實驗室內(nèi)部人員比對及設(shè)備比對中比對差值不確定度的評定

張銀

（海安市綜合檢驗檢測中心 江蘇海安 226600）

1 前言

實驗室內(nèi)部比對包括人員比對、設(shè)備比對、方法比對等。在人員比對、設(shè)備比對中如何評估，是相關(guān)研究中討論較多的問題，目前尚未見充分論據(jù)。本文經(jīng)分析認為，從不確定度傳播律入手是解決這一問題的根本途徑。

2 相關(guān)理論及創(chuàng)新

實驗室內(nèi)部比對的結(jié)果評價依據(jù)為：

式（1）中y1、y2—被測量Y在內(nèi)部比對試驗中測得的2個比對值；U△—|y1-y2|的擴展不確定度。

設(shè)y的測量不確定度有n個獨立不相關(guān)的影響因素，為x1、x2…xn，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u（x1）、u（x2）…u（xn），統(tǒng)一以u（xi）表示。

為便于分析，本文將u（xi）區(qū)分為對應(yīng)于y1的u1（xi）和對應(yīng)于y2的u2（xi），以u△c表示|y1-y2|的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，則由不確定度傳播律可得：

式（2）中等號右邊的第3項是關(guān)鍵所在，因人員比對、設(shè)備比對都是相同方法上的比對，必有某些影響因素對2次測量的影響完全正相關(guān)，即在2次測量中產(chǎn)生的偏差方向相同、大小相等，在比對差值的不確定度評定中，這種相關(guān)性必須要考慮并引入。因在|y1-y2|中y2的符號為負，所以u2（xi）的靈敏系數(shù)皆為-ci。

由于實際上u1（xi）=u2（xi）=u（xi），式（2）可簡化為：

則有：

式（5）是由不確定度傳播律推導(dǎo)而來，在實驗室人員比對、設(shè)備比對中遵循此式評估比對差值的測量不確定度應(yīng)不存在任何疑義。

3 應(yīng)用實例

3.1 食用油中酸價測定的人員比對

3.1.1 測量依據(jù)

GB 5009.229-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中酸價的測定》第一法。

3.1.2 測量方法

用電子天平稱取約10 g的試樣，置于錐形瓶中，注入有機混合溶劑50 ml、顯色劑3～4滴，搖振至試樣完全溶解。用0.1 mol/L的氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液對其進行滴定，滴定至微紅色且15 s內(nèi)不褪色時停止滴定，記錄標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗的體積，按相同步驟同時進行空白試驗。

3.1.3 數(shù)學(xué)模型

式中：x—試樣的酸價，mg/g；

V—滴定中標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗的體積，mL；

V0—空白試驗標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗的體積，mL；

c—滴定所用標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；

M—每摩爾氫氧化鉀的質(zhì)量，g/mol；

m—稱取的樣品量，g。

3.1.4 測定因果圖（見圖1）

圖1

3.1.5 各因素在2次測量中影響的相關(guān)性

M、c可以確定在2次測量中的影響完全正相關(guān)；因人員比對使用的是同一稱量天平，m總、m皮在2次測量中的影響也完全正相關(guān)；比對時2人使用的并非是同一支滴定管，因此V-V0在2次測量中的影響不相關(guān)；重復(fù)性來自于隨機因素，在2次測量中的影響不相關(guān)。

后2項為在次測量中不相關(guān)的影響因素，由式（5）可得比對差值的測量不確定度為：

式中，u（x1）—滴定管誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；

u（x2）—測量不重復(fù)引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

3.2 導(dǎo)體直流電阻測定的儀器比對

3.2.1 測量依據(jù)GB/T 3048.4-2007《電線電纜電性能試驗方法第4部分：導(dǎo)體直流電阻試驗》

3.2.2 測量方法

使測試室室內(nèi)溫度保持恒定于15℃～25℃區(qū)間內(nèi)某一溫度，試驗樣品置于測試室內(nèi)不少于24 h，將試樣拉直固定于專用夾具兩刀口，兩刀口之間距離為1 000 mm，以直流電橋測量兩刀口之間導(dǎo)體的直流電阻。

3.2.3 數(shù)學(xué)模型

式中：R20—試樣每千米的直流電阻，Ω/km；

t—試驗時的攝氏溫度，℃；

L—被測導(dǎo)體測試段的長度，m；

Rt—儀器測得的導(dǎo)體電阻讀數(shù)，Ω。

3.2.4 測定因果圖（見圖2）

圖2

3.2.5 各因素在2次測量中影響的相關(guān)性

使用同一夾具固定導(dǎo)體，可確定在2次測量中的影響完全正相關(guān)；使用同一溫度計測量導(dǎo)體所處的環(huán)境溫度，可確定在2次測量中的影響也完全正相關(guān)；使用2臺準(zhǔn)確度相同的直流電橋進行比對，它們對測量結(jié)果的影響不相關(guān)；重復(fù)性來自于隨機因素，在2次測量中的影響不相關(guān)。

后2項為在2次測量中不相關(guān)的影響因素

由式（5）可得比對差值的測量不確定度為：

式中，u（x1）—電橋誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；

u（x2）—測量不重復(fù)引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

4 結(jié)論

綜上所述，在實驗室內(nèi)部的人員比對、設(shè)備比對中，應(yīng)分析各影響因素對2次測量的影響的相關(guān)性，確定正相關(guān)因素，并在遵循不確定度傳播律的前提下，有效評估比對差值的測量不確定度，進而有效評價比對結(jié)果。