SARS實驗室檢測結果解釋

1、因而當報告測量結果時因而當報告測量結果時,必須對其質(zhì)量給出必須對其質(zhì)量給出定量的說明定量的說明,以確定測量結果的可信程度。以確定測量結果的可信程度。測量不確定度就是對測量結果質(zhì)量的定量表測量不確定度就是對測量結果質(zhì)量的定量表征，測量結果的可用性很大程度上取決于其征，測量結果的可用性很大程度上取決于其不確定度的大小。所以，測量結果必須附有不確定度的大小。所以，測量結果必須附有不確定度說明才是完整并有意義的。不確定度說明才是完整并有意義的。 A類標準不確定度（UA） 標準不確定度 B類標準不確定度（UB） 合成標準不確定度（UC） 不確定度 U（K2） 測 擴展不確定度 U（K3） 量 U95 不

2、 U99確 定 A類相對標準不確定度（UArel）度 相對標準不確定度 B類相對標準不確定度 （UBre） 合成相對標準不確定度（UCrel） 相對不確定度 Urel （K2） Urel （K3） 相對擴展不確定度 Urel 95 Urel 99 注注: (1) 相對不確定度相對不確定度: 不確定度除以被測量之值。不確定度除以被測量之值。 (2) 標準不確定度：標準不確定度：用標準偏差給出的不確定度。用標準偏差給出的不確定度。 (3) A 類標準不確定度：類標準不確定度：用統(tǒng)計方法評定出的不確定度。用統(tǒng)計方法評定出的不確定度。其評定方法稱為其評定方法稱為A類評定。類評定。 (4) B類標準不確

3、定度：類標準不確定度：用非統(tǒng)計方法評定出的不確定用非統(tǒng)計方法評定出的不確定度。其評定方法稱為度。其評定方法稱為B類評定。類評定。 (5) 擴展不確定度：擴展不確定度：確定測量結果區(qū)間的量，合理賦確定測量結果區(qū)間的量，合理賦予被測量之值分布在指定概率內(nèi)含于此區(qū)間。予被測量之值分布在指定概率內(nèi)含于此區(qū)間。 (6) 合成不確定度：當測量結果是由若干個其他量當測量結果是由若干個其他量的值求得時，按其他各量的方差和協(xié)方差算得的的值求得時，按其他各量的方差和協(xié)方差算得的標準不確定度。即：當測量結果的標準不確定度標準不確定度。即：當測量結果的標準不確定度由若干標準不確定度分量構成時，按方和根（必由若干標準不

4、確定度分量構成時，按方和根（必要時加協(xié)方差）得到的標準不確定度。其計算公要時加協(xié)方差）得到的標準不確定度。其計算公式為：式為： n Uc(Y) = CiU (Xi) i=1 Ci :為靈敏指數(shù) U (Xi)：為由Xi不確定度引起的Y的不確定度。 （三）實驗標準差（三）實驗標準差 對同一被測量作對同一被測量作n次測量，表征測量結果分散性的量次測量，表征測量結果分散性的量S可按下式計算：可按下式計算： n S(Xi) = （Xi - X） / n-1 i=1 式中：式中： Xi 第第i次測量結果；次測量結果； X n次測量結果的算術平均值；次測量結果的算術平均值； n-1 自由度自由度（四）包含因

5、子（四）包含因子 為獲得擴展不確定度，而對合成標準不確定度所乘為獲得擴展不確定度，而對合成標準不確定度所乘的數(shù)字因子。包含因子一般以的數(shù)字因子。包含因子一般以k表示，在選擇包含因子表示，在選擇包含因子k的數(shù)值時，需要考慮很多問題，包括：的數(shù)值時，需要考慮很多問題，包括： 1.所需的置信水平；所需的置信水平； 2.對基本分布的了解；對基本分布的了解； 3.對于評估隨機影響所用的數(shù)值數(shù)量的了解。對于評估隨機影響所用的數(shù)值數(shù)量的了解。 大多數(shù)情況下，推薦大多數(shù)情況下，推薦k為為2。然而，如果合成不確定度。然而，如果合成不確定度是基于較小自由度（大約小于是基于較小自由度（大約小于6）的統(tǒng)計觀察的話，選

