实验室精密度计算及核查

1、实验室自我核查及精密度计算12 目录 第一章 自我核查基础知识 第二章 自我核查总则 第三章 用西格玛法进行自我核查 第四章 再现性与精密度2021-10-123 第一章 自我核查基础知识第一节 保证测量准确的方式 自检/ /自校/ /自我核查1.1 期间核查：实验室利用“核查标准”对“核查对象”在两次校准/检定期间进行的自我检查。 正式定义：根据规定程序，为了确定计量标准、标准物质或其他计量仪器是否保持其原有状态而进行的操作。（JJF1001 9.49JJF1001 9.49）1.2 目的：检查“核查对象”是否保持原校准/检定的状态，维持其最佳溯源/测量能力；及早发现“核查对象”的失准，缩短

2、追溯质量事故的时间，尽量避免错误的蔓延。32021-10-1242021-10-124 例如：催化剂的微活，假如规定每60个催化剂测定之间测一个标样，设标样的参照值为Vr=67，允许误差为3，第一次对其测得值为66，认为是准确的；测50个催化剂后，第二次测标样，标样测得值为69，认为是准确的；又测50个催化剂后，第二次测标样，标样测得值为56，认为失准了；那么测第二次标样与第三次标样测定之间的60个催化剂的的检测报告给出的结果都认为是可疑数据。应追回。（检测不合格标样之前的数据应该追回）42021-10-1251.3 1.3 什么情况下进行自我核查： 无外校，或有外检（校）但间隔时间较长，并且

3、 A A、对测量结果有重要影响的； B B、频繁使用的； C C、经常在恶劣条件（现场）下使用的； D D、含有易老化、易损坏的元器件的仪器。 有外校，但不方便送检 使用并不普遍的仪器，没有外校1.4 1.4 核查频次：根据核查过程的难易、费时程度决定，既要考虑不应频繁使用核查标准；但至少每年应有一次。561.5 1.5 有关法律法规的要求 计量法规定：计量器具启用前必须送计量检定部门检定，合格( (准确) )后方可使用。 认可准则规定：对检测/ /校准/ /抽样的准确性或有效性有显著影响的所有设备，包括辅助测量设备，启用前应送已认可的校准实验室对影响结果的关键量或值进行校准。 计量法和认可准

4、则同时规定：故障计量器具/ /仪器设备修理后，必须重新检定合格或重新校准给出新的校准值方可使用。 计量法规定：使用中的量具按相应检定规程周期送检，保证其量值准确。 认可准则规定：使用中的测量设备在两次校准期间是否准确，由用户以期间核查方式自查。自查合格不必送校，否则必须送校。校准周期用户自定。 6第二章 自我核查总则第一节 自我核查的基本步骤1.1 1.1 按照分辨力将仪器分为“精度高的仪器”和“精度不高的仪器”这里所说的精度不高的仪器是指仪器的分辨力差。分辨力高：精度高分辨力低：精度低 对同一试样被测量测n n次，得到n n个结果，如果这n n个结果都相同，即为“精度不高的仪器”；如果这n

5、n个结果不全相同，即为“精度高的仪器”. . 72021-10-1281.2 1.2 确定核查（检查）点 应根据仪器的使用（测量）范围确定检查点，检查点尽量成等比数列设公比为q q，首项为a a，量程（末项）为A A，测量点为n n个，则有：1.3 1.3 检定周期与自我核查周期的确定 理论上应遵循JJF 1139-2005JJF 1139-2005。在实际应用中，根据使用频次，在两次检定之间安排一次或多次期间核查。1/nqA a前紧后松前紧后松82021-10-12 第二节 对“精度不高的仪器”的一个测量点的核查方法 使用该仪器对相应的标样测一次，如果测量结果等于该VrVr （参照值） ，则

6、可认为仪器正常，如果测量结果不等于VrVr，则可认为仪器不正常，应进行修正。 例如，用一台分辨力为1克的商用台秤称得一个Vr=500g的标准砝码，若称量结果为500g，此商用台秤正常；若称量结果为501g，此商用台秤在500g点失准，需修正，修正值为-1克；若称量结果为498g，此商用台秤在500g点失准，需修正，修正值为2克。9第三节 对“精度高的仪器”的一个检查点核查的三种方法 西格玛法（标准偏差法） 标准偏差用来描述所研究的特性值相对于均值偏离的程度。 自校规程法1.1 1.1 En En值法电子天平的期间核查 JJG1036JJG1036量筒容量的期间核查 JJG196JJG196n2

7、2Lref| -Vr|E =UUx101.2 1.2 对仪器进行自我（期间）核查的基本要求: : 一致性好。( (方差小) ) 均值与VrVr（参照值）之差不能大。精密度：对同一被测对象多次测试结果的一致程度，精密度的大小常用偏差表示重复性(r) (r) 与再现性(R)(R)是精密度的两种极端情况计算方差（已知允许偏差）计算均值（已知准确值）1112132021-10-1213第三章 用“西格玛法”进行自我核查 第一节 实验室内重复性 应用重复性标准差核查一个测量点的重复性与均值。 重复性的定义：在重复性条件下，n n（n1n1）个结果间的一致性。 重复性条件下测量多次，剔除可查明原因的离群值

