材料理化检测量不确定度评估指南及实例GL10

化学分析测量不确定评定流程
人
机
尽量做到不遗忘、不重复
料
环
汇百家之才
法
标行业之杆
Hundreds of talents, Build up profession benchmark 文件编码:
化学分析测量不确定评定流程
➢ 2 测量模型的建立
测量中，当被测量（即输出量）Y由N个其他量X1，X2，…，Xn（即
➢ 8.2 检测实验室应有能力对每一项有数值要求的测量结果进
行测量不确定度评估。当不确定度与检测结果的有效性或
应用有关、或在用户有要求时、或当不确定度影响到对规
范限度的符合性时、当测试方法中有规定时和CNAS有要求
时，检测报告必须提供测量结果的不确定度。
➢ 8.3 检测实验室对于不同的检测项目和检测对象，可以采用
➢ 8.5 检测实验室对所采用的非标准方法、实验室自己设计和研制
的方法、超出预定使用范围的标准方法以及经过扩展和修改的标
准方法重新进行确认，其中应包括对测量不确定度的评估。
➢ 8.6 对于某些广泛公认的检测方法，如果该方法规定了测量不确
定度主要来源的极限值和计算结果的表示形式时，实验室只要按
照该检测方法的要求操作，并出具检测结果报告，即被认为符合
乘积。
➢ 包含因子：为获得扩展不确定度，对合成标准不确定度所乘的
大于1的数。
汇百家之才
标行业之杆
Hundreds of talents, Build up profession benchmark 文件编码:
化学分析测量不确定评定相关术语概念
➢ 测量模型：测量中涉及的所有已知量间的数学关系。
➢ 不确定度报告：对测量不确定度的陈述，包括测量不确定度的

测量不确定度评定实例一． 体积测量不确定度计算1. 测量方法直接测量圆柱体的直径D 和高度h ，由函数关系是计算出圆柱体的体积h D V 42π=由分度值为0.01mm 的测微仪重复6次测量直径D 和高度h ，测得数据见下表。

表： 测量数据i1 2 3 4 5 6 mm /i D 10.075 10.085 10.095 10.065 10.085 10.080 mm/i h10.10510.11510.11510.110 10.11010.115计算：mm0.1110h mm 80.010==，D32mm8.8064==h D Vπ2. 不确定度评定分析测量方法可知，体积V 的测量不确定度影响因素主要有直径和高度的重复测量引起的不确定都21u u ，和测微仪示值误差引起的不确定度3u 。

分析其特点，可知不确定度21u u ，应采用A 类评定方法，而不确定度3u 采用B 类评定方法。

①.直径D 的重复性测量引起的不确定度分量 直径D 的6次测量平均值的标准差：()mm 0048.0=D s 直径D 误差传递系数：hDDV 2π=∂∂直径D 的重复性测量引起的不确定度分量：()3177.0mmD s DV u =∂∂=②.高度h 的重复性测量引起的不确定度分量 高度h 的6次测量平均值的标准差： ()mm 0026.0=h s 直径D 误差传递系数：42D hV π=∂∂高度h 的重复性测量引起的不确定度分量：()3221.0mmh s hV u =∂∂=③测微仪示值误差引起的不确定度分量由说明书获得测微仪的示值误差范围mm 1.00±，去均匀分布，示值的标准不确定度mm0058.0301.0==q u由示值误差引起的直径测量的不确定度q D u DV u ∂∂=3由示值误差引起的高度测量的不确定度q h u hV u ∂∂=3由示值误差引起的体积测量的不确定度分量()()323233mm04.1=+=h D u u u3. 合成不确定度评定()()()3232221mm3.1=++=u u u u c4. 扩展不确定度评定 当置信因子3=k 时，体积测量的扩展不确定度为3mm9.33.13=⨯==c ku U5．体积测量结果报告 ()mm .93.88063±=±=U V V考虑到有效数字的概念，体积测量的结果应为 () mm 48073±=V二． 伏安法电阻测量不确定度计算1. 测量方法：通过测量电阻两端电压和所通过的电流，计算被测电阻。

CNAS—GL06化学分析中不确定度的评估指南（等同采用EURACHEM）中国合格评定国家认可委员会二〇〇六年六月前言本指南旨在为化学检测实验室进行不确定度评估提供指导，其内容等同采用EURACHEM与CITAC联合发布的指南文件《分析测量中不确定度的量化》（Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement）第二版。