6、擇）的統(tǒng)計觀察的話，選擇這個這個k值可能不充分。此時值可能不充分。此時k的選擇取決于有效自由度。的選擇取決于有效自由度。 當合成標準不確定度由某個自由度小于當合成標準不確定度由某個自由度小于6的分離占決定的分離占決定作用時，推薦將作用時，推薦將k設成與該分離自由度數(shù)值以置信水平設成與該分離自由度數(shù)值以置信水平（通常（通常95）相當?shù)膶W生）相當?shù)膶W生t分布的雙邊數(shù)值。表中給出了分布的雙邊數(shù)值。表中給出了t的主要數(shù)值。的主要數(shù)值。表：表： 95置信（雙邊）的學生置信（雙邊）的學生t分布分布( 五）自由度五）自由度 在方差計算中，自由度為和的項數(shù)減去對和的限制數(shù)，在方差計算中，自由度為和的項數(shù)減去對

7、和的限制數(shù)，記為記為V0 在重復條件下，對被測量作在重復條件下，對被測量作n次獨立測量，在標準次獨立測量，在標準不確定度的統(tǒng)計評定中，自由度不確定度的統(tǒng)計評定中，自由度Vn-1。四四. 誤差和不確定度誤差和不確定度 區(qū)分誤差和不確定度很重要，因為誤差定義區(qū)分誤差和不確定度很重要，因為誤差定義為：被測量的單位結果和真值之差。由于真值為：被測量的單位結果和真值之差。由于真值往往不知道，故誤差是一個理想的概念，不可往往不知道，故誤差是一個理想的概念，不可能被確切地知道。但不確定度是可以一個區(qū)間能被確切地知道。但不確定度是可以一個區(qū)間的形式表示，如果是為一個分析過程和所規(guī)定的形式表示，如果是為一個分析

8、過程和所規(guī)定樣品類型做評估時，可適用于其所描述的所有樣品類型做評估時，可適用于其所描述的所有測量值。因此，測量誤差與測量不確定度無論測量值。因此，測量誤差與測量不確定度無論從定義、評定方法、合成方法、表達形式、分從定義、評定方法、合成方法、表達形式、分量的分類等方面均有區(qū)別。下表為測量誤差與量的分類等方面均有區(qū)別。下表為測量誤差與不確定度的對比表。不確定度的對比表。 誤差和不確定度的對比表按不確定度的定義，對被測量進行一次測量所得按不確定度的定義，對被測量進行一次測量所得結果是否也有不確定度？結果是否也有不確定度？ 一次測量所得結果是有不確定度的，雖然，一次測量所得結果是有不確定度的，雖然，根

9、據(jù)一次結果本身是看不出其分散性的根據(jù)一次結果本身是看不出其分散性的,但是但是,在給在給定條件下多次重復的結果可以評定如何一次結果定條件下多次重復的結果可以評定如何一次結果的分散性的分散性,它適用于如何一個結果它適用于如何一個結果.測量不確定度是否就是測量結果的誤差限測量不確定度是否就是測量結果的誤差限? 由于不確定度給出的是被測量的測量結果可由于不確定度給出的是被測量的測量結果可以出現(xiàn)的區(qū)間以出現(xiàn)的區(qū)間,可能存在于各個測量結果中的不同可能存在于各個測量結果中的不同誤差構成了這個分散區(qū)間。因此，過去曾把測量誤差構成了這個分散區(qū)間。因此，過去曾把測量不確定度定義為：由測量結果給出的被測量的估不確定

10、度定義為：由測量結果給出的被測量的估計值中可能誤差的度量。計值中可能誤差的度量。測量不確定度是否是被測量真值所處范圍的評定？測量不確定度是否是被測量真值所處范圍的評定？ 由于測量結果是被測量真值與該測量結果的誤由于測量結果是被測量真值與該測量結果的誤差之代數(shù)和，因而，測量不確定度實際上表明了真差之代數(shù)和，因而，測量不確定度實際上表明了真值可能出現(xiàn)的區(qū)間。值可能出現(xiàn)的區(qū)間。1984年對不確定度的定義就是：年對不確定度的定義就是：表征被測量值所處的量值范圍的評定。表征被測量值所處的量值范圍的評定。五.測量不確定度的評估過程 不確定度的評估在原理上很簡單，一般分以下四個步驟： （一）第一步為規(guī)定被測

