第1章标准物质基本概念

1、标准物质基本概念标准物质基本概念 目目 录录1.1 标准物质的定义及基本要求 1.1.1 测量和测量的一致性 1.1.2 标准物质的定义 1.1.3 标准物质的基本要求1.2 标准物质的分级、分类及管理 1.2.1 标准物质的级别 1.2.2 标准物质的品种和分类 1.2.3 我国标准物质的分类、分级 1.2.4 标准物质的管理 1.2.5 标准物质的溯源体系 1.2.6 标准物质定值的组织系统1.3 标准物质的作用 1.3.1 标准物质在质量监控中的作用 1.3.2 标准物质在计量学中的作用 1.3.3 标准物质在实现工程特性量约定标度中的作用 1.3.4 标准物质在发展分析测试技术中的作用

2、 1.3.5 标准物质在产品质量保证工作中的作用1.4 国内外标准物质的现状 1.4.1 国际组织标准物质的现状 1.4.2 有关国家标准物质的现状 1.4.3 我国标准物质发展现状1.5 国际标准物质的信息交流返回根目录返回根目录测量和测量的一致性测量和测量的一致性- 标标准物准物质质的定的定义义及基本要求及基本要求 测量是人类认识自然和改造自然的一种基本手段，是人们为了解物质的属性与特征而进行的全部工作。例如，用天平称物质的质量；用尺量物体的长度；用化学方法或仪器分析的方法测定材料的组成、含量或特性都是测量的具体事例。 当对物质某一特性进行多次测量，测量的结果重复性好，而且不存在任何系统误

3、差时，则可认为测量是准确的。准确测量正确地反映了客观事物所处的状态及变化，使人们了解到事物的真实属性和特征。 在不同的时间或空间里，对物质的同一特性进行测量，所得到的测量结果在规定的范围内相符合时则认为，在这一范围内测量是一致的，常称为测量的“相容性”或具有“可比性”。实现测量的准确、一致，必须做到如下几点： （1）采用统一的计量单位； （2）推广标准化的测量方法； （3）颁布仪器检定规程和量值传递系统； （4）使用适宜的计量器具或标准物质。返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录 采用统一的计量单位，为测量工作能超越时间、空间和行业的界限，获得可比较的测量结果奠定了基础。19世纪以前，世

4、界上不同国家或地区沿用着不同的计量方法和计量单位，而且表示测量结果的方式也不同，给社会生产、生活、贸易往来以及科学技术交流带来了极大不便。然而生产的发展、社会的进步需要计量单位的统一。在我国历史上，秦始皇统一度量衡就是人类最早统一计量单位的一次尝试。只有当人们已认识到各种物理量之间普遍存在着一定的联系时，才有可能建立统一的计量单位制。1875年，20个国家签订了“米制”公约，设立了国际计量局（BIPM），负责推广和不断改进已统一起来的“米制”计量单位。约百年之后，1960年，国际计量委员会（CIPM）颁布了“国际单位制”（SI）。 1984年，国务院颁布“关于在我国统一实行法定计量单位”的命令

5、，以立法的形式保证国际单位制在我国的推广和应用，同时还规定在1990年完成由“市制”、“米制”向法定计量单位制的过渡。法定计量单位的实施将为我国计量单位的进一步统一起着十分重要的作用。测量和测量的一致性测量和测量的一致性- 标标准物准物质质的定的定义义及基本要求及基本要求返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录测量和测量的一致性测量和测量的一致性- 标标准物准物质质的定的定义义及基本要求及基本要求在统一计量单位的基础上，通过如下任意一种方式，均可在统一计量单位的基础上，通过如下任意一种方式，均可将业已统一的基本单位的量值和准确度传递到现场分析中去。将业已统一的基本单位的量值和准确度传递到现