8、后得到n (n2)n (n2)个结果如下： 12,.nx xx13142021-10-1214为了检验其一致性，算得均值与方差14221111()1nniriiixxsxxnnl 当n=2n=2时，若 可认为重复性满足要求 。l 当n2n2时，若满足下列公式即可认为重复性满足要求。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

9、=0.0520.95()用用minitab软件查软件查开方分布分位数开方分布分位数常规使用的简便方法： 对剔除可查明原因的离群值后得到n n个结果，进行排序： 若： 也可认为重复性满足要求。 16(1)(2)( ).nxxx(2)(1)2.8rxx(n)可简单认为：可简单认为：2.8为为95%的置信度的置信度2.8所以需提前知晓所以需提前知晓172021-10-1217例：为了对天平在1000.0mg这点进行核查，已知天平在1000.0mg这点的 ，用该天平对一个1000.0mg标准砝码，在重复性条件下测6次，得到1000.2 、999.7 、 999.8 、 1000.1 、999.9 、

10、1000.0，根据这些数据算得方差为0.035，检验该天平在1000.0mg这点重复性条件下的一致性是否满足要求。 上述结果说明，可认为天平重复性满足要求。2220.95/0.035/0.0281.25(5)/511.0705/52.2141rrs20.028r17182021-10-1218第二节 西格玛的获得2 2. .1 1 说明书标明的SDSD（ Standard Deviation标准偏差）或RSDRSD（ Relative Standard Deviation相对标准偏差： RSD=SD()/Vr SD()=RSD*Vr 例如：一台万分之一的天平的RSD=0.15%，当Vr=100

11、0mg时， SD=0.15%*1000= 1.52 2. .2 2 按GB/T 6379.2 GB/T 6379.2 给出的方法获得（试验方法精密度计算）；如果按GB/T 6379.2 GB/T 6379.2 获得时有困难，可用下列方法获得。182021-10-122.3 2.3 西格玛的获得的一种方法2.3.1 2.3.1 当有测量标准VrVr时： 用一台处于最佳状态 （新仪器或刚检定过）的仪器，对该测量标准测多次，剔除所有的离群值（见GB/T4883-2008 GB/T4883-2008 正态样本离群值的判断和处理）后，还有mm个测量结果，记这mm个测量结果为： 算得其均值为 ，算得方差为

12、 赋值 ；此建立 的过程称为计量建标。0y01020,.myyy20s220rs2r19202021-10-1220 利用该 值自我核查： 该仪器使用一段时间后，对其进行期间核查，对该测量标准测多次，剔除可查明原因的离群值后还有n n个测量结果，记为 ，算得其均值为 ，算得方差为 Sr2 ， 则可认为该仪器核查不合格（失准）；一致性不合格。 11121,.nxxxx22222211( )/( )/rrrrss20212021-10-1221注意： 建标时，其测量结果必须剔除（统计）离群值后才能计算均值和方差; ;对仪器进行核查时，其测量结果不剔除（统计）离群值，仅剔除可查明原因的离群值，其余结

13、果都用来计算均值和方差。 若测量仪器的自动化程度不高，检测结果会受到人员操作影响时，建标及核查都应由优秀操作员操作。 对那些全国仅此一台的进口仪器或者自建设备（没有外检和外校），用此方法计量建标（建立标准的西格玛）尤为重要，一定要抓住“在仪器处于最佳状态（新仪器或刚检定过）时计量建标这个时机”，“机不可失，时不再来”。21222021-10-1222第三节 正确度（均值）的控制3.1 3.1 当仪器给了MPEMPE（允许误差）时（测6 6次），使用以下判定原则： 满足以下不等式，判核查合格，否则判核查不合格。 MPE MPE是比较粗糙的判定值，它与测量次数无关； 若没有规定测试次数，一律测6

14、6次。2221( )|rrsxVrMPE2223作者作者:于振凡于振凡分辨力为0.001mm0.001mm的千分尺（测微计）23242021-10-12243.2 3.2 正确度 当仪器没给MPEMPE时，使用以下判定原则： 使用待核查的仪器（设备）对标物VrVr测试n n 次，得到如下结果： 算得均值和方差： 若 则可认为该仪器的正确度满足要求（未发现不满足要求）。 221111()1nniiiixxsxxnn12,.nx xx1/2|(1)sxVrtnn24t分布的分位数使分布的分位数使用用minitab查询查询252021-10-12253.3 3.3 当仪器没给MPEMPE时 当测试次

15、数n2n2，可使用以下（近似）判定规则： 当n=2n=2时，使用以下（近似）判定规则： 其k k值由MINITABMINITAB自动给出。2221( )rrrsxVrkmaxmin2.8rrxxxVrk25第四节 确定接受参照值 VrVr4.14.1 接受参照值 VrVr Vr Vr（accepted reference Valueaccepted reference Value）参照值，多种称谓如下： 1 1）参照值 ； 2 2）参考值； 3 3）标准值； 4 4）标称值； 5 5）约定真值； 6 6）校准值； 7 7）实际值4.24.2 获取VrVr的顺序 外买 用其它测试方法（例如配方法）获取VrVr 由高级别的仪器检测某一对象的结果（多次测量结果的平均值）。 由刚检定过的本仪器或另外一个仪器检测某一对象的结果（多次测量结果的平均值） 。26特别指出：建立VrVr可以使用高级别的仪器测出的结果的平均值，建立 必须使用同级别的仪器测出的结果的方差。2r272021-10-12第七节 一组测量时的修正