不确定度与质量控制ppt课件

1、东北师范大学东北师范大学闫吉昌闫吉昌（一）（一） 质量控制概述质量控制概述v (1)(1)定义：分析测试质量保证是保证分析测试数据可靠定义：分析测试质量保证是保证分析测试数据可靠性的全部活动。实验室质量控制是质量保证的一个重性的全部活动。实验室质量控制是质量保证的一个重要环节，是保证测试数据可靠的实验室控制方法。要环节，是保证测试数据可靠的实验室控制方法。v (2)(2)目的：是要把测试分析误差控制在容许限度内，保目的：是要把测试分析误差控制在容许限度内，保证测试结果有一定的精密度和准确度，使分析数据在证测试结果有一定的精密度和准确度，使分析数据在给定的置信水平内，有把握达到所要求的质量。给定

2、的置信水平内，有把握达到所要求的质量。v (3)(3)分类：实验室质量控制主要包括两个方面内容：实分类：实验室质量控制主要包括两个方面内容：实验室内质量控制和实验室间质量控制。验室内质量控制和实验室间质量控制。v (4)(4)意义：及时分析质量控制的数据，当发现质量控制意义：及时分析质量控制的数据，当发现质量控制数据将超出预先确定的判据时，应采取有计划的措施数据将超出预先确定的判据时，应采取有计划的措施来纠正出现的问题，同时采取措施防止报告错误的结来纠正出现的问题，同时采取措施防止报告错误的结果。果。2 2、 1702517025关于质量控制的规定关于质量控制的规定 ISO-IEC:17025

3、中5.9.1 检测和校准结果质量的保证，实验室应有质量控制程 序，以监控检测结果的有效性，这种监控应有计划的进 行并加以评审，包括以下内容： a定期使用有证标准物质进行监控，开展内部质量控制； b参加实验室间的比对或能力验证计划； c利用相同或不同方法进行重复检测或校准； d对存留物品进行再检测或再校准； e分析一个物品不同特性结果的相关性。5.9.2 应分析质量控制的数据，当发现质量控制数据将超出预 先确定的判据时，应采取有计划的措施来纠正出现的问 题，并防止报告错误的结果。3 3、资质认定、资质认定 关于质量控制的规定关于质量控制的规定 实验室资质认定评审准则实验室资质认定评审准则中中5.

4、7.1 实验室应有质量控制程序和质量控制计划以监控检测和实验室应有质量控制程序和质量控制计划以监控检测和 校准结果的有效性，可包括但不限于以下内容：校准结果的有效性，可包括但不限于以下内容： a定期使用有证标准物质参考物质进行监控和或使用定期使用有证标准物质参考物质进行监控和或使用 次级标准物质参考物质开展内部质量控制；次级标准物质参考物质开展内部质量控制； b参加实验室间的比对或能力验证；参加实验室间的比对或能力验证； c使用相同或不同方法进行重复检测或校准；使用相同或不同方法进行重复检测或校准； d对存留物品进行再检测或再校准；对存留物品进行再检测或再校准； e分析一个物品不同特性结果的相

5、关性。分析一个物品不同特性结果的相关性。5.7.2 实验室应分析质量控制的数据，当发现质量控制数据将实验室应分析质量控制的数据，当发现质量控制数据将 超出预先确定的判断依据时，应采取有计划的措施来纠超出预先确定的判断依据时，应采取有计划的措施来纠 正出现的问题，并防止报告错误的结果。正出现的问题，并防止报告错误的结果。（二不确定度的概述（二不确定度的概述(1) (1) 定义：定义： 不确定度全称测量不确定度，用以表征合理赋予被测量之不确定度全称测量不确定度，用以表征合理赋予被测量之值的分散性，真值所落入范围的大小。值的分散性，真值所落入范围的大小。例如例如: :气相色谱法测定白酒中甲醇带有不确

