實(shí)驗(yàn)室精密度計(jì)算及核查

1、實(shí)驗(yàn)室自我核查及精密度計(jì)算12 目錄 第一章 自我核查基礎(chǔ)知識 第二章 自我核查總則 第三章 用西格瑪法進(jìn)行自我核查 第四章 再現(xiàn)性與精密度2021-9-23 第一章 自我核查基礎(chǔ)知識第一節(jié) 保證測量準(zhǔn)確的方式 自檢/ /自校/ /自我核查1.1 期間核查：實(shí)驗(yàn)室利用“核查標(biāo)準(zhǔn)”對“核查對象”在兩次校準(zhǔn)/檢定期間進(jìn)行的自我檢查。 正式定義：根據(jù)規(guī)定程序，為了確定計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或其他計(jì)量儀器是否保持其原有狀態(tài)而進(jìn)行的操作。（JJF1001 9.49JJF1001 9.49）1.2 目的：檢查“核查對象”是否保持原校準(zhǔn)/檢定的狀態(tài)，維持其最佳溯源/測量能力；及早發(fā)現(xiàn)“核查對象”的失準(zhǔn)，縮短追溯

2、質(zhì)量事故的時間，盡量避免錯誤的蔓延。32021-9-242021-9-24 例如：催化劑的微活，假如規(guī)定每60個催化劑測定之間測一個標(biāo)樣，設(shè)標(biāo)樣的參照值為Vr=67，允許誤差為3，第一次對其測得值為66，認(rèn)為是準(zhǔn)確的；測50個催化劑后，第二次測標(biāo)樣，標(biāo)樣測得值為69，認(rèn)為是準(zhǔn)確的；又測50個催化劑后，第二次測標(biāo)樣，標(biāo)樣測得值為56，認(rèn)為失準(zhǔn)了；那么測第二次標(biāo)樣與第三次標(biāo)樣測定之間的60個催化劑的的檢測報告給出的結(jié)果都認(rèn)為是可疑數(shù)據(jù)。應(yīng)追回。（檢測不合格標(biāo)樣之前的數(shù)據(jù)應(yīng)該追回）42021-9-251.3 1.3 什么情況下進(jìn)行自我核查： 無外校，或有外檢（校）但間隔時間較長，并且 A A、對測量

3、結(jié)果有重要影響的； B B、頻繁使用的； C C、經(jīng)常在惡劣條件（現(xiàn)場）下使用的； D D、含有易老化、易損壞的元器件的儀器。 有外校，但不方便送檢 使用并不普遍的儀器，沒有外校1.4 1.4 核查頻次：根據(jù)核查過程的難易、費(fèi)時程度決定，既要考慮不應(yīng)頻繁使用核查標(biāo)準(zhǔn)；但至少每年應(yīng)有一次。561.5 1.5 有關(guān)法律法規(guī)的要求 計(jì)量法規(guī)定：計(jì)量器具啟用前必須送計(jì)量檢定部門檢定，合格( (準(zhǔn)確) )后方可使用。 認(rèn)可準(zhǔn)則規(guī)定：對檢測/ /校準(zhǔn)/ /抽樣的準(zhǔn)確性或有效性有顯著影響的所有設(shè)備，包括輔助測量設(shè)備，啟用前應(yīng)送已認(rèn)可的校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室對影響結(jié)果的關(guān)鍵量或值進(jìn)行校準(zhǔn)。 計(jì)量法和認(rèn)可準(zhǔn)則同時規(guī)定：故障

4、計(jì)量器具/ /儀器設(shè)備修理后，必須重新檢定合格或重新校準(zhǔn)給出新的校準(zhǔn)值方可使用。 計(jì)量法規(guī)定：使用中的量具按相應(yīng)檢定規(guī)程周期送檢，保證其量值準(zhǔn)確。 認(rèn)可準(zhǔn)則規(guī)定：使用中的測量設(shè)備在兩次校準(zhǔn)期間是否準(zhǔn)確，由用戶以期間核查方式自查。自查合格不必送校，否則必須送校。校準(zhǔn)周期用戶自定。 6第二章 自我核查總則第一節(jié) 自我核查的基本步驟1.1 1.1 按照分辨力將儀器分為“精度高的儀器”和“精度不高的儀器”這里所說的精度不高的儀器是指儀器的分辨力差。分辨力高：精度高分辨力低：精度低 對同一試樣被測量測n n次，得到n n個結(jié)果，如果這n n個結(jié)果都相同，即為“精度不高的儀器”；如果這n n個結(jié)果不全相同