6、场分析中去。（1 1）测量仪器的逐级校准）测量仪器的逐级校准使用计量基准、标准器具校准测量仪器，传递量值和准确使用计量基准、标准器具校准测量仪器，传递量值和准确度。例如，图度。例如，图1-11-1所示硬度测量仪器的逐级检定就是很好的例所示硬度测量仪器的逐级检定就是很好的例子。这种方式适宜各种物理量值的量值传递。子。这种方式适宜各种物理量值的量值传递。返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录（2）发播标准信号时间和频率的标准可以通过无线电波由计量部门直接传递给使用者。这一显著的特点使人们容易获取高精度的时间和频率标准。例如，美国标准局设有四个时间、频率标准信号发播站。其中之一柯林堡的发播站就

7、设有高频、低频、甚低频发播系统，发播时间、标准时间间隔及频率标准等信号，在方圆1000km的范围内，使用者都可以接收到标准信号，校准测量仪器。我国也先后在长波、短波和微波波段内建立了标准时间和频率的广播，并通过电视台，利用彩色负载频发播频率信号。（3）公布标准数据现代科学技术需要有准确、可靠的物理、化学以及工程测量方面的技术数据，如在一定温度和压力下水的密度，某种材料的电学及热力学数据等。这些数据可来自富有经验的实验室，亦可摘自一些科技文献，均需经过严格的实验测定或验证后予以公布，称为标准数据。使用者可通过查阅出版物获得标准数据，在规定的条件下，在实际测测量和测量的一致性测量和测量的一致性-

8、标标准物准物质质的定的定义义及基本要求及基本要求返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录借以检查测量方法的准确程度。1963年在美国正式成立了国家标准数据系统，下设由政府部门所属实验室、工业实验室及大专院校组成的标准数据中心，如化学动力学标准数据中心、辐射化学标准数据中心等40余个。在美国标准局内，设立了标准数据办公室，负责协调各标准数据中心的工作。在原苏联国家标准委员会下设立标准数据研究所，组织各工业部门和科研单位收集和积累必要的、准确的技术数据，提供给使用者。（4）发布标准方法 标准方法(reference method)是经过科学实验证明为准确的测量方法，作为一种测量方法,绝对准确、

9、没有任何系统误差存在是很难达到的。人们研究标准方法，首先要搞清楚方法原理，找到主要系统误差所在，进而加以修正或使其限定在允许的范围内，从而提高测量方法的准确度和可靠性。标准方法常用来研究和评价现场测量方法，为工作级标准物质定值。测量和测量的一致性测量和测量的一致性- 标标准物准物质质的定的定义义及基本要求及基本要求返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录所以标准方法的准确度通常按比现场测量方法准确度低35倍设定，而且需要经过计量部门或有经验的实验室进行验证和确认后予以公布。在对现场测量方法进行评价的过程中，标准方法和标准物质的作用是等效的，也是相辅相成的。尤其在某些评价工作中，缺少适当的标

10、准物质时，标准方法的作用显得更加突出。例如，临床化学分析中，待分析物质常是血、尿或其他体液、组织等，带有复杂的主体成分。在以血清、尿为主体成分的标准物质大量出现之前，采用标准方法比以纯物质或化学试剂作为临床标准校验临床分析方法更为有效。（5）使用标准物质在化学、物理化学以及工程特性测量中，使用标准物质传递量值，实现测量的准确、一致，是当前普遍采用的一种方式。也是本书所描述的中心内容。测量和测量的一致性测量和测量的一致性- 标标准物准物质质的定的定义义及基本要求及基本要求返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录 标准物质是具有准确量值的测量标准，它在化学测量、生物测量、工程测量与物理测量领域