6、定度的结果报告气相色谱法测定白酒中甲醇带有不确定度的结果报告0 0820 0040 0820 006././ABCmg mLCmg mL甲甲醇醇甲甲醇醇(2)(2)意义：意义： 用不确定度对测量结果及质量进行评定、表示和比较。用不确定度对测量结果及质量进行评定、表示和比较。不仅是不同学科交流的需要，也是全球市场经济发展不仅是不同学科交流的需要，也是全球市场经济发展的需要。的需要。(3)(3)来源：来源： 在不确定度评估过程中，要对整个实验的所有步骤进在不确定度评估过程中，要对整个实验的所有步骤进行讨论，找出不确定度来源，并进行计算，由数据可行讨论，找出不确定度来源，并进行计算，由数据可以清晰得

7、出不确定度分量中起主要作用的因素。以清晰得出不确定度分量中起主要作用的因素。v 找出所有分量：全部实验过程找出所有分量：全部实验过程v 取样取样v 样品制备样品制备v 针对测量系统的标准物质选择针对测量系统的标准物质选择v 仪器检定、校准仪器检定、校准v 分析测定分析测定 v 获得数据获得数据v 数据处理数据处理v 结果表示和必要说明。结果表示和必要说明。v 等等等等! !等等等等! ! 一、不确定度用于表征实验室测试结果的质量一、不确定度用于表征实验室测试结果的质量 二、不确定度用于实验室的质量控制内和外部）二、不确定度用于实验室的质量控制内和外部） 三、不确定度用于确认新方法和新仪器的可靠

8、性三、不确定度用于确认新方法和新仪器的可靠性 四、不确定度用于确认测试方法的适用性四、不确定度用于确认测试方法的适用性 五、校准结果不确定度用于仪器的合格判定五、校准结果不确定度用于仪器的合格判定4 4、不确定度与质量控制、不确定度与质量控制 17025 17025中中5.1.1 5.1.1 决定实验室检测和决定实验室检测和/ /或校准为正确性和可靠性的因素或校准为正确性和可靠性的因素 很多，包括：很多，包括： 1 1、人员、人员5.25.2）；）； 2 2、设施和环境条件、设施和环境条件5.35.3）；）； 3 3、检测和校准方法及方法的确认、检测和校准方法及方法的确认5.45.4）；）；

9、4 4、设备、设备5.55.5）；）； 5 5、测量的溯源性、测量的溯源性5.65.6）；）； 6 6、抽样；、抽样； 7 7、检测和校准物品的处置、检测和校准物品的处置(5.8)(5.8)。5.1.2 5.1.2 上述因素对总的测量不确定度的影响，上述因素对总的测量不确定度的影响，在各类检测之间和在各类检测之间和( (各类各类) )校准之间校准之间明显不同。明显不同。 实验室在制定检测和校准的方法和程实验室在制定检测和校准的方法和程序、培训和考核人员、选择和校准所序、培训和考核人员、选择和校准所用设备时，应考虑到这些因素。用设备时，应考虑到这些因素。4 4、不确定度与质量控制、不确定度与质量

10、控制例酸碱滴定不确定度的评估例酸碱滴定不确定度的评估例气相色谱法测定涂料苯类含量不例气相色谱法测定涂料苯类含量不确定度评估确定度评估 例酸碱滴定不确定度的评估 KHP KHP的质量的质量mKHPmKHP KHP KHP的纯度的纯度PKHPPKHP KHP KHP的摩尔质量的摩尔质量MKHPMKHP 滴定滴定KHPKHP消耗消耗NaONaOH H溶液的体积溶液的体积 VT1 VT1 滴定滴定HClHCl消耗消耗NaOHNaOH溶液的体积溶液的体积 VT2 VT2 消耗盐酸体积消耗盐酸体积 VHCIVHCI不确定度分量不确定度分量( (一一) ) 酸碱滴定不确定度分量酸碱滴定不确定度分量 2222