5、，即為“精度高的儀器”. . 72021-9-281.2 1.2 確定核查（檢查）點(diǎn) 應(yīng)根據(jù)儀器的使用（測量）范圍確定檢查點(diǎn)，檢查點(diǎn)盡量成等比數(shù)列設(shè)公比為q q，首項(xiàng)為a a，量程（末項(xiàng)）為A A，測量點(diǎn)為n n個，則有：1.3 1.3 檢定周期與自我核查周期的確定 理論上應(yīng)遵循JJF 1139-2005JJF 1139-2005。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)使用頻次，在兩次檢定之間安排一次或多次期間核查。1/nqA a前緊后松前緊后松82021-9-2 第二節(jié) 對“精度不高的儀器”的一個測量點(diǎn)的核查方法 使用該儀器對相應(yīng)的標(biāo)樣測一次，如果測量結(jié)果等于該VrVr （參照值） ，則可認(rèn)為儀器正常，如果測量

6、結(jié)果不等于VrVr，則可認(rèn)為儀器不正常，應(yīng)進(jìn)行修正。 例如，用一臺分辨力為1克的商用臺秤稱得一個Vr=500g的標(biāo)準(zhǔn)砝碼，若稱量結(jié)果為500g，此商用臺秤正常；若稱量結(jié)果為501g，此商用臺秤在500g點(diǎn)失準(zhǔn)，需修正，修正值為-1克；若稱量結(jié)果為498g，此商用臺秤在500g點(diǎn)失準(zhǔn)，需修正，修正值為2克。9第三節(jié) 對“精度高的儀器”的一個檢查點(diǎn)核查的三種方法 西格瑪法（標(biāo)準(zhǔn)偏差法） 標(biāo)準(zhǔn)偏差用來描述所研究的特性值相對于均值偏離的程度。 自校規(guī)程法1.1 1.1 En En值法電子天平的期間核查 JJG1036JJG1036量筒容量的期間核查 JJG196JJG196n22Lref| -Vr|E

7、 =UUx101.2 1.2 對儀器進(jìn)行自我（期間）核查的基本要求: : 一致性好。( (方差小) ) 均值與VrVr（參照值）之差不能大。精密度：對同一被測對象多次測試結(jié)果的一致程度，精密度的大小常用偏差表示重復(fù)性(r) (r) 與再現(xiàn)性(R)(R)是精密度的兩種極端情況計(jì)算方差（已知允許偏差）計(jì)算均值（已知準(zhǔn)確值）1112132021-9-213第三章 用“西格瑪法”進(jìn)行自我核查 第一節(jié) 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)重復(fù)性 應(yīng)用重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差核查一個測量點(diǎn)的重復(fù)性與均值。 重復(fù)性的定義：在重復(fù)性條件下，n n（n1n1）個結(jié)果間的一致性。 重復(fù)性條件下測量多次，剔除可查明原因的離群值后得到n (n2)n (n2

8、)個結(jié)果如下： 12,.nx xx13142021-9-214為了檢驗(yàn)其一致性，算得均值與方差14221111()1nniriiixxsxxnnl 當(dāng)n=2n=2時，若 可認(rèn)為重復(fù)性滿足要求 。l 當(dāng)n2n2時，若滿足下列公式即可認(rèn)為重復(fù)性滿足要求。22222211( )/( )/rrrrss15n34569自由度自由度 23458X20.95()5.9927.8159.48811.07015.507X20.95()/3.00 3.00 2.60 2.60 2.37 2.37 2.21 2.21 1.94 1.94 (2)(1)2.8rxx = n-1, 一般 =0.0520.95()用用mi

9、nitab軟件查軟件查開方分布分位數(shù)開方分布分位數(shù)常規(guī)使用的簡便方法： 對剔除可查明原因的離群值后得到n n個結(jié)果，進(jìn)行排序： 若： 也可認(rèn)為重復(fù)性滿足要求。 16(1)(2)( ).nxxx(2)(1)2.8rxx(n)可簡單認(rèn)為：可簡單認(rèn)為：2.8為為95%的置信度的置信度2.8所以需提前知曉所以需提前知曉172021-9-217例：為了對天平在1000.0mg這點(diǎn)進(jìn)行核查，已知天平在1000.0mg這點(diǎn)的 ，用該天平對一個1000.0mg標(biāo)準(zhǔn)砝碼，在重復(fù)性條件下測6次，得到1000.2 、999.7 、 999.8 、 1000.1 、999.9 、 1000.0，根據(jù)這些數(shù)據(jù)算得方差為

10、0.035，檢驗(yàn)該天平在1000.0mg這點(diǎn)重復(fù)性條件下的一致性是否滿足要求。 上述結(jié)果說明，可認(rèn)為天平重復(fù)性滿足要求。2220.95/0.035/0.0281.25(5)/511.0705/52.2141rrs20.028r17182021-9-218第二節(jié) 西格瑪?shù)墨@得2 2. .1 1 說明書標(biāo)明的SDSD（ Standard Deviation標(biāo)準(zhǔn)偏差）或RSDRSD（ Relative Standard Deviation相對標(biāo)準(zhǔn)偏差： RSD=SD()/Vr SD()=RSD*Vr 例如：一臺萬分之一的天平的RSD=0.15%，當(dāng)Vr=1000mg時， SD=0.15%*1000=

