结果与测量不确定度的计算机应用程序

分析结果的正确计算与测量不确定度的评定是检测工作中的两个重要方面.其中分析结果的正确性自不必多讲,而测量不确定度的评定,由于其概念较为深奥、复杂,计算比较繁复、费时,一时难于很好地推广应用.为更好地开展工作,笔者根据实际需要,设计了理化分析系列计算机应用程序(专用、多用和通用程序).

1应用文件

主要有《测量不确定度评定与表示》（F1059－1999）,《化学分析中不确定度评定与表示》（CNAL/AG07:2002）,《常用玻璃量器》（G196―2006）.

2测量不确定度计算的基本原则

总体测量不确定度的平方等于各分量不确定度的平方之和,亦等于各分量的分量的不确定度的平方之和.基本运算公式为：

4理化分析中测量不确定度的来源

一般理化分析过程可由以下几个部分组成：

①样品：各种样品的准确取样(包括现场采样)、样品的预处理、定容和稀释（或浓缩）等,得到待测样品.

②标准溶液：外购或自配.按要求进行标准溶液的稀释,得到标准使用溶液.

③标准系列的配制：按需进行,正确选用配制标准系列的器材.

④检测：在同样条件下,对系列标液和待测样品进行分析.

⑤计算：标准曲线的建立,并从标准曲线上得到待测溶液中相应的值,以及分析结果与测量不确定度的计算.

⑥报告：根据测得的数值,出具检验结果报告.

5计算机应用程序的基本构成

本计算机应用程序主要包括首页、数据输入、基本参数、参数计算、总体计算和打印六个部分.

首页：列出标准号、项目名称、方法名称和一些必要的说明.

数据输入：输入测量过程中得到的数据,如现场监测数据、样品采集和预处理过程的数据、标准曲线和待测溶液的测定数据等.

基本参数：输入所用仪器设备、标准溶液(自配或外购)的鉴定参数,如标准溶液的配制和稀释状况,标准系列的配制数据等.

参数计算：对所用的各基本参数进行必要的计算,如所用仪器设备的不确定度计算,标准使用溶液的浓度和不确定度的计算,标准系列各点浓度和不确定度的计算等.

总体计算：对各项数据进行综合计算,如对样品的采集和预处理进行计算,建立标准曲线并得到样品的分析结果,计算样品、标准系列、标准曲线和A类不确定度,并对这些数据进行合成,得到分析结果与测量不确定度.

打印：提供必要的数据(包括各项分析结果与不确定度)和信息.包括标准方法编号、项目名称,样品采集、预处理,标准溶液(储存液和使用液),标准系列,标准溶液和样品溶液的检测数据,不确定度分类表格,分析结果与测量不确定度报告等等.

6计算机应用程序的主要特点

6.1正确和快速

这是本程序的最大特点,当原始数据正确输入完成后,将立即得到最终分析结果和测量不确定度,以及各种信息.

6.2从报告中可得到许多有用的信息,提高检验质量

如可从不确定度分类表格包括UA、U(样品)、U(标准溶液)、U(标准系列)、U(标准曲线)等中得知在整个分析过程中,那一个步骤是测量不确定度中最主要的因素,若有异常数据,则可找出原因,从而加以改进,提高检验质量.

6.3操作方便

一般分析,只要在“数据输入”部分输入测量过程中的原始数据和在“参数输入”部分输入所用仪器设备、标准溶液、制备标准系列等的原始数据即可立即得到详细的报告.

若是常规分析,亦即参数不经常变更的场合,只需输入测量过程中的原始数据,立即可得到详细的报告,在报告中同时提供当时所用的各种参数的数据.十分方便、可靠.

6.4便于推广、应用

一般检验技术人员,只要经过适当培训,就能很快掌握数据的输入和“测量不确定度”计算的基本方法,并应用于科研和日常工作中.

6.5与传统计算方法结果一致

与传统的常规测量不确定度的计算方法相比,所考虑的影响因素、计算公式和所得结果完全相同.

7计算机应用程序分类

按使用功能分,有专用程序、多用程序和通用程序.

按分析项目分,适用于空气、水质、食品、化妆品、消毒产品等分析以及职业卫生分析.

按分析方法分,可用于现场监测和实验室分析(包括重量法、容量法、比色法、分光光度法、原子吸收分光光度法、气相色谱法、离子色谱法、耦合等离子光谱法等).

目前已编制了30多个计算机应用程序,并在工作中加以验证和完善.

经实际操作表明,分析结果与测量不确定度的计算,采用计算机应用程序是可行和值得推广的.计算机应用程序中所采用的各种参数、定值和计算公式均由计算机自动检索、调用并计算,不需手工操作.使用方便,结果正确可靠,可提高检验质量,适合在日常分析工作中使用.

(收稿日期：2008-01-22)

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文