11、22122222220000363 0000289 00000186 00011 000136 000135000226 .relH C lrelK H PrelK H PrelK H PrelTrelTrelH C lu cu mu Pu Mu Vu Vu V（二合成不确定度的计算（二合成不确定度的计算1-1-质量质量KHPKHP2-2-纯度纯度KHPKHP3-VNaOH3-VNaOH滴定滴定KHPKHP4-VNaOH4-VNaOH滴定滴定HCIHCI5-5-摩尔质量摩尔质量KHPKHP6-VHCI6-VHCI 在酸碱滴定不确定度的评估的例子中，有三个分量对合成不确定度在酸碱滴定不确定度的评

12、估的例子中，有三个分量对合成不确定度的影响比较明显，分别是滴定邻苯二甲酸氢钾消耗的的影响比较明显，分别是滴定邻苯二甲酸氢钾消耗的NaOHNaOH的体积、滴定的体积、滴定HCIHCI消耗消耗NaOHNaOH溶液的体积、被溶液的体积、被NaOHNaOH滴定消耗滴定消耗HCIHCI的体积所带来的不确的体积所带来的不确定度，占：定度，占：27.427.4、32.6%32.6%、32.6%32.6%。1.VT2 1.VT2 不确定度的影响因素分析不确定度的影响因素分析VT2VT2的评的评估估 mKHPPKHPVT2VT1VHCIMKHPX体积校准体积校准温度校正温度校正人员读数人员读数（1 1滴定管体积

13、校准带来的不确定度制造商给出滴滴定管体积校准带来的不确定度制造商给出滴 定管体积的置信区间定管体积的置信区间0.03mL0.03mL，则按矩形分布，则按矩形分布 引起的不确定度为：引起的不确定度为： 120 01730.03.3TamLu VmLC2.VT22.VT2的不确定度计算的不确定度计算21220 0511_().niiTxxxu VSmLn2.VT22.VT2的不确定度计算的不确定度计算420 2 1 1030 0126 (.).VTmL液液体体的的膨膨胀胀系系数数（3 3温度与校正温度不同引起的不确定度假设有温度与校正温度不同引起的不确定度假设有33 差别，查得水的膨胀系数为：差别

14、，查得水的膨胀系数为：2.12.110-4/10-4/。在。在 p=0.95 p=0.95下，体积变化的区间为：下，体积变化的区间为： 则其不确定度为：则其不确定度为： 320 009380 004791 96.TmLu VmL2.VT22.VT2的不确定度计算的不确定度计算 22221222322220 01730 00 004790 045 . 51. .TTTTu Vu VuVu V VT2VT2的合成不确定度的合成不确定度: :2.VT22.VT2的合成不确定度计算的合成不确定度计算（四（四VT2VT2各不确定度分量的比重各不确定度分量的比重 影响滴定体积的不确定度则是由：滴定管体积校

15、准、温度校正、影响滴定体积的不确定度则是由：滴定管体积校准、温度校正、人员读数三个分量决定的。人员读数占的分量很大人员读数三个分量决定的。人员读数占的分量很大. .( (五五) )酸碱滴定中的影响测试质量的重点分量剖析酸碱滴定中的影响测试质量的重点分量剖析v 体积校准的不确定度分量是根据购买的滴定管体积的体积校准的不确定度分量是根据购买的滴定管体积的置信区间置信区间0.03mL0.03mL来计算的，对滴定体积产生较明显来计算的，对滴定体积产生较明显偏差，偏差， 约占约占24.4%24.4%。v 如果实验室使用的滴定管的置信区间更大，则会增加如果实验室使用的滴定管的置信区间更大，则会增加滴定体积

16、的不确定度，由此对结果的不确定度产生较滴定体积的不确定度，由此对结果的不确定度产生较大影响。反之，减小体积校准这个分量，能达到减小大影响。反之，减小体积校准这个分量，能达到减小结果不确定度的目的，就会提升检测数据的质量。结果不确定度的目的，就会提升检测数据的质量。v 人员读数的计算是根据人员读数的计算是根据A A类评定由贝塞尔公式计算得类评定由贝塞尔公式计算得到的五次测量的标准偏差，其百分含量占到的五次测量的标准偏差，其百分含量占57.8%57.8%。v 提高人员技术水平，或者增加测定次数，减小测定结提高人员技术水平，或者增加测定次数，减小测定结果的标准偏差，可以减小结果的不确定度，可以更好果