11、得到了广泛的应用。标准物质具有以下特点： （1）标准物质的量值只与物质的性质有关，与物质的数量和形状无关；标准物质的定义标准物质的定义- 标标准物准物质质的定的定义义及基本要求及基本要求返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录标准物质的定义标准物质的定义- 标标准物准物质质的定的定义义及基本要求及基本要求 （2）标准物质种类多，仅化学成分量标准物质就数以千计，其量限范围跨越12个数量级； （3）标准物质实用性强，可在实际工作条件下应用，既可用于校准检定测量仪器，评价测量方法的准确度，也可用于测量过程的质量评价以及实验室的计量认证与测量仲裁等； （4）标准物质具有良好的复现性，可以批量制备并

12、且在用完后再行复制。按照“国际通用计量学基本术语”和“国际标准化组织指南30”，标准物质有如下定义：（1）标准物质(reference material，RM) 具有种或多种足够均匀和很好确定了的特性值，用以校准设备，评价测量方法或给材料赋值的材料或物质。 标准物质的定义标准物质的定义- 标标准物准物质质的定的定义义及基本要求及基本要求返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录标准物质的定义标准物质的定义- 标标准物准物质质的定的定义义及基本要求及基本要求（2）有证标准物质(certified reference material，CRM) 附有证书的标准物质，其一种或多种特性值用建立了溯源

13、性的程序确定，使之可溯源到准确复现的用于表示该特性值的计量单位，而且每个标准值都附有给定置信水平的不确定度。标准物质的定义标准物质的定义- 标标准物准物质质的定的定义义及基本要求及基本要求（3）基准标准物质(primary reference material，PRM) 这是一个比较新的概念，国际计量委员会(CIPM)于1993年建立了物质量咨询委员会(CCQM)，在1995年的物质量咨询委员会会议上提出了如下定义：基准方法(Primary Method of Measurement，PMM)：具有最高计量品质的测量方法，它的操作可以完全地被描述和理解，其不确定度可以用SI单位表述，测量结果不

14、依赖被测量的测量标准。基准标准物质：一种具有最高计量品质，用基准方法确定量值的标准物质。从上述定义可以看出，标准物质具有两个显著特点： (1）具有量值准确性； (2)用于计量目的。 这就澄清了有关标准物质的某些模糊概念，把那些不是用来校准计量器具和计量方法，同时也没有量值准确度要求的“产品系列标准样品”(如棉花、粮食、毛、麻等产品标准样品）与标准物质区别开来。本书所讨论的是基于上述定义的标准物质。标准物质的定义标准物质的定义- 标标准物准物质质的定的定义义及基本要求及基本要求返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录国际标准化组织/标准物质委员会（ISO/REMCO）经过多年的讨论，在新发布

15、的ISO/REMCO导则34（2009年第3版）和导则35（2006年第2版）中对标准物质给出了新定义：(1)标准物质RM具有一种或多种足够均匀且稳定规定特性的材料，已被确定其符合测量过程的预期用途。标准物质的定义标准物质的定义- 标标准物准物质质的定的定义义及基本要求及基本要求返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录标准物质的定义标准物质的定义- 标标准物准物质质的定的定义义及基本要求及基本要求 注1：RM是一个通用术语。 注2：特性可以是定量的或定性的(例如：物质或物种的特征属性)。 注3：用途可包括测量系统的校准、测量程序的评估、给其他材料赋值和质量控制。 注4：在同一测量过程中，单

16、一RM不能既用于校准又用于结果的确认。 注5：VIM有一个类似的定义(见ISOIEC导则99：2007，5.13)，但限定“测量”的术语仅用于定量而不能用于定性。然而，ISOIEC导则99：2007，5.13的注3中明确包括定性的概念，称作“名义特性”。(2)有证标准物质CRM采用计量学上有效程序测定的一种或多种规定特性的标准物质，并附有证书提供规定特性值及其不确定度和计量溯源性的陈述。标准物质的定义标准物质的定义- 标标准物准物质质的定的定义义及基本要求及基本要求返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录标准物质的定义标准物质的定义- 标标准物准物质质的定的定义义及基本要求及基本要求注1：