11、量 要清楚地寫明需要測量什么？包括被測量和被測量所依賴的輸入量（例如被測數(shù)量、常數(shù)、校準標準值等）的關系。只有可能，還應該包括對已知系數(shù)影響量的修正。該技術規(guī)定資料應在有關的標準操作規(guī)程（SOP）或其他方法描述中給出。（二）第二步為識別不確定度的來源 在評估不確定度時要列出不確定度可能來源的完整清單。在列清單時，通常方便的辦法是根據(jù)被測量的計算表達式開始。這個表達式中的所以參數(shù)可能都有一個與其數(shù)值相關的不確定度，因此都是不確定度的潛在源。 典型的不確定度來源包括： 取樣、存儲條件、儀器、試劑純度、化學反應定量關系、測量條件、樣品基質(zhì)的影響、計算影響、空白修正、操作人員的影響及隨機影響等。（三）

12、第三步為不確定度分量的量化 測量或估計與所識別的每一個潛在的不確定度來源相關的不確定度分量的大小。通常可以評估或確定與大量獨立來源有關的不確定度的單個分量。還有一點很重要的是要考慮數(shù)據(jù)是否足以反映所有的不確定度來源，計劃其他的實驗和研究來保證所有的不確定度來源都得到充分的考慮。（四）第四步為計算合成不確定度和擴展不確定度 在第三步中得到的信息，是總不確定度的一些量化分量，它們可能與單個來源有關，也可能與幾個不確定度來源的合成有關。這些分量必須以標準偏差的形式表示，并根據(jù)有關規(guī)則進行合成，以得到合成標準不確定度。并且應使用適當?shù)陌蜃觼斫o出擴展不確定度。下圖表示該過程 第二步 第三步 不確定度

13、評估過程 開始規(guī)定被測量識別不確定度來源將現(xiàn)有數(shù)據(jù)的不確定度來源分組以簡化評估第一步量化分組分量量化其他分量將分量轉(zhuǎn)換為標準偏差計算合成標準不確定度審定,如必要,重新評估較大的分量計算擴展不確定度結束五五. 計算合成不確定度計算合成不確定度（一）計算標準不確定度（一）計算標準不確定度 合成前，所有不確定度分量必須以標準不確定度即合成前，所有不確定度分量必須以標準不確定度即標準偏差表示。這可能涉及到將某些度量分散性的其他標準偏差表示。這可能涉及到將某些度量分散性的其他方法進行轉(zhuǎn)換。下面的規(guī)則為將一個不確定度分量轉(zhuǎn)換方法進行轉(zhuǎn)換。下面的規(guī)則為將一個不確定度分量轉(zhuǎn)換成為標準不確定度提供了某些指導原則

14、。成為標準不確定度提供了某些指導原則。 當不確定度分量是通過試驗方法用重復測量的分散當不確定度分量是通過試驗方法用重復測量的分散性得出時，可以容易用標準偏差的形式表示。對于單次性得出時，可以容易用標準偏差的形式表示。對于單次測量的不確定度分量，標準不確定度就是所觀察的標準測量的不確定度分量，標準不確定度就是所觀察的標準偏差偏差對于平均值的結果，使用平均值的標準差。對于平均值的結果，使用平均值的標準差。 當不確定度的評估是源于以前的結果和數(shù)據(jù)時，可當不確定度的評估是源于以前的結果和數(shù)據(jù)時，可能已經(jīng)用標準偏差的形式表示了。如果給出了帶置信區(qū)能已經(jīng)用標準偏差的形式表示了。如果給出了帶置信區(qū)間（用間（