17、的标准偏差，可以减小结果的不确定度，可以更好的对样品的质量加以控制。的对样品的质量加以控制。v 温度校准带来的不确定度的计算是该实验室有温度校准带来的不确定度的计算是该实验室有33差别，差别，计算出的不确定度分量占总数的计算出的不确定度分量占总数的17.8%17.8%。v 控制实验室环境温度，使其在很小的范围波动，可以控制实验室环境温度，使其在很小的范围波动，可以减小这个不确定度分量，使结果不确定度更小，使结减小这个不确定度分量，使结果不确定度更小，使结果更精确，可以提高分析测试质量。果更精确，可以提高分析测试质量。(4)(4)小结小结v 在酸碱滴定过程中在酸碱滴定过程中, ,各个操作步骤的不

18、确定度都不同的各个操作步骤的不确定度都不同的程度的对结果的合成不确定度有着影响程度的对结果的合成不确定度有着影响, ,改变过程中操改变过程中操作步骤的不确定度则改变了结果的不确定度作步骤的不确定度则改变了结果的不确定度, ,也就是减也就是减少操作过程中产生不确定度少操作过程中产生不确定度, ,可以减小结果的不确定度可以减小结果的不确定度, ,则可以控制分析测试结果的质量。则可以控制分析测试结果的质量。v 这就是不确定度的评估可以达到质量控制的目的！这就是不确定度的评估可以达到质量控制的目的！例气相色谱法测定涂料苯类含量不确定度评估例气相色谱法测定涂料苯类含量不确定度评估 （一气相色谱法测定涂料

19、苯类含量不确定度分（一气相色谱法测定涂料苯类含量不确定度分量量测量结果平均值带测量结果平均值带来的不确定度来的不确定度由由 fi fi 校正因子引起校正因子引起的不确定度的不确定度试样质量试样质量m m引起的引起的不确定度不确定度内标样质量内标样质量mc14mc14引引起的不确定度起的不确定度试样萃取液体积试样萃取液体积 fv fv 引起的不确定度引起的不确定度试样中甲苯峰面积试样中甲苯峰面积带来不确定度带来不确定度不确定度的来源不确定度的来源内标物峰面积带来不确定度内标物峰面积带来不确定度( (二各个不确定度分量的比重二各个不确定度分量的比重 222222142222220013300057

20、70007640000141000416000091100169.relrelirelrelcrelrelVreluXufuAumumufuX（三合成不确定度的计算（三合成不确定度的计算 在气相色谱法测定涂料中苯类含量不确定度的评估过程中，不确在气相色谱法测定涂料中苯类含量不确定度的评估过程中，不确定度是由校正因子定度是由校正因子 fi fi 、试样质量、试样质量 m m、内标样质量、内标样质量 mc14 mc14、试样萃取液、试样萃取液体积体积 fv fv 、试样峰面积、试样峰面积 A A、内标物的峰面积、内标物的峰面积 Ac14 Ac14、测量结果平均值、测量结果平均值X X，共七个分量带

21、来的，从表可以看出，在各个分量对合成不确定度，共七个分量带来的，从表可以看出，在各个分量对合成不确定度贡献的百分比中，校正因子所带来的不确定度比较大，占贡献的百分比中，校正因子所带来的不确定度比较大，占35.3%35.3%。v 由甲苯对正十四烷的相对校正因子由甲苯对正十四烷的相对校正因子 引起的不确定度引起的不确定度v 由四个分量组成：由四个分量组成：v 1 1甲苯标样的质量带来的相对不确定度甲苯标样的质量带来的相对不确定度v 2 2内标物质量引起的相对不确定度内标物质量引起的相对不确定度 v 3) 3) 由内标物正十四烷峰面积由内标物正十四烷峰面积 引起的相对不确定度分量引起的相对不确定度分

