光譜儀本身不知道濃度。它要靠一批有參考值的樣品,建立光譜與醋酸濃度的關係。本週用第四週滴定的觀念,練習 PLS 定量;本導覽使用 NB11 模擬資料,不是實測檢驗成績。 示範有十六個樣品,每個三次重裝。十二個樣品作校正,四個樣品作測試;白醋參考樣固定留在測試側。同一樣品的三條光譜,不能一部分進校正、一部分進測試。 PCA 找光譜自己變異最大的方向。PLS 同時使用光譜與濃度,找跟答案一起變化的潛在變數。它能處理波長多又共線的情況,但不保證加入更多潛在變數,預測就會更好。 比較 raw、SNV 與 SG 一階導數時,要用相同的分組驗證。SNV 是逐條光譜標準化;PLS 的 Scale 則按波長欄位縮放。本課保留 Scale 預設開啟,而且每輪的平均與標準差只能用該輪訓練資料估計。 每輪拿走一個樣品及其三次重裝,用其他十一個樣品建模,再預測被拿走的三條光譜。共輪流十二次,收集三十六個折外預測,計算 RMSECV。測試集完全不參與這個過程。 增加 LV 往往讓校正誤差下降,卻可能開始配合雜訊。本資料用 SNV 時,兩個 LV 的 RMSECV 約零點四零零。這是目前資料算出的選擇,不是所有醋酸模型都應該用兩個 LV。 如果把同一樣品的重複分到訓練與驗證兩側,就不再是評估全新樣品。逐列切分可能給出偏樂觀的結果,但單一資料集不一定每次都更低。正確規則是依預期使用情境,保持樣品層級的獨立。 選好前處理、Scale 與 LV 後,先鎖定設定,再用全部校正資料建立最終模型。本示範測試 RMSEP 約零點四二七。若看過測試結果再回頭調參,這批測試集就不能再稱為未碰過的獨立驗證。 RMSE 看整體誤差量級,bias 看平均偏高或偏低,兩者不能互相取代。RPD 是測試參考值的標準差除以 RMSEP,會受測試集濃度範圍影響。四個獨立樣品太少,不能只憑 RPD 三點九一就宣稱能上產線。 參考方法的系統性偏差,會帶進校正的濃度尺度。獨立隨機誤差會增加驗證殘差的變異,但不是每次都形成不可突破的硬下限。先確認滴定品質、單次或平均參考值,以及不確定度,才解讀模型誤差。 本教學校正範圍是零到十百分比重量體積濃度的醋酸水溶液。範圍內也要留意基質與儀器差異,不能直接套到另一台儀器。配製時依實驗規範,在抽風櫃戴護目鏡與手套,緩慢把酸加入水,並遠離火源。 進入互動實驗,從分組、前處理、交叉驗證到鎖定測試,逐幕預測並解釋。下載曲線、預測與模型紀錄。正式作業換成全班實測資料,報告適用範圍、六項指標與資料切分,並與其他組的儀器比較。