误差分析论文2011

基于的正交法的对影响香蕉的保鲜因素的研究

一、试验目的:

作为一种大众喜欢的水果，香蕉不仅味美，而且具有很高营养、易消化等特点。然而，香蕉的不易保鲜，成为制约其价格的提高，制约着香蕉种植业的发展。本次试验中，我们通过对生活中常遇到的几个与香蕉保鲜有关的外部因素的研究，分析出各个所列的因素对香蕉保鲜的影响，试图寻找出最佳的香蕉保鲜方法。

二、试验对象:

9个密封袋，9个香蕉，一个温度计，一个液体量具，一些清水，浓度分别5PPM 、10PPM、15PPM的赤霉素各3份。

三、实验步骤:

1、准备实验材料：9个密封袋，9个香蕉，一个温度计，一个液体量具，一些清水，浓度分别5PPM 、10PPM、15PPM的赤霉素各3份。

2、留意天气预报，选择有连续3天以上晴朗天气的时间来进行实验。

3、将9个香蕉分别放入密封袋中，按照表3在各个密封袋中对应放入一定量的水和赤霉素，将密封袋密封。然后对就表3，各将3只密封袋分别放在冰箱、树阴下、阳台，以实现其温度因素的不同。

4、连续三天内，每天选择最低温时（6时），最高温时（15时），一般温度时（21），用温度计分别测量三个实验地点的温度，以便计算出平均温度。

5、三天后，取回9个密封袋，观察9个香蕉的腐烂程度，记录数据。

四、试验方案设计:

1、试验指标。

通过在3天后观察香蕉的外表同果肉的质量对试验结果进行判断，以腐烂程度作为试验结果，腐烂程度越低，保鲜效果越好。再对数据分析，找出最优组合。

2、选因素、定水平。

因素：影响香蕉保鲜质量的因素有很多，我们选取同一种类的香蕉，并选择其大小相近、质量好、无表面破损的香蕉。将温度、相对湿度环境、不同浓度的赤霉素（九二0）三个作为研究的因素。

水平：对应以上三个因素，每个因素定三个水平。（赤霉素（九二0）能延迟香蕉成熟变色，对保鲜效果好。）

3、确定因素、水平，并选择正交表。

根据对日常生活中环境的总结，对就选定的因素，我们对各因素各分为以下三种水平：

温度：15度、28度、38度

相对湿度环境：做用聚乙烯薄膜袋密封每一个香蕉前加入水份量：

4ml 8ml 12ml

不同赤霉素（九二0）的浓度：5PPM 10PPM 15PPM --------根据以上分析，现列出如下表的试验因素水平表(表1)：

表1：试验因素水平表

因本试验仅考察三个因素对香蕉保鲜的影响效果，不考察因素间的交互作用，故宜选用)

3(4

9L 正交表。

4、表头设计

在不考察交互作用时，各因素可随机安排在各列上。因此，本试验可将温度（A ）、相对温度环境（B ）、不同赤霉素（九二0）的浓度（C ）安排在)

3(4

9L 的第1、2、3列，从而得

到如下表所示的表头：

表2表头设计

5、设计实验方案。

把正交表中安排各因素的列中的每个水平数字换成该因素的实际水平值，编制正交试验方案。

表3试验方案

注：以上提到的三个温度水平皆为对三个实验地点温度值的预测，以后实验将以实地测得的温度为准进行。

五、试验结果分析：

1、实验记录：

表5实验结果记录

2分析A 因素各水平对试验指标的影响。由表3可以看出，1A 的影响反映在第1、2、3号试验中，2A 的影响反映在第4、5、6号试验中，3A 的影响反映在第7、8、9号试验中。 计算A 因素的各水平所对应的试验指标之和：

0351501K A1=++= 10/3K k A1A1== 601605554K A2=++= 3.53/3K k A2A2==

602088559K A3=++= 6.86/3K k A3A3==

根据正交设计的特性，对1A 、2A 、3A 来说，三组试验的试验条件是完全一样的（综合可比性），可进行直接比较。如果因素A 对试验指标无影响时，那么1A k 、2A k 、3A k 应该相