22、量v 4) 4) 由标准样品甲苯峰面积由标准样品甲苯峰面积 带来的相对不确定度带来的相对不确定度v ifiu f0relum14relcum14CA14relcuA0A0reluA014140cicmAfmA计算公式计算公式 22220141402222 0.00716 +0.00577 +0.00764 +0.00577 0.0133relirelrelcrelcrelufumuAumuAif不确定度的计算不确定度的计算2. 2.校正因子各不确定度分量的比重校正因子各不确定度分量的比重 校正因子带来的不确定度是由四个分量组成，其中甲苯的质校正因子带来的不确定度是由四个分量组成，其中甲苯的质量

23、和内标物的质量带来的影响相对比较明显，分别占量和内标物的质量带来的影响相对比较明显，分别占27.2%27.2%、29.0%29.0%。m内内标标物物内标物质量带来的不确定度分为两个部分：内标物质量带来的不确定度分为两个部分：内标物的纯度和称量过程中天平带来的不确定度内标物的纯度和称量过程中天平带来的不确定度2222 0.00289 +0.00707 0.00764relrelreluuu内内标标物物质质量量纯纯度度称称量量过过程程= = =计算公式计算公式m内内 标标 物物（2 2称量过程的评估称量过程的评估 称量过程中带来的不确定度包括天平校准称量过程中带来的不确定度包括天平校准和重复性。和

24、重复性。222222rel+ 0.05+ 0.0866+ 0.05 0.080.141mg0.141mg=0.00707062 mg6uuuuu称称量量过过程程重重复复性性称称量量过过程程称称天天平平校校量量过过质质准准程程称称量量量量计算公式计算公式（3 3天平校准的评估天平校准的评估0 150 08663.()=.mgumg天天平平校校准准 制造商给出天平的置信区间为制造商给出天平的置信区间为0.15mg,0.15mg,按均匀按均匀分布，则由此带来的不确定度分量为分布，则由此带来的不确定度分量为: : （五小结：不确定度的评估分析（五小结：不确定度的评估分析v从以上的评估可以看出，不确定度

25、的各个分量对合成从以上的评估可以看出，不确定度的各个分量对合成不确定度的贡献不同，在对校正因子不确定度的评估不确定度的贡献不同，在对校正因子不确定度的评估过程中可以发现，内标物质量等四个分量对校正因子过程中可以发现，内标物质量等四个分量对校正因子的影响都比较明显，这些都是实验者操作重复性差、的影响都比较明显，这些都是实验者操作重复性差、仪器的偏差大等人员、环境等因素造成的。可以通过仪器的偏差大等人员、环境等因素造成的。可以通过控制这些因素的大小控制这些因素的大小: :v 1. 1.提高进样技术；提高进样技术；v 2. 2.用准确度高的仪器来测量等手段。用准确度高的仪器来测量等手段。v 以减小这

26、些因素带来的不确定度，确保测定结果的可以减小这些因素带来的不确定度，确保测定结果的可靠性和准确性。靠性和准确性。结论：不同因素对分析测试质量的影响结论：不同因素对分析测试质量的影响v从上面实例中我们可以看出，对于每一个实验操从上面实例中我们可以看出，对于每一个实验操作，最后的合成不确定度是否能控制在允许的范作，最后的合成不确定度是否能控制在允许的范围内，是由很多外界因素影响的，人员、设备、围内，是由很多外界因素影响的，人员、设备、环境等。这些因素对总的测量不确定度的影响程环境等。这些因素对总的测量不确定度的影响程度，在不同的检测之间明显不同。度，在不同的检测之间明显不同。v实验室在制定检测方法

27、和程序、培训和考核人员、实验室在制定检测方法和程序、培训和考核人员、选择和校准所用设备时，应考虑到这些因素，技选择和校准所用设备时，应考虑到这些因素，技术管理者应针对不同检测工作的特点，组织专业术管理者应针对不同检测工作的特点，组织专业人员分析确定其关键控制点，做好技术要求的策人员分析确定其关键控制点，做好技术要求的策划，确保检测结果的准确性和可靠性。划，确保检测结果的准确性和可靠性。v 实验室对这些影响因素加以控制，并建立相关程实验室对这些影响因素加以控制，并建立相关程序文件，保证检测工作严格按照规范进行。序文件，保证检测工作严格按照规范进行。三、不同因素对分析测试质量的影响实例三、不同因素

