實驗室檢測不確定度評定

河南省土壤肥料站 馬振海

實驗室檢測不確定度評定

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《檢驗檢測機構(gòu)資質(zhì)認定評審準則》第4.5.15條款規(guī)定，檢驗檢測機構(gòu)應(yīng)根據(jù)需要建立和保持應(yīng)用評定測量不確定度的程序。其釋義指出，檢驗檢測機構(gòu)申請資質(zhì)認定的檢驗檢測項目中，相關(guān)檢驗檢測方法有測量不確定度的要求時，檢驗檢測機構(gòu)應(yīng)建立和保持應(yīng)用評定測量不確定度的程序，作為評審時檢驗檢測結(jié)果的必需應(yīng)有的程序，檢驗檢測機構(gòu)應(yīng)給出相應(yīng)檢驗檢測能力的評定測量不確定度案例。若檢驗檢測機構(gòu)申請資質(zhì)認定的檢驗檢測項目中無測量不確定度的要求時，檢驗檢測機構(gòu)可不制定該程序。鼓勵檢驗檢測機構(gòu)在測試出現(xiàn)臨界值、進行內(nèi)部質(zhì)量控制或客戶有要求時，采用測量不確定度方法。可見測量不確定度評定在解決當報告值與合格臨界值接近時的判定問題，滿足客戶需要，符合檢測方法等方面具有重要作用。筆者認為，測量不確定度評定應(yīng)從以下幾方面入手。

一、建立測量的數(shù)字模型

給出被檢測參數(shù)（輸出量）與直接測量的參數(shù)（輸入量）的關(guān)系式。

Y=f(x1，x2，……xn)

二、分析不確定度的來源

從檢測使用的標準物質(zhì)、測量方法和測量設(shè)備、環(huán)境條件、被檢測樣品的性能和狀態(tài)、所用試劑和消耗材料以及操作人員等方面找出影響因素，分析不確定度的來源。可從以下幾方面考慮：

（一）被測量的定義不完整。

（二）復(fù)現(xiàn)被測量的方法不理想。

（三）取樣的代表性不夠。

（四）測量過程中對環(huán)境影響的認識不恰如其分或?qū)Νh(huán)境的測量與控制不完善。

（五）對模擬式儀器的讀數(shù)存在人為偏移。

（六）測量儀器性能（靈敏度、分辨率、穩(wěn)定性等）的局限性。

（七）測量標準或標準物質(zhì)的不確定度。

（八）引用數(shù)據(jù)或其他參數(shù)的不確定度。

（九）在相同條件下被測量在重復(fù)觀測中的變化。

三、不確定度各分量的評定

（一）標準不確定度的A類評定以標準差表示的測量不確定度稱之為標準不確定度。用對觀測列進行統(tǒng)計分析的方法，來評定標準不確定度，稱之為不確定度的A類評定。

A類評定首選的統(tǒng)計方法叫試驗標準差的貝賽爾法，即觀測值的試驗方差按下列公式計算：

在重復(fù)條件下得出幾個觀測結(jié)果 Xk，式中 S2（Xk）是 Xk的概率分布的總體方差X2的無偏估計，其正平方根S（Xk）表征了Xk的分散性。確切地說，表征了他們在上下的分散性。S（Xk）稱為樣品標準差或試驗標準差，表示試驗測量列中任一次測量結(jié)果標準差。通常以獨立觀測列的點求平均值作為測量結(jié)果，測量結(jié)果的標準不確定度為：

（二）標準不確定度的B類評定

用不同于對觀測列進行統(tǒng)計分析的方法來評定的標準不確定度（即非統(tǒng)計方法），稱之為不確定度的B類評定。

B類不確定度的評定可以確定測量值的上限a-和下限a-，再結(jié)合經(jīng)驗估計的分布類型和復(fù)蓋因子k，可按下式計算B類標準不確定度：

式中：U為測量值的區(qū)間半寬度。

獲得B類標準不確定度的信息來源主要有：

1.以前的觀測數(shù)據(jù)。

2.對有關(guān)技術(shù)資料和測量儀器特性的了解和經(jīng)驗。

3.生產(chǎn)部門提供的技術(shù)說明文件。

4.校準證書、檢定證書或其他文件提供的數(shù)據(jù)，準確度的等級或級別，包括目前還使用的允許誤差、極限誤差等。

5.手冊或某些資料給出的參考數(shù)據(jù)及其不確定度。

6.規(guī)定試驗方法的國家標準或類似技術(shù)文件中給出的重復(fù)性γ或復(fù)現(xiàn)性R。

為了與A類不確定度合成，應(yīng)將所獲得B類不確定度信息，轉(zhuǎn)換為標準不確定度。如證書給出U或Up，將分別除以K或Kp，即u（xi）=U/K或Up/Kp；如已知信息γ或R時，則測量結(jié)果不確定度為：U（Xi）=γ/2.83或 R/2.83。

當我們不確切知道k值時，可根據(jù)其查JJF1059-1999找出k和u（xi）的關(guān)系。

四、合成標準不確定度（U c）的評定

當測量結(jié)果是由若干個其他量的值求得時，按其他各量的方差（不確定度）或（和）協(xié)方差算得的標準不確定度稱之為合成標準不確定度。

（一）如果已知不確定度所包含若干個不確定度分量的值，合成標準不確定度UC可用下式計算：

（二）如果被測量Y由N個輸入量X1，X2，......XN的函數(shù)關(guān)系確定

被測量Y的估計值為y，輸入量X1，X2，......XN計值分別為x1，x2，......xN，由上式得：

此時合成標準不確定度用Uc（y），可用被稱之為不確定度傳遞定律的公式計算（見下式）。

（三） 擴展不確定度U的評定

擴展不確定度為確定測量結(jié)果區(qū)間的量，合理賦予被測量之值分布的大部分可望含于此區(qū)間。也就是對合成標準不確定度乘以包含因子得到標準不確定度。a 在合成標準不確定度Uc（g）確定后，乘以一個包含因子k，即U=k Uc（ζ）

k取2～3，一般取2。

擴展不確定度數(shù)值修約時一般只進不舍。

（四） 測量不確定度的表達

在表達測量不確定度時，首先要說明采用什么方法、測量什么對象（參數(shù)）、參數(shù)值（含量）的范圍。其次說明是合成不確定度還是擴展不確定度。