17、值的概念包括定性，如特征属性或序列，该特性的不确定度可用概率来表示。注2：标准物质生产和定值所采用的计量学上有效程序已在ISO Guide 34和ISO Guide 35中给出。注3：ISO Guide 31给出了证书内容的指导。注4：VIM有一个类似的定义(见ISOIEC导则99：2007，5.14)。从上述定义中可以看出，标准物质概念已从定量扩展到定性特性上，作为定性特性的不确定度可用概率来表示，例如某种酒的属性，可通过评酒师评定时的把握作为不确定度的表述。上述定义也扩大了标准物质的预期用途，只要符合测量过程的预期用途就可以是标准物质，因此质控样品实际上已纳入标准物质的范畴。本书并不讨论基

18、于上述定义的定性的标准物质概念及其不确定度的描述。 标准物质是以特性量值的稳定性、均匀性和准确性为其主要特征的。这三个特性也是标准物质的基本要求。 （1）稳定性 稳定性是指标准物质在规定的时间和环境条件下，其特性量值保持在规定范围内的能力。影响稳定性的因素有：光、温度、湿度等物理因素；溶解、分解、化合等化学因素和细菌作用等生物因素。稳定性表现在：固体物质不风化、不分解、不氧化；液体物质不产生沉淀、不发霉；气体和液体物质对容器内壁不腐蚀、不吸附等。标准物质的基本要求标准物质的基本要求- 标标准物准物质质的定的定义义及基本要求及基本要求返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录标准物质的基本要求

19、标准物质的基本要求- 标标准物准物质质的定的定义义及基本要求及基本要求 标准物质的稳定性又分为长期稳定性和短期稳定性。长期稳定性是指在该物质所要求的特定储存条件下，标准物质特性量的稳定性。这种保证标准物质的特性量值稳定的最长期限就是有效期限，标准物质研制者应该在标准物质证书中给出有效期限。短期稳定性是指在指定的运输条件下，运输期间标准物质特性量的稳定性。这对于临床、生物和环境标准物质尤为重要。 应评估各种贮存条件对标准物质特性的影响，例如以时间为函数评估光、湿度和温度的影响，然后选择最佳的湿度和温度条件使得稳定性时间最长。 标准物质研制者要不断跟踪标准物质稳定性的检测，以便在复制批标准物质投入

20、使用后给出更长的有效期。（2）均匀性均匀性是物质的一种或几种特性具有相同组分或相同结构的状态。从理论上讲，如果物质各部分之间的特性量值没有差异的话，那么该物质就这一给定的特性而言是完全均匀的。然而，物质各部分之间特性量值是否存在差异，必须用实验方法才能确定。因此，所谓均匀性指的是物质各部分之间特性量值的差异不能用实验方法检测出来。这样，均匀性的实际概念就包括物质本身的特性和所用的计量方法的某些参数。例如计量方法的精密度(标准偏差)和试样的大小(实验取样量)等。在许多情况下，计量方法可能达到的精密度与取样量有关，因此，标准物质的均匀性是对给定的取样量而言。通常标准物质证书中都给出均匀性检验的最小

21、取样量。标准物质的基本要求标准物质的基本要求- 标标准物准物质质的定的定义义及基本要求及基本要求返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录标准物质的基本要求标准物质的基本要求- 标标准物准物质质的定的定义义及基本要求及基本要求 影响均匀性的因素有：物质的物理性质(密度、粒度等)和物质成分的化学形态及结构状况。密度不同可能引起重力偏析(化学成分的不均匀现象称为偏析)。一般地说，固体颗粒越细越容易出现重力偏析。此外，颗粒过细时，表面积增大，吸湿和污染的机会也增加。 标准物质均匀性又分为瓶间均匀性和瓶内均匀性。瓶间均匀性是指标准物质在不同瓶间特性量的差异。瓶内均匀性是指标准物质在同一瓶内特性量的差

