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名词术语:随机误差和系统误差的区别及测量方法

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于真值不能确定,实际上用的是约定真值。通常认为误差含有两个分量,即随机分量和系统分量,分别称为随机误差和系统误差。随机误差遵循统计规律,随着测量次数增加而逐渐降低;理论上当测量次数足够多时,随机误差的平均值趋向于零。从总体抽取容量为n的样本进行重复测定,由所测得的n次测定值计算得出,以S表示。根据其特征光谱及光波强度判断元素类别及其含量,适用于较易激发的碱金属及碱土金属元素的测定。

名词术语:随机误差和系统误差的区别及测量方法

1. 标准物质(Reference material,RM)

标准物质亦称为参考物质。已确定其一种或几种特性量值,用于标准测量器具、评价测量方法或确定材料特性量值的物质。标准物质是国家计量部门颁布的一种计量标准,具有以下基本属性:均匀性、稳定性和准确量值。标准物质可以是纯的或混合的气体、液体或固体,也可以是一件制品或图像。

2. 相关系数(Correlation coefficient)

相关系数是最早由统计学家卡尔·皮尔逊设计的统计指标,是研究变量之间线性相关程度的量,一般用字母rR2表示,相关系数越接近于1,相关度越强。

3. 不确定度(Uncertainty)

不确定度是表征合理地赋予被测量值的分散性,与测量结果相关的参数。

4. 测量不确定度(Uncertainty of measurement)

测量不确定度是指合理地赋予被测量值与真值之间的分离度大小,是对检测结果做解释时相互联系一并报告的参数。通常情况下,测量不确定度可以用标准偏差(或其指定倍数)或规定置信水平间的半宽度表示。测量不确定度一般由许多分量组成,其中一些分量可以用一系列测量结果的统计分布进行计算,并以标准偏差来表示,而另一些分量可以根据经验或其他信息的假定概率分布进行估算,也可以用实验标准偏差来表示;一个度量结果是被测变量的最佳估计值,不确定度的全部构成来自反应体系,有修正值和参考标准等联合构成的离散度。

5. 基体效应(Matrix effects)

基体效应是指试样的基本化学组成和物理化学状态的变化对待测元素定量分析结果所造成的影响。基体效应包括改变被测元素的蒸发特性,元素分子的不完全解离,已原子化的原子重新复核,被测元素以分子形式逃逸测量区,以及大量基体分子存在造成的散射及对分析谱线的吸收的影响。

6. 检出限(Detection limit)

检出限指由特定的分析步骤能够合理地检测出的最小分析信号并求得的最低浓度,其与分析中所用试剂和水的空白有关外,还与仪器的稳定性及噪声水平有关。检出限通常记为方法流程空白值标准偏差(10次或20次)的3倍。

7. 定量限(Quantification limit)

定量限是指样品中被测物质能被定量测定的最低量,其测定结果应具有一定的准确度。定量限体现了分析方法是否具备灵敏的定量检测能力。定量限通常记为方法流程空白值标准偏差(10次或20次)的10倍。

8. 精密度(Precision)

精密度或称精度,是指在指定条件下,多次独立测定结果之间的相互接近程度。一般地说,精密度只取决于随机误差的分布,而与真值或规定值无关;精密度的衡量通常以测试结果的标准偏差来表达,其标准偏差越大,不确定度越高;“独立测定结果”意味着本次获得的结果是独立的,不受相同或相似样品以往结果的影响。

9. 重复性(Repeatability)

重复性是指在限定条件下的重复检测。即在较短间隔时间内,有相同的操作人员在同一实验室内用相同的方法,对同一检测项目进行独立的重复检测,获得独立的重复实验结果。

10. 回收率(Recovery)

回收率是指在没有被测物质的空白样品基质中加入定量的标准物质,按样品的处理步骤分析,得到的结果与理论值的比值。实际测定过程中,采用相同的样品取两份,其中一份加入定量的待测成分标准物质;两份同时按相同的分析步骤分析,加标的一份所得的结果减去未加标一份所得的结果,其差值同加入标准物质的理论值之比即为样品加标回收率。

11. 误差(Error)

误差指测量结果减去被测量的 “真值”之差。由于真值不能确定,实际上用的是约定真值。误差是一个单个数值,原则上已知误差可以用来修正测量结果。通常认为误差含有两个分量,即随机分量和系统分量,分别称为随机误差和系统误差

12. 随机误差(Random error)

随机误差是在测量过程中因随机因素作用产生的具有抵偿性的误差。随机误差遵循统计规律,随着测量次数增加而逐渐降低;理论上当测量次数足够多时,随机误差的平均值趋向于零。

13. 系统误差(Systematic error)

系统误差是指对同一测量物的测量过程中保持不变或以可以预见的方式变化的误差分量。它是独立于测量次数的,不能在相同的测量条件下通过增加测量次数的方法使之减少。但是,可以根据对产生误差的原因分析,用已知的相关因子进行校正来消除系统误差。

14. 标准偏差(Standard deviation,SD)