15、用 表示，并指明表示，并指明P），則將），則將 之值除以與所給出的置信水平相應的正態(tài)分布百分點的值就得到標準偏差。 例子：例子： 規(guī)范中規(guī)定天平的讀數(shù)為規(guī)范中規(guī)定天平的讀數(shù)為 0.2mg，置信水平為，置信水平為95。從正態(tài)分布的百分點標準表上，從正態(tài)分布的百分點標準表上，95的置信區(qū)間用的置信區(qū)間用1.96值進行計算。使用這個數(shù)值得出標準不確定度約為值進行計算。使用這個數(shù)值得出標準不確定度約為（0.2/1.96）0.10.1。 如果限值如果限值 給出時沒有給定置信水平，有理由認給出時沒有給定置信水平，有理由認為可能是極限值，通常假定其為矩形分布，標準偏差為為可能是極限值，通常假定其為矩形分布，

16、標準偏差為 / (見附錄見附錄E) 例子：例子： 證書給出證書給出10mlA級容量瓶為級容量瓶為 0.2ml，則該標準不確定，則該標準不確定度為度為0.2/ 0.12ml。 如果如果 的限值給出時沒有給定置信水平，但是有理由認為不可能是極限值，通常假定為三角形分布，標準偏差為 / (見附錄見附錄E)。例子：例子： 證書給出證書給出10mlA級容量瓶為級容量瓶為 0.2ml，但日常內(nèi)部檢查，但日常內(nèi)部檢查表明極限值的可能性極少。則標準并且偉大表明極限值的可能性極少。則標準并且偉大0.2/ 0.08ml.（二）合成標準不確定度（二）合成標準不確定度 在評估了單個的或成組的不確定度附錄并將其表示為在

17、評估了單個的或成組的不確定度附錄并將其表示為標準不確定度后，下一步就是要使用下列程序計算合成標準不確定度后，下一步就是要使用下列程序計算合成標準不確定度：標準不確定度： 數(shù)值數(shù)值y的合成標準不確定度的合成標準不確定度Uc（y）和其所依賴的獨立）和其所依賴的獨立參數(shù)參數(shù)x1、x2、xn 的不確定度之間的關系式如下的不確定度之間的關系式如下: 式中式中: y(x1、x2)為為n個參數(shù)個參數(shù)x1、x2的函數(shù)。的函數(shù)。 Ci為靈敏系數(shù)，為靈敏系數(shù)，CiDy/Xi,即即y對對X的偏導數(shù)，的偏導數(shù)，它反映它反映3y值如何隨著參數(shù)值如何隨著參數(shù)Xi的變化而變化的程度。的變化而變化的程度。 注：當變量相關時，

18、應使用協(xié)方差。注：當變量相關時，應使用協(xié)方差。4 評定實例評定實例 氣相色譜法測定酒中甲醇質(zhì)量濃度的不確定度氣相色譜法測定酒中甲醇質(zhì)量濃度的不確定度 本實例是利用實驗室水平測試結果來評定不確定度。本實例是利用實驗室水平測試結果來評定不確定度。由于測試樣本來自同一均勻總體，采用統(tǒng)一的操作方法，由于測試樣本來自同一均勻總體，采用統(tǒng)一的操作方法，同時參加的實驗室又具有基本一致的測試水平，因而其評同時參加的實驗室又具有基本一致的測試水平，因而其評定結果可用于同一測量方法不確定度的評估。定結果可用于同一測量方法不確定度的評估。 評定的過程如下：評定的過程如下： 1 水平測試水平測試 由組織單位從市面上購

19、進同一批號的酒樣，分成由組織單位從市面上購進同一批號的酒樣，分成A、B兩個大樣，其中兩個大樣，其中A樣加入少量甲醇（色譜純）經(jīng)充分混合樣加入少量甲醇（色譜純）經(jīng)充分混合后各分成一定數(shù)量的小樣，作為測試樣品。組織單位要對后各分成一定數(shù)量的小樣，作為測試樣品。組織單位要對樣本均勻性進行測試，證明樣本均勻性進行測試，證明A、B測試樣品中甲醇質(zhì)量濃測試樣品中甲醇質(zhì)量濃度充分均勻，即批內(nèi)差很小，不影響不確定度的評定。度充分均勻，即批內(nèi)差很小，不影響不確定度的評定。 2 測試結果的統(tǒng)計計算測試結果的統(tǒng)計計算 （1）異常值的剔除）異常值的剔除 （2）計算）計算S1、S2和和S總總 S1：為單個實驗室測試樣本