28、对分析测试质量的影响实例（一人员进样技术不同对分析测试质量的影响（一人员进样技术不同对分析测试质量的影响（二滴定管人员读数不同对分析测试质量的影响（二滴定管人员读数不同对分析测试质量的影响（三仪器设备的精密度不同对分析测试质量的影响（三仪器设备的精密度不同对分析测试质量的影响（四仪器设备的置信区间不同对分析测试质量的影响（四仪器设备的置信区间不同对分析测试质量的影响（五环境条件的差异对分析测试质量的影响（五环境条件的差异对分析测试质量的影响（六称量质量的差异对分析测试质量的影响（六称量质量的差异对分析测试质量的影响（一人员进样技术不同对分析测试质量的影响（一人员进样技术不同对分析测试质量的影响

29、 不同人员的进样技术使峰面积的重复性不同人员的进样技术使峰面积的重复性不同，造成测定结果的标准偏差不同。不同，造成测定结果的标准偏差不同。峰面积峰面积S Sx x人员人员A A272703498703498727278280518280512727223756223756272780048680048627270115560115562727988010988010401052401052人员人员B B3737321195321195383820401520401536360901850901853838544263544263373705009505009538388365898365899

30、497449497444010520 01527481141AA.reluuA人人员员人人员员9497440 02537674390BB.reluuA人人员员人人员员从而影响了不确定度：从而影响了不确定度：结论：使分析测试质量不同：人员结论：使分析测试质量不同：人员A A好于人员好于人员B B。（一人员进样技术不同对分析测试质量的影响（一人员进样技术不同对分析测试质量的影响（二滴定管人员读数不同对分析测试质量的影响（二滴定管人员读数不同对分析测试质量的影响滴定管人员读数（滴定管人员读数（mL）标准偏差标准偏差人员人员C19.9719.9819.9920.0120.020.019人员人员D19.

31、9419.9520.0620.0519.940.39 不同人员的滴定技术使滴定体积的重复性不同，不同人员的滴定技术使滴定体积的重复性不同，造成测定结果的标准偏差不同。造成测定结果的标准偏差不同。0 0190 0009519 990 390 019519 99C.C.VD.D.Vrelreluuuu人人员员人人员员人人员员人人员员结论：使分析测试质量不同：人员结论：使分析测试质量不同：人员C好于人员好于人员D更好更好影响了结果的不确定度影响了结果的不确定度（三仪器设备的精密度不同对分析测试质量的影响（三仪器设备的精密度不同对分析测试质量的影响千分之一天平千分之一天平万分之一天平万分之一天平天平校

32、准天平校准1.5mg0.15mg不确定度不确定度0.8660.0866 由此可以看出：万分之一天平带来的不确由此可以看出：万分之一天平带来的不确定度小，使测定的数据更精确，可靠定度小，使测定的数据更精确，可靠. 精密度不同的两台天平精密度不同的两台天平, ,由于其天平校准的不由于其天平校准的不同同, ,使称量过程中不确定度不同使称量过程中不确定度不同, ,对结果的不确定对结果的不确定度影响不同度影响不同. .（四仪器设备的精密度不同对分析测试质量的影响（四仪器设备的精密度不同对分析测试质量的影响25mL容量瓶容量瓶A25mL容量瓶容量瓶B置信区间置信区间0.02mL0.1mL不确定度不确定度0.0115mL0.0577mL相对不确定度相对不确定度0.000460.00231 两个不同的容量瓶两个不同的容量瓶, ,由于其置信区间不同由于其置信区间不同, ,在量在量取体积时带来的不确定度不同取体积时带来的不确定度不同; ;其相对不确定度对其相对不确定度对结果的影响差一个数量级结