标准偏差是表征测定值离散性的一个特征参数。从总体抽取容量为n的样本进行重复测定,由所测得的n次测定值计算得出,以S表示。

其特点:①全部测定值都参与标准偏差的计算,充分利用了得到的所有信息;②对一组测定值中离散性大的测定值反应灵敏,当一组测量中出现离散性大的测定值时,标准偏差随即明显变大;③总体标准差的无偏估计值,用来量度测定的精密度是最有效的;④不具有加和性。标准偏差在数据处理中应用非常广泛。

15. 相对标准偏差(Relative standard deviation,RSD)

相对标准偏差亦称为标准偏差系数、变异系数等,由标准偏差除以相应的平均值乘100%所得值,可在检验检测工作中分析结果的精密度。

16. 基线(Baseline)(www.xing528.com)

在实验操作条件下,试剂反应后没有样品组分流出时的流出曲线称为基线,稳定的基线应该是一条水平直线。

17. 分光光度计(Spectrometer)

分光光度计是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器。测量范围一般包括波长范围为380~780nm的可见光区和波长范围为200~380nm的紫外光区。

18. 火焰光度计(Spectrophotometer)

火焰光度计是指以发射光谱法为基本原理的一种分析仪器,以火焰作为激发光源,并应用光电检测系统来测量被激发元素由激发态回到基态时发射的辐射强度。根据其特征光谱及光波强度判断元素类别及其含量,适用于较易激发的碱金属及碱土金属元素的测定。

19. 缓冲溶液(Buffer solution)

缓冲溶液指的是由弱酸及其盐、弱碱及其盐组成的混合溶液,能在一定程度上抵消、减轻外加强酸或强碱对溶液酸碱度的影响,从而保持溶液的pH相对稳定。

20. 实验室质量控制样品(Laboratory control sample)

实验室质量控制样品是指一个含有基质且待测物浓度为已知的样品。其目的在于检查整个检测方法的效率,可用浓度确定的样品。

21. 基质(Matrix)

基质是组成样品的主要物质。

22. 方法空白(method blank)

方法空白的目的是确认样品在分析检测过程是否受到污染。通常以试剂水为样品,以与待测样品相同的检测方法处理分析,所测得的值为方法空白值。

23. 校正空白(Calibration blank)

校正空白是指试剂水中添加与标准品和样品相同种类与数量的溶液。

24. 重复分析(Duplicate)

重复分析指将一样品等分为二,依相同前处理及分析步骤,针对同批次中同一样品作两次以上的分析(含样品前处理、分析步骤),由此可确定操作程序的精密度。重复分析的样品应为可定量的样品,除检测方法另有规定外,通常至少每10个样品应执行一个重复样品分析,若每批次样品数少于10个,则每批次应执行一个重复样品分析。若无法执行样品的重复分析时至少应执行查核样品的重复分析。检验室应记录重复样品编号、分析日期、重复分析测定值。

25. 样品加标(Matrix spike)

样品加标是指添加已知浓度的浓缩标准品到样品中,与原样品经过相同程序处理分析计算其添加回收率P,可检测样品的基质效应与检测方法的误差。

26. 批次(Batch)

批次为品管的基本单元,指使用相同检测方法、同组试剂、于相同时间内或连续一段时间内,以相同前处理、分析步骤一起检测的样品。其中每一批次样品应具有同一基质或相似的基质。

27. 加标样品(Spiked sample)

为确认样品中有无基质干扰或所用的检测方法是否适当,将样品等分为二,一部分依样品前处理、分析步骤直接检测,另一部分添加适当量的待测物标准品后再依样品前处理、分析步骤检测,后者即称之为加样样品。由此可了解检测方法的适用性及样品的基质干扰。添加的浓度应接近法规管制标准或与样品浓度相当。

28. 样品有效期(Sample holding time)

样品有效期指于指定的保存和储存条件下,样品采集后至样品分析前的有效期间。

29. 稀释测试(Dilution test)

稀释测试指每一分析批次选择一具代表性的样品进行系列稀释,以确定是否有干扰存在。待测物的浓度必须至少是预估侦测极限的25倍。先测定未稀释样品的粗浓度后,稀释至少5 (1 +4)倍再重新分析。假如此批次的所有样品浓度皆低于侦测极限的10倍,则以下节所述的添加回收分析为之。如果,未稀释的样品浓度与稀释样品浓度的5倍值相差在10%以内则表示无干扰存在,则不需使用标准添加法分析。

30. 回收率测试(Recovery test)

回收率测试是指假如稀释测试的结果不符合上述的要求,则表示干扰可能存在,此时须分析添加样品以助于确定稀释测试的结果。另外取一部分的测试样品,加入一已知量的待测物使待测物浓度为原浓度的2~5倍;假如该批次的待测物浓度皆低于侦测极限,则将所选择的样品添加侦测极限的20倍。分析该添加样品,并计算添加的回收率。假如回收率低于85%或高于115%,则该批次所有样品皆须以标准加入法分析。

31. 标准加入法(Standard addition method)

标准加入法是指将已知量的标准品加至一或多个处理的样品溶液中。此技术可补偿由于样品的组成对分析讯号的增强或降低所导致的斜率偏差(样品的斜率不同于检量线)的现象,但无法校正加成性干扰所造成的基线偏移。标准添加法应用于所有萃取程序萃取液的分析、申请表列排除(delisting petition)的委托分析,及每一种新样品基质的分析。

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