楊艷龍(長(zhǎng)城汽車(chē)股份有限公司,河北 保定 071000)
趙金紅(石藥集團(tuán)新諾威制藥股份有限公司,河北 石家莊 051430)
通過(guò)一定的方法測(cè)定某些實(shí)驗(yàn)指標(biāo)時(shí),得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往不是真值,在實(shí)驗(yàn)中盡量要求所測(cè)得的結(jié)果和真值越接近越好,真值和測(cè)量結(jié)果之間的差異用準(zhǔn)確度來(lái)表示,而實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度則用實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)衡量,于是得到以下關(guān)系:實(shí)驗(yàn)誤差越小,測(cè)得的結(jié)果與真值之間的差異越小,實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度越高。然而,在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中往往得不到實(shí)驗(yàn)結(jié)果所對(duì)應(yīng)的真值或者很難得到其真值,這就需要可以反映測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度的量,于是引入了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定度。不確定度測(cè)定反映了測(cè)量結(jié)果的可靠性程度,限定了測(cè)量誤差的范圍。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的不斷激化,不確定度測(cè)定不僅在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量中越顯重要,而且在商業(yè)貿(mào)易中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
不確定度是指在實(shí)際操作過(guò)程中由于不可避免地存在著測(cè)量誤差,而使得被測(cè)量的數(shù)據(jù)不能被肯定的程度,表明了測(cè)量結(jié)果與真值之間差異的大小,因此常常用不確定度來(lái)作為實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果質(zhì)量好壞的一個(gè)必要的指標(biāo)。當(dāng)不確定越小時(shí),表明測(cè)量結(jié)果與實(shí)際真值之間的差異越小,結(jié)果可信度高,其使用價(jià)值也越具有意義;當(dāng)不確定度大時(shí),表明測(cè)量結(jié)果與真值偏離較大,結(jié)果可信度差。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),需要對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行不確定分析,這樣不僅可以表明測(cè)量結(jié)果的可信度,而且還可以對(duì)不同的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較。
在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中很多種原因都會(huì)影響測(cè)量結(jié)果不確定度的大小,通常我們用標(biāo)準(zhǔn)不確定度(用標(biāo)準(zhǔn)方差表示)和擴(kuò)展不確定度來(lái)評(píng)定。
標(biāo)準(zhǔn)不確定度又分為A類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不確定度、B類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不確定度和合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度三種。其中A類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不確定度指的是對(duì)測(cè)量結(jié)果用統(tǒng)計(jì)分析的方法進(jìn)行分析得到的不確定度,一般用測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)表示。B類(lèi)不確定度一般指通過(guò)實(shí)驗(yàn)或者一些其他不同于A類(lèi)統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)評(píng)定。當(dāng)由一些其他數(shù)據(jù)共同求得實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果時(shí),將各個(gè)量的方差和協(xié)方差計(jì)算可得到合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度,表明了實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果的分散性和不確定度。另一類(lèi)不同于標(biāo)準(zhǔn)不確定度的不確定度評(píng)價(jià)方法稱(chēng)為擴(kuò)展不確定度。擴(kuò)展不確定度指所測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的范圍區(qū)間的半寬度,絕大部分測(cè)量結(jié)果都會(huì)落在這個(gè)范圍內(nèi),而通常應(yīng)用實(shí)際測(cè)量結(jié)果確定落在測(cè)量結(jié)果的取值范圍內(nèi)的概率,稱(chēng)之為置信概率或置信水平。一般情況下,會(huì)根據(jù)實(shí)際的需要確定選擇哪種表示方法來(lái)表示測(cè)量結(jié)果的不確定度。
對(duì)實(shí)驗(yàn)和測(cè)量的過(guò)程方面分析,引起測(cè)量結(jié)果不確定度的主要來(lái)源有以下幾點(diǎn):
配置鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)引入的不確定度主要來(lái)源主要有以下3個(gè)方面。由標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)純度引起的不確定度;容量瓶的體積引起的不確定度;定容時(shí)人員操作差異引起的不確定度。依據(jù)其他測(cè)定結(jié)果,1.0mg/mL的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液的相對(duì)不確定度是0.0020。
對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行三次水平測(cè)量,由于測(cè)量過(guò)程中存在著一系列的不穩(wěn)定因素,如儀器的穩(wěn)定性,溶液濃度的不均勻性以及操作人員的誤差等等都會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不確定性增加。
稱(chēng)量引起的測(cè)量結(jié)果的不確定度主要來(lái)源是由于天平的精度和操作人員稱(chēng)量的準(zhǔn)確性導(dǎo)致的。一般電子天平的為±0.00015g,換算為不確定度為8.7×10-5。而一般情況下,操作人員稱(chēng)量的準(zhǔn)確度到達(dá)0.0001g,即認(rèn)為符合不確定性要求。
在完整的實(shí)驗(yàn)或測(cè)量過(guò)程中,對(duì)結(jié)果的不確定度分析越來(lái)越成為一種必要的數(shù)據(jù)分析,并且隨著全球貿(mào)易經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,使得不確定度分析也越來(lái)越具有實(shí)用價(jià)值和意義。在實(shí)際操作過(guò)程中,存在著許多導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不確定度增加的來(lái)源,以原子吸收法測(cè)定鐵合金中鉛含量的不確定度為例,其不確定度的來(lái)源主要有標(biāo)準(zhǔn)溶液、重復(fù)測(cè)量、稱(chēng)量誤差和移取誤差等幾個(gè)方面,因此需要對(duì)各個(gè)來(lái)源進(jìn)行分析實(shí)驗(yàn),最終確定其不確定度大小,從而使測(cè)量結(jié)果更加客觀可信。
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