本文件是CNAS实验室的指南性文件，只对化学检测实验室在实施认可准则时提供指引，并不增加对CNAS—CL01：2006《实验室能力认可准则》的要求。

文件编号为CNAS —GL06：2006。

在本文件的翻译和编制得到了深圳出入境检验检疫局、天津出入境检验检疫局和中国电子技术标准化研究所的大力协助，在此表示感谢。

目录引言 (1)1.目的与范围 (3)2.不确定度 (4)2.1 不确定度的定义 (4)2.2 不确定度的来源 (4)2.3 不确定度的分量 (4)2.4 误差和不确定度 (5)3.分析测量和不确定度 (6)3.1 方法确认 (6)3.2 方法性能的实验研究 (8)3.3 溯源性 (9)4.测量不确定度的评估过程 (11)5.第一步被测量的技术规定 (12)6.第二步识别不确定度来源 (14)7.第三步量化不确定度 (16)7.1 引言 (17)7.2 不确定度的评估程序 (17)7.3 以前研究的相关性 (18)7.4 量化单个分量来评估不确定度 (18)7.5 极匹配的有证标准物质 (19)7.6 使用以前的协同方法开发和确认研究数据来评估不确定度 (19)7.7 使用实验室内开发和确认研究进行不确定度评估 (20)7.8 经验方法的不确定度评估 (23)7.9 特别方法的不确定度评估 (23)7.10 单个分量的量化 (24)7.11 单个不确定度分量的试验估计 (24)7.12 基于其他结果或数据的评估 (25)7.13 根据理论原理建立模型 (26)7.14 基于判断的评估 (26)7.15 偏差的显著性 (28)8.第四步计算合成不确定度 (28)8.1 标准不确定度 (28)8.2 合成标准不确定度 (29)8.3 扩展不确定度 (32)9.不确定度的报告 (33)9.1总则 (33)9.2所需要的信息 (33)9.3报告标准不确定度 (34)9.4报告扩展不确定度 (34)9.5结果的数值表示 (35)9.6与限值的符合性 (35)附录A 例子 (37)介绍 (37)例子A1：校准标准溶液的制备 (39)例子A2：氢氧化钠溶液的标定 (47)例子A3：酸碱滴定 (59)例子A4：实验室内部确认研究的不确定度评估面包中有机磷农药的测定 (72)例子A5：原子吸收光谱法测定陶瓷中镉溶出量 (85)例子A6：动物饲料中粗纤维的测定 (97)例子A7：使用同位素稀释和电感耦合等离子体质谱测定水中的铅含量 (106)附录B 定义 (116)附录C 分析过程中的不确定度 (120)附录D 分析不确定度来源 (122)附录E 有用的统计程序 (125)附录F 检测限/测量限的测量不确定度 (136)附录G 不确定度的常见来源和数值 (138)附录H 参考文献 (144)引言很多重要的决策都是建立在化学定量分析的结果基础上，例如，化学定量分析的结果可以用于估计收益、判定某些材料是否符合特定规范或法定限量、或估计货币价值。

2. 测量不确定度的定义
2.1 在误差分析中的定义 对于不确定度，过去许多误差分析专著中给出了以下两类定义： （1）由测量结果给出的被测量估计值的可能误差的度量。如当被测量服从正态分布， 且置信概率为 95％时，被测量估计值可能的极限误差是|±1.96σ|＝1.96σ（σ为 标准差） 。 （2）表征被测量的真值所处范围的评定。如被测量为正态分布时，范围[（X-2σ） ， （X+2σ） ]包含真值 （μ） 的概率为 95.4％ （X 为均值， σ为标准差， μ为数学期望） 。 2.2 近代 GUM 的定义 （3）JJF1059─1999（原则上等同采用 1995 版 GUM）给出的测量不确定度的定义是： “表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数” 。 （4）JJF 1059.1-2012（等同采用 ISO/IEC 导则 98-3：2008，即 2008 版 GUM）的定 义： “根据所获信息，表征赋予被测量值分散性的非负参数。 ”
1
测量不确定Leabharlann 基本原理及在检测和计量检定中的应用
王承忠编著
从以上四种定义可知，其核心的意义是：测量不确定度表征了测量结果的分散性。 这表明测量不确定度描述了测量结果正确性的可疑程度或不肯定程度。测量的水 平和质量用“测量不确定度”来评价。不确定度越小，则测量结果的可疑程度越小， 可信程度越大，测量结果的质量越高，水平越高，其使用价值越高，反之亦然。 JJF 1059.1-2012（2008 版 GUM）同时给出了以下定义： a) 定义的不确定度 definitional uncertainty 由于被测量定义中细节的描述有限所引起的测量不确定度分量。 注：① 定义的不确定度是在任何给定被测量的测量中实际可达到的最小测量不确 定度。 ② 所描述细节中的任何改变导致另一个定义的不确定度。 b）仪器的测量不确定度 instrumental measurement uncertainty 由所用测量仪器或测量系统引起的测量不确定度的分量。 注：① 除原级测量标准采用其他方法外，仪器的不确定度是通过对测量仪器或测 量系统的校准得到。 ② 仪器不确定度通常按 B 类测量不确定度评定。 ③ 对仪器的测量不确定度的有关信息可在仪器说明书中给出。 c） 零的测量不确定度 null measurement uncertainty 规定的测量值为零时的测量不确定度。 注：零的测量不确定度与示值为零或近似为零相关联，并包含被测量小到不知是 否能检测的区间或仅由于噪声引起的测量仪器的示值。 d）目标不确定度 target uncertainty 全称目标测量不确定度（target measurement uncertainty） 根据测量结果的预期用途确定并规定为上限的测量不确定度。 ……2008 版 GUM 还给出了一些相关的定义（详见 2008 版 GUM 或 JJF 1059.1-2012） 。 研究测量不确定度的意义： 测量在国民经济、 国防建设、 科学研究和社会生活中， 特别是在司法执法、商业贸易、维护权益、保护资源环境、医疗卫生等诸方面起着 越来越大的作用。它对科研、生产、商贸和国际技术交流等诸多相关测量领域影响 甚大。可见，测量不确定度的研究、宣贯和实施具有现实和重要的意义。