22、异。 标准物质在制备过程中应采取必要的步骤和措施保证样品的均匀化。为了减少均匀性统计检验的工作量，通常包装单元（瓶）应尽可能小一些，一般认为瓶内是均匀的，只要检验瓶间的均匀性就可以了。（3）准确性 准确性是指标准物质具有准确计量的或严格定义的标准值(亦称保证值或鉴定值)。当用计量方法确定标准值时，标准值是被鉴定特性量之真值的最佳估计，标准值与真值的偏离不超过计量不确定度。在某些情况下，标准值不能用计量方法求得，而用商定一致的规定来指定。这种指定的标准值是一个约定真值。通常在标准物质证书中都同时给出标准值及其计量不确定度。当标准值是约定真值时，则还给出使用该标准物质作为“校准物”时的计量方法规范

23、。标准物质的基本要求标准物质的基本要求- 标标准物准物质质的定的定义义及基本要求及基本要求返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录测定标准物质特性量值的过程就是标准物质的定值，定值是定量表示标准物质特性量的过程。定值包括定值方式的选择、测量方法的确认与控制、测量仪器的计量校准、测量溯源性的研究、测量数据的统计学处理以及评估测量不确定度。对于非SI单位，即一些习用标度单位的标准物质，例如辛烷值、浊度、可溶性固体物含量、罗氏（布氏、维氏、努氏）硬度以及煤的粘结力之类的标准物质，其定值必须使用国际规定的参考方法，这些方法的严格执行是此类标准物质溯源性的必要保证，也是量值可相互比对达到统一的必要条

24、件。标准物质的相互比对，特别是国际间标准物质的比对，是达到标准物质的质量得到有效保证和国际间相互认可的必不可少手段，所以我国每年都有一批标准物质参与国际同行间的比对测量，而且比对结果都十分满意，表明我国标准物质有极高的可靠性。标准物质的基本要求标准物质的基本要求- 标标准物准物质质的定的定义义及基本要求及基本要求返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录标准物质特性量值的准确度，是划分其级别的主要依据。此外，均匀性、稳定性和用途等对不同级别的标准物质也有不同的要求。从量值传递和经济观点出发，常把标准物质分为两个级别，即：一级(国家级)标准物质和二级(部门级)标准物质。一级标准物质主要用来标定

25、比它低一级的标准物质或者用来检定高准确度的计量仪器或用于评定和研究标准方法或在高准确度要求的关键场合下应用。二级标准物质或工作标准物质一般是为了满足本单位的需要和社会一般要求的标准物质，作为工作标准直接使用，作为现场方法的研究和评价，日常实验室内质量保证以及不同实验之间的质量保证，即用来评定日常分析操作的测量不确定度。一级标准物质由国家计量机构或经国家计量主管部门确认的机构制备，采用定义法或其他准确、可靠的方法对其特性量值进行计量。计量的准确度达到国内最高水平并相当于国际水平。 二级标准物质由工业主管部门确认的机构制备，采用准确、可靠的方法或直接与一级标准物质相比较的方法对其特性量值进行计量。

26、计量准确度能满足现场计量的需要。标准物质的级别标准物质的级别-标准物质的分级、分类及管理标准物质的分级、分类及管理返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录标准物质的级别标准物质的级别-标准物质的分级、分类及管理标准物质的分级、分类及管理表1-1是一级标准物质与二级标准物质主要特点的比较。返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录标准物质的种类繁多，也有不少分类方法，常用的分类方法有下列两种:(1)按技术特性分类 化学成分标准物质(也称为成分量标准物质)这类标准物质具有确定的化学成分，并用技术上正确的方法对其化学成分进行了准确的计量，用于成分分析仪器的校准和分析方法的评价，如金属、地质、环

