异而产生的实验误差，并正确估计这个 实验误差。 试验设计的基本原则 独立重复实验 ——在相同的处理条件下对不同的实验单元做多次实验。这是通常意义下所指的重复实验，其目的是为了降低由样品差异而产生的实验误差，并正确估计这个实验误差。 重复测量——在相同的处理条件下对同一个样品做多次重复实验，以排除操作方法产生的误差。 试验设计的基本原则 A因素 A1 A2 B因素 B1 B2 进行实验的目的是为了找出各因子的最佳水平，而这样的重复正好使一个因子的各水平都组合到，从而更能真实地反映该因子的水平效果，为选优提供可靠的依据。 试验设计的基本原则 2、随机化原则 指试验条件在各项实验中的配置或各个实验的顺序，不以人的主观意志为转移，按某种有利的方式确定，而是完全以随机的方式进行安排。