20、的標準偏差：為單個實驗室測試樣本的標準偏差 S2：為參加測試實驗室間的標準偏差：為參加測試實驗室間的標準偏差 S總：為該次水平測試的總的標準偏差總：為該次水平測試的總的標準偏差 S總（總（S1S2） （3）合成標準不確定度）合成標準不確定度 US總總 （4）控制不確定度）控制不確定度 按國際慣例，擴展不確定度包含因子按國際慣例，擴展不確定度包含因子K取取2，則，則 V2U2S總總 （P0.05） 在該實例中在該實例中:A樣樣(高濃度高濃度:) S1A=(2.22 10-7) S2A=(4.77 10-7) S總總A=(6.99 10-7) 不確定度不確定度:UA=0.836mg/100mL 擴

21、展不確定度擴展不確定度:UA1.8mg/100mLB樣樣(低濃度低濃度:) S1B=(5.2 10-7) S2B=(1.50 10-6) S總總B=(2.02 10-6) 不確度不確度:UB=1.42mg/100mL 擴展不確定度擴展不確定度:UB2.8mg/100mL不確定度的報告不確定度的報告報告測量結果所需要的信息取決于其預期的用途報告測量結果所需要的信息取決于其預期的用途.其原則如下其原則如下:(1)提供足夠的信息以便有新的信息或數(shù)據(jù)時重新評價結果提供足夠的信息以便有新的信息或數(shù)據(jù)時重新評價結果;(2)多提供些信息總比少提供信息要好多提供些信息總比少提供信息要好. 當測量的詳細情況當測

22、量的詳細情況,包括如何確定不確定度包括如何確定不確定度,主要來自出版的主要來自出版的文件時文件時,必須保證所使用的文件是最新的必須保證所使用的文件是最新的,并且與所使用的方法并且與所使用的方法一致一致.報告不確定度所需要的信息報告不確定度所需要的信息 測量結果的完整報告應包括測量結果的完整報告應包括,或者引用下列信息的文件或者引用下列信息的文件: (1)根據(jù)實驗觀察值及輸入數(shù)據(jù)進行測量結果及其不確定度計算根據(jù)實驗觀察值及輸入數(shù)據(jù)進行測量結果及其不確定度計算的方法描述的方法描述; (2)在計算和不確定度分析中使用的所有修正值和常數(shù)的數(shù)值和在計算和不確定度分析中使用的所有修正值和常數(shù)的數(shù)值和來源來

23、源; (3)所有不確定度分量的清單所有不確定度分量的清單,包括每一個分量是如何評價的完包括每一個分量是如何評價的完整文件整文件.報告標準不確定度報告標準不確定度當不確定度是以保證不確定度當不確定度是以保證不確定度Uc的形式表達時的形式表達時(即一個即一個保證偏差保證偏差),推薦采用下面的形式推薦采用下面的形式:(結果結果):x(單位單位) 和和 標準不確定度標準不確定度Uc(單位單位),其中該標準其中該標準不確定度是國際計量學基本和通用術語詞匯表不確定度是國際計量學基本和通用術語詞匯表(第二第二版版,ISO于于1993年發(fā)布年發(fā)布)所定義的標準不確定度所定義的標準不確定度,相當于一相當于一個標

24、準偏差個標準偏差. 注注:當使用標準不確定度時當使用標準不確定度時,不建議使用不建議使用 符號符號,因為該因為該符號通常與高置信水平的區(qū)間有關符號通常與高置信水平的區(qū)間有關.括號括號 中的術語根據(jù)需要可以忽略或精簡。中的術語根據(jù)需要可以忽略或精簡。報告擴展不確定度報告擴展不確定度 除非另有要求，結果除非另有要求，結果x應跟使用包含因子應跟使用包含因子k2（或（或 給出給出k值）計算的擴展不確定度值）計算的擴展不確定度U一起給出一起給出.推薦采用推薦采用以下方式以下方式: “(結果結果) (x U) (單位單位) 其中其中 報告的不確定度報告的不確定度國際計量學基本和通用術國際計量學基本和通用術