27、境等化学成分标准物质。 物理化学特性标准物质这类标准物质，具有某种良好的物理化学特性，并已经经过准确计量，用于物理化学特性计量器具的刻度校准或计量方法的评价，如pH、热值、聚合物分子量标准物质等。 工程技术特性标准物质这类标准物质具有某种良好的技术特性并经准确计量，用于工程技术参数和特性计量器具的校准、计量方法的评价及材料或产品技术参数的比较计量，如粒度标准物质、标准橡胶、标准光敏褪色纸等。 （2）按学科或专业分类 可分为地质学、物理化学等十几类(表1-2)，ISO采用这种方法汇编了标准物质指南。标准物质的品种和分类标准物质的品种和分类-标准物质的分级、分类及管理标准物质的分级、分类及管理返回

28、根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录标准物质的品种和分类标准物质的品种和分类-标准物质的分级、分类及管理标准物质的分级、分类及管理表1-2 按学科或专业分类的标准物质返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录按标准物质的用途分类，通常可以分为： (1)用于产品交换，即国内外贸易用的标准物质； (2)用于质量控制，即用于生产流程的监测、产品的检验的标准物质； (3)用于特性测定的标准物质； (4)科学研究用的标准物质。标准物质的品种和分类标准物质的品种和分类-标准物质的分级、分类及管理标准物质的分级、分类及管理返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录 （1）标准物质的分类 我国将标准物

29、质分为13类，分类情况参见表1-3。 （2）标准物质的分级 我国将标准物质分为一级与二级，它们都符合有证标准物质的定义。我国标准物质的分类、分级我国标准物质的分类、分级-标准物质的分级、分类及管理标准物质的分级、分类及管理返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录 一级标准物质符合如下条件： 用绝对测量法或两种以上不同原理的准确可靠的方法定值。在只有一种定值方法的情况下，用多个实验室以同种准确可靠的方法定值； 准确度具有国内最高水平，均匀性在准确度范围之内； 稳定性在一年以上，或达到国际上同类标准物质的先进水平； 包装形式符合标准物质技术规范的要求。 二级标准物质符合如下条件： 用与一级标准

30、物质进行比较测量的方法或一级标准物质的定值方法定值； 准确度和均匀性未达到一级标准物质的水平，但能满足一般测量的需要； 稳定性在半年以上，或能满足实际测量的需要； 包装形式符合标准物质技术规范的要求。(3)标准物质的编号一级标准物质的编号是以标准物质代号“GBW”冠于编号前部，编号的前两位数是标准物质的大类号，第三位数是标准物质的小类号，最后两位是顺序号。生产批号用英文小写字母表示，排于标准物质编号的最后一位。二级标准物质的编号是以二级标准物质代号“GBW(E)”冠于编号前部，编号的前两位数是标准物质的大类号，后四位数为顺序号，生产批号用英文小写字母表示，排于编号的最后一位。我国标准物质的分类

31、、分级我国标准物质的分类、分级-标准物质的分级、分类及管理标准物质的分级、分类及管理返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录我国按照计量法和标准物质管理办法的规定，将标准物质作为计量器具施行法制管理。 国家质量监督检验检疫总局对标准物质的申报、技术审查、定级、批准发布都作出了明确的、严格的规定。经批准的标准物质都核发制造计量器具许可证和标准物质定级证书。截止到2013年被批准的国家一级标准物质有1939种(其中含基准物质108种)，二级标准物质5425种。这些标准物质分布情况见表1-3所示。标准物质的管理标准物质的管理-标准物质的分级、分类及管理标准物质的分级、分类及管理返回根目录返回根目

32、录返回本章目录返回本章目录标准物质的管理标准物质的管理-标准物质的分级、分类及管理标准物质的分级、分类及管理表1-3 国家质量监督检验检疫总局批准、发布的国家一级、二级标准物质分布一览表序号序号0101020203030404050506060707080809091010111112121313合计合计类别类别钢铁钢铁有色有色金属金属建材建材核材核材料料高分高分子材子材料料化工化工产品产品地地质质环境环境临床临床化学化学与药与药品品食食品品煤炭、煤炭、石油石油工工程程物理物理一级一级标准标准物质物质33233218718742421701702 27676418418236236207207