等，但由上面的计算可见，1A k 、2A k 、3A k 实际上不相等。说明，A 因素的水平变动对试验结果有影响。因此，根据1A k 、2A k 、3A k 的大小可以判断1A 、2A 、3A 对试验指标的影响大小。由于试验指标为腐烂率，而1A k <2A k <3A k 可断定1A 为A 因素的优水平。 同理，可以计算并确定2B 、2C 分别为B 、C 因素的优水平。三个因素的优水平组合

1A 2B 2C 为本试验的最优水平组合。即使香蕉保鲜时间最长的外部因素组合为：温度15度，

湿度为加入8ml 水，赤霉素浓度为10PPM 。详细情况见表6。

表6试验结果分析

3、 确定因素的主次顺序(根据极差法)。

根据极差R 的大小，可以判断各因素对试验指标的影响主次。本试验极差R 计算结果见表6，比较各R 值大小，可见B C A R R R >>,所以因素对试验指标影响的主→次顺序是A 、

C、B。即温度的影响最大，其次是赤霉素浓度的大小，而湿度的影响最小。

4、绘制因素与指标趋势图。

以各因素水平为横坐标，试验指标的平均值（

k）为纵坐标，绘制因素与指标趋势图。

jm

由因素与指标趋势图可以更直观地看出试验指标随着因素水平的变化而变化的趋势，可为进一步试验指明方向。

由上面三个图，可以看出对于因素A ，复印纸的影响最大；对于因素B ，派克牌墨水的效果比较突出；对于因素C ，墨水量为10%的效果最好。

六、正交试验结果的方差分析:

1. 计算

(1) 计算各列各水平对应数据K1、K2、K3的平方和及其和的平方:

211K =900 221K =25600 2

31K =72900

故其平方和为：2

31221211

K K K ++=900+25600+72900=99400 而其和的平方为：211600)27016030()(2

2312111=++=++K K K 计算列偏差平方和及自由度： 第一列的列偏差平方： ∑=-=m

i ij

j CT K r

SS 1

2

1

其中

故：

9622.29

211600994003

19

)

()(3

12

312111231

221

211

=-

?=

++-

++=K K K K K K SS

A

同理可得： 16.7=B SS ， 216.7=C SS ,0=e SS （空列）

9

)

()

(2

3121111

2

K K K n

x CT i i ++=

=

∑=

(2)计算自由度：

2

13=-===C B A

df df df

(3)计算方差：

1.48112

2.9622==

=

A

A A df

SS V

同理可得：35.8=B V ，35.108=C V ，0=e V （空列）

表7 偏差和方差的计算

2. 显著性检验

根据以上计算，进行显著性检验，列出方差分析表如下表：

图8 方差分析表

分析上表，可知因素A的F值大于临界值，故其高度显著，而B因素不显著，C因素由于介于临界值之间，其显著。

七、实验总结与心得体会:

1)总结:

本次实验验得出使香蕉保鲜时间最长的外部因素组合为：温度15度，湿度为加入8ml水，赤霉素浓度为10PPM。即在15度的温度下，将香蕉密封，并加入浓度为10PPM的赤霉素和8ml的水，香蕉的保鲜效果最好。

2)心得体会:

通过本次实验，我们通过亲自动手做实验、处理数据，加深了对课本知识的了解，使我对正交实验设计的理解更加深刻，同时也更容易记忆.学会了用正交法的做实验的方法。并且通过实践中得中,如果试验安排得好，且分析得当，就能以较少的试验次数、较短的试验时间、较低的费用，得到较满意的实验结果；反之，如果试验安排得不好，分析不得当，则试验次数增加、试验时间延长，浪费人力、物力、财力，难以达到预期的结果，甚至导致试验失败。

然而，由于经验不足，实验过程也出现了一些考虑不周的情况，如实验过程中，忘了对实验情况进行拍照记录，导致在写实验论文时，对实验过程的描述无法表达清楚。