25、語詞匯表語詞匯表(第二版第二版,ISO于于1993年發(fā)布年發(fā)布)所定義的擴展不所定義的擴展不確定度確定度計算時使用的包含因子為計算時使用的包含因子為2,其給出了大約其給出了大約95%的置信水平的置信水平” 括號括號 中的使用可以適當省略或精簡中的使用可以適當省略或精簡.當然當然,包含因包含因子應加以調(diào)整以反映實際使用的數(shù)值子應加以調(diào)整以反映實際使用的數(shù)值.結果的數(shù)值表示結果的數(shù)值表示 結果及其不確定度的數(shù)值表示中不可以給出過多結果及其不確定度的數(shù)值表示中不可以給出過多的數(shù)字位數(shù)的數(shù)字位數(shù).無論是給出擴展不確定度無論是給出擴展不確定度U,還是標準不還是標準不確定度確定度u,通常不確定度的有效數(shù)字

26、不要多于兩位通常不確定度的有效數(shù)字不要多于兩位.測測試結果應根據(jù)所給出的不確定度進行適當修約試結果應根據(jù)所給出的不確定度進行適當修約.(1)標準不確定度相當于一個標準偏差標準不確定度相當于一個標準偏差(2)報告的不確定度是擴展不確定度報告的不確定度是擴展不確定度,使用的包含因子使用的包含因子是是2,對應的置信水平大約是對應的置信水平大約是95%.參考文獻參考文獻1.化學分析中不確定度的評估指南化學分析中不確定度的評估指南中國實驗室國中國實驗室國家認可委員會編。中國計量出版社家認可委員會編。中國計量出版社2002年年12月第一版月第一版2。測量不確定度表達百問測量不確定度表達百問李慎安編著，中國

27、計量李慎安編著，中國計量出版社出版社2001年年2月第一版月第一版3。商品檢驗不確定度評定釋例商品檢驗不確定度評定釋例李慎安主編，中國李慎安主編，中國計量出版社計量出版社2002年年11月第一版月第一版2.識別不確定度來源識別不確定度來源典型的不確定度來源包括：典型的不確定度來源包括：（1）取樣）取樣 當內(nèi)部或外部取樣是規(guī)定程序的組成部分時，例如不同樣當內(nèi)部或外部取樣是規(guī)定程序的組成部分時，例如不同樣品間的隨機變化以及取樣程序存在的潛在偏差等影響因素構品間的隨機變化以及取樣程序存在的潛在偏差等影響因素構成了影響最終結果的不確定度分量。成了影響最終結果的不確定度分量。（2）存儲條件）存儲條件 當

28、測試樣品的分析前要儲存一段時間，則存儲條件可能影當測試樣品的分析前要儲存一段時間，則存儲條件可能影響結果。存儲時間以及存儲條件因此也被認為是不確定度來響結果。存儲時間以及存儲條件因此也被認為是不確定度來源。源。（3）儀器的影響）儀器的影響 儀器影響可包括，如對分析天平校準的準確度限制；保持儀器影響可包括，如對分析天平校準的準確度限制；保持平均溫度的控溫器偏離（在規(guī)定范圍內(nèi)）其設定的指示點；平均溫度的控溫器偏離（在規(guī)定范圍內(nèi)）其設定的指示點；受進位影響的自動分析儀。受進位影響的自動分析儀。 （4）試劑純度）試劑純度 即使母材料已經(jīng)化驗過，因為化驗過程中存在著某些不即使母材料已經(jīng)化驗過，因為化驗過程中存在著某些不確定度，其滴定溶液濃度將不能準確知道。例如許多有機確定度，其滴定溶液濃度將不能準確知道。例如許多有機染料，不是染料，不是100的純度，制造商通常只標明不低于規(guī)定的純度，制造商通常只標明不低于規(guī)定值。關于純度水平的假設將會引進一個不確定度分量。值。關于純度水平的假設將會引進一個不確定度分量。（5）假設的化學反應定量關系）假設的化學反應定量關系 當假定分析過程按照特定的化學反應關系進行的，可能當假定分析過程按照特定的化學反應關系進行的，可能有必要考慮偏離所預期的化學反應定量關系，或反應的不有必要考慮