33、6969616132321071071931939 9二级二级标准标准物质物质36636643432 219199 91551155110110120582058436436263263747410210240140154255425返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录标准物质的管理标准物质的管理-标准物质的分级、分类及管理标准物质的分级、分类及管理标准物质的量值传递系统见图1-2所示。图1-2 标准物质的量值传递系统返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录标准物质溯源体系标准物质溯源体系-标准物质的分级、分类及管理标准物质的分级、分类及管理由国际标准化组织标准物质委员会给出的标准

34、物质溯源体系见图1-3所示。 图1-3 ISOREMCO绘制的溯源体系图Field labField lab现场实验室；现场实验室；Reference labReference lab标准实验室；标准实验室；National Metrology National Metrology lablab国家计量实验室国家计量实验室;Traceability;Traceability溯源性；溯源性；SISI国际单位制；国际单位制； ComparabilityComparability可比性；可比性；PRMPRM基准标准物质；基准标准物质； CRMCRM有证标准物质；有证标准物质；RMRM标准物质标准物质

35、返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录标准物质定值的组织系统标准物质定值的组织系统-标准物质的分级、分类及管理标准物质的分级、分类及管理标准物质定值的组织系统见图1-4所示。 图1-4 标准物质定值的组织系统CIPMCIPMCCQMCCQM国际计量委员会物质量咨询委员会；国际计量委员会物质量咨询委员会；OIMLOIML国际法制计量组织；国际法制计量组织； ISOISOREMCOREMCO国际标准化组织标准物质委员会；国际标准化组织标准物质委员会；CITACCITAC分析化学国际溯源协作组分析化学国际溯源协作组织；织； IUPACIUPAC国际理论与应用化学联合会；国际理论与应用化学联合会

36、；CSMCSMREMCOREMCO，CMCOCMCO，AQACOAQACO分别为中国计量分别为中国计量 测试学会标准物质专业委员会、化学计量专业委员会和检测质量保证专业委员会；测试学会标准物质专业委员会、化学计量专业委员会和检测质量保证专业委员会； RCMLRCML行业的化学测量标准实验室；行业的化学测量标准实验室；FCMLFCML化学测量的现场实验室化学测量的现场实验室我国原地矿部于1978年制定了区域化探全国扫面计划，在这项计划中要在我国内地及沿海200多万平方公里的山区及丘陵地区按若干平方公里采取一个样品来进行地球化学扫面以探明矿产资源情况。此项工作由各省地矿局中心实验室组织。为防止过去

37、曾出现的地区之间和省际之间图幅拼接出现台阶产生偏倚，国家组织研制了水系沉积物(12种)、土壤(8种)、岩石(10种)、金(7种)等标准物质，并在化探扫面工作中在全国范围内统一采用密码插入这些标准物质进行质量监控，有效地控制了不同时间、不同方法及不同实验室间的测试偏倚，在460万平方公里的国土面积上(占全国可工作面积的70%)，共测试100多万个样品，取得了4亿多个定量测试数据，保证了这些数据的全国性比对和成图，显著提高了成矿异常的分辨率和找矿效果。在19791990年12年间根据此项成果发现大、中型有色金属和金矿床计59处。此地球化学填图不仅在地矿行业而且在农业、环境和卫生领域都发挥了重要作用

38、，它所提供的信息具有巨大的潜力，成为我国地球化学领域的宝贵财富，并为国际地球学界所瞩目，公认为国际地球化学填图的典范，这一卓越成就的实现，标准物质所起的作用是特别巨大的。标准物质在质量监控中的作用标准物质在质量监控中的作用-标准物质的作用标准物质的作用返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录目前我国钢铁产品已突破1亿吨，原材料和产品均需经过化验，因此冶金生产一天也离不开标准物质。由于我国中小型企业多，生产中仍多采取湿式化学分析，消耗的标准物质量大。据估计每年消耗的标准物质在20000kg以上。随着对产品质量要求的提高，我国冶金标准物质品种发展很快，目前经国家批准的一级、二级标准物质和原冶金

39、部发布的行业标准物质已达2388种，仪器用标准物质137套，单点仪器用标准物质42种。这些标准物质在冶金产品质量保证中起到了良好的作用。自20世纪70年代以来，各国政府相继制定了环境保护法和环境质量标准。在大气质量标准中都规定了总悬浮颗粒物标准，我国的一些大城市如北京市，每天都公布可吸入颗粒物监测数据。我国北方干旱、半干早地区面积广，植被稀少，风沙大，一旦遇到东亚季风或大风时容易起沙，并把沙土表面的微细颗粒物送入空中，造成我国北方地区大面积的空气混浊，形成严重污染。为了控制和监测污染状况，我国研制的黄沙和模拟黄沙标准物质对大气颗粒物检测的质量管理和仪器校正，对我国北方大气颗粒物来源和组分的分析

40、与研究，对沙漠及土壤的分析测定与研究都起到了重大的作用。标准物质在质量监控中的作用标准物质在质量监控中的作用-标准物质的作用标准物质的作用返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录 标准物质为某些国际单位制中基本单位与导出单位的复现所不可缺少的，如用高纯铯-133、水、碳-12、高纯-三氧化二铝来分别复现时间单位“秒”、温度单位“开”、物质的量单位“摩尔”等。标准物质传递量值的方式也引起了量值传递方式的变革。标准物质在计量学中的作用标准物质在计量学中的作用-标准物质的作用标准物质的作用返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录在辛烷值标度、浊度单位、煤的烧结力以及pH标度等方面标准物质起着

41、复现与传递这些约定标度的作用。某些工程特性量的单位不在国际单位制体系中，而是特别约定的。为了实际测量上的方便，一般通过标准物质建立其约定标度。在国际建议或者标准文件上说明给定的值。用于复现约定标度固定点的标准物质在国际范围内具有一致性。这种约定标度的复现与传递主要依赖于复现标度固定点的标准物质和测量方法或测量过程的技术规范。标准物质的作用不仅用于复现约定标度，而且可以校准测量仪器或者做实际样品测量的工作标准。这类约定标度在工程测量中较多。现仅举几例加以说明。标准物质在实现工程特性量约定标度中的作用标准物质在实现工程特性量约定标度中的作用-标准物质的作用标准物质的作用返回根目录返回根目录返回本章

42、目录返回本章目录（1）辛烷值标度辛烷值是燃料油的重要技术指标，美国ASTM用标准燃料油和ASTM D 26991984、ASTM D 27001984标准测试方法定义及复现辛烷值的标度，得到了世界范围的采纳。按照上述的标准测试方法，在标准条件下，比较燃料油与已知辛烷值的ASTM标准燃料油的混合物的发爆声，确定燃料油的辛烷值。ASTM标准燃料油的辛烷值溯源到美国NIST的SRM 1815正庚烷标准物质和SRM 1816异辛烷标准物质。（2）浊度单位在ISO 7027标准中定义了浊度单位，单位的复现依赖于formazine标准溶液。该标准溶液的浊度是400FAU或FNU，通过稀释这一标准溶液获得一

43、系列的标度固定点，以满足不同浊度样品的测定要求。如果所用仪器测量的是衰减光，所复现的则是formazine衰减浊度单位(FAU)；若测量的是漫射光，复现的则是formazine散射浊度单位(FNU)。标准物质在实现工程特性量约定标度中的作用标准物质在实现工程特性量约定标度中的作用-标准物质的作用标准物质的作用返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录(3)煤的烧结力煤的烧结力是硬煤分级的重要技术指标，Roga测试法已在世界各国得到采用。Roga测试方法是基于一个有确定的物理性质和化学成分的无烟煤标准物质。用