11、 1.52 2. .2 2 按GB/T 6379.2 GB/T 6379.2 給出的方法獲得（試驗(yàn)方法精密度計(jì)算）；如果按GB/T 6379.2 GB/T 6379.2 獲得時有困難，可用下列方法獲得。182021-9-22.3 2.3 西格瑪?shù)墨@得的一種方法2.3.1 2.3.1 當(dāng)有測量標(biāo)準(zhǔn)VrVr時： 用一臺處于最佳狀態(tài) （新儀器或剛檢定過）的儀器，對該測量標(biāo)準(zhǔn)測多次，剔除所有的離群值（見GB/T4883-2008 GB/T4883-2008 正態(tài)樣本離群值的判斷和處理）后，還有mm個測量結(jié)果，記這mm個測量結(jié)果為： 算得其均值為 ，算得方差為 賦值 ；此建立 的過程稱為計(jì)量建標(biāo)。0y0

12、1020,.myyy20s220rs2r19202021-9-220 利用該 值自我核查： 該儀器使用一段時間后，對其進(jìn)行期間核查，對該測量標(biāo)準(zhǔn)測多次，剔除可查明原因的離群值后還有n n個測量結(jié)果，記為 ，算得其均值為 ，算得方差為 Sr2 ， 則可認(rèn)為該儀器核查不合格（失準(zhǔn)）；一致性不合格。 11121,.nxxxx22222211( )/( )/rrrrss20212021-9-221注意： 建標(biāo)時，其測量結(jié)果必須剔除（統(tǒng)計(jì)）離群值后才能計(jì)算均值和方差; ;對儀器進(jìn)行核查時，其測量結(jié)果不剔除（統(tǒng)計(jì)）離群值，僅剔除可查明原因的離群值，其余結(jié)果都用來計(jì)算均值和方差。 若測量儀器的自動化程度不高

13、，檢測結(jié)果會受到人員操作影響時，建標(biāo)及核查都應(yīng)由優(yōu)秀操作員操作。 對那些全國僅此一臺的進(jìn)口儀器或者自建設(shè)備（沒有外檢和外校），用此方法計(jì)量建標(biāo)（建立標(biāo)準(zhǔn)的西格瑪）尤為重要，一定要抓住“在儀器處于最佳狀態(tài)（新儀器或剛檢定過）時計(jì)量建標(biāo)這個時機(jī)”，“機(jī)不可失，時不再來”。21222021-9-222第三節(jié) 正確度（均值）的控制3.1 3.1 當(dāng)儀器給了MPEMPE（允許誤差）時（測6 6次），使用以下判定原則： 滿足以下不等式，判核查合格，否則判核查不合格。 MPE MPE是比較粗糙的判定值，它與測量次數(shù)無關(guān)； 若沒有規(guī)定測試次數(shù)，一律測6 6次。2221( )|rrsxVrMPE2223作者作者

14、:于振凡于振凡分辨力為0.001mm0.001mm的千分尺（測微計(jì)）23242021-9-2243.2 3.2 正確度 當(dāng)儀器沒給MPEMPE時，使用以下判定原則： 使用待核查的儀器（設(shè)備）對標(biāo)物VrVr測試n n 次，得到如下結(jié)果： 算得均值和方差： 若 則可認(rèn)為該儀器的正確度滿足要求（未發(fā)現(xiàn)不滿足要求）。 221111()1nniiiixxsxxnn12,.nx xx1/2|(1)sxVrtnn24t分布的分位數(shù)使分布的分位數(shù)使用用minitab查詢查詢252021-9-2253.3 3.3 當(dāng)儀器沒給MPEMPE時 當(dāng)測試次數(shù)n2n2，可使用以下（近似）判定規(guī)則： 當(dāng)n=2n=2時，使用

15、以下（近似）判定規(guī)則： 其k k值由MINITABMINITAB自動給出。2221( )rrrsxVrkmaxmin2.8rrxxxVrk25第四節(jié) 確定接受參照值 VrVr4.14.1 接受參照值 VrVr Vr Vr（accepted reference Valueaccepted reference Value）參照值，多種稱謂如下： 1 1）參照值 ； 2 2）參考值； 3 3）標(biāo)準(zhǔn)值； 4 4）標(biāo)稱值； 5 5）約定真值； 6 6）校準(zhǔn)值； 7 7）實(shí)際值4.24.2 獲取VrVr的順序 外買 用其它測試方法（例如配方法）獲取VrVr 由高級別的儀器檢測某一對象的結(jié)果（多次測量結(jié)果的平均值）。 由剛檢定過的本儀器或另外一個儀器檢測某一對象的結(jié)果（多次測量結(jié)果的平均值） 。26特別指出：建立VrVr可以使用高級別的儀器測出的結(jié)果的平均值，建立 必須使用同級別的儀器測出的結(jié)果的方差。2r272021-9-2第七節(jié) 一組測量時的修正 在一