1.1 抽样
1.1.1 抽样的基本概念
被检测材料的总体又称为母体,是统计分析中所需研究对象的全体。组成总体的每个单元称为个体。从总体中抽取一部分个体就是样本,组成样本的每个个体即为样品(试样)。样本容量是样本中所含样品的数量,样本容量的大小直接关系结果的可靠性和经济性。当样本容量与总体所含个体数量相等时,称为全数检验。
建筑材料质量检验,主要是通过抽取总体中的一小部分个体加以检测,以分析和了解材料总体质量状况,这就是通常所说的抽样检验。材料的总体质量,通过对随机抽取的样本进行检测得到试验数据,经加工处理后得到样本信息,根据样本信息来反映。
1.1.2 抽样方法简介
试样是被测材料的代表,抽样是材料试验的首要环节,抽取的样品应具有代表性,从而确保试验结果能反映材料的实际质量。我国现行标准和试验规程中,对各种建筑材料试验取样方法、取样频率、取样数量均有明确规定。从检验批中抽取样本的方法通常有以下几类:
1)简单随机抽样
简单随机抽样是指从总体N个单位中任意抽取n个单位作为样本,使每个可能的样本被抽中的概率相等的一种抽样方式。简单随机抽样的特点是:每个样本单位被抽中的概率相等,样本的每个单位完全独立,彼此间无一定的关联性和排斥性。简单随机抽样的具体做法有直接抽选法、抽签法、随机数表法等。
2)分层随机抽样
分层抽样亦称分类抽样或类型抽样,适用于总体量大、差异程度较大的情况。先将总体单位按其差异程度或某一特征分类、分层,然后在各类或每层中再随机抽取样本单位。分层抽样实际上是科学分组或分类与随机原则的结合。根据各类型单位数与总体单位数的比例,分层抽样有等比抽样和不等比抽样之分。
3)系统随机抽样
如果一个批的个体可按一定顺序排列,并可将其分为数量相当的n个部分,此时按简单随机抽样方法确定的相同位置,从每个部分各抽取一个单位个体构成一个样本,这种抽样方法称为系统随机抽样。它的代表性在一般情况下比简单随机抽样要好些;但在个体质量波动周期与抽样间隔正好相当时,抽到的样本单位可能都是质量好的或者都是质量差的,则此时代表性较差。
4)分段随机抽样
如果先将一定数量单位个体包装在一起,再将若干个包装单位(例如若干箱)组成批时,为了便于抽样,此时可采用分段随机抽样的方法。第一段抽样以箱作为基本单元,先随机抽出k箱;第二段再从抽到的k箱中分别抽取m个个体,集中在一起构成一个样本,k与m的大小必须满足km=n。分段随机抽样的代表性和随机性都比简单随机抽样差些。
5)整群随机抽样
整群随机抽样即按照某一标准将总体单位分成“群”或“组”,从中抽选“群”或“组”,然后把被抽出的“群”或“组”所包含的个体合在一起作为样本,被抽出的“群”或“组”的所有单位都是样本单位,最后利用所抽“群”或“组”的调查结果推断总体。抽取“群”或“组”可以采用随机方式或分类方式,也可以采用等距方式来确定,而“群”或“组”内的调查则采用普查的方式进行。整群随机抽样又可分为一段抽样和分段抽样两种类型。
在对总体质量状况一无所知的情况下,不能以主观的限制条件去提高抽样的代表性,抽样应当是完全随机的,这时采用简单随机抽样最为合理。在对总体质量构成有所了解的情况下,可以采用分层随机抽样或系统随机抽样来提高抽样的代表性。在采用简单随机抽样有困难的情况下,可以采用代表性和随机性较差的分段随机抽样或整群随机抽样。这些抽样方法除简单随机抽样外,都是带有主观限制条件的随机抽样法。通常只要不是有意识地抽取质量好或坏的个体,尽量从批的各部分抽样,都可以近似地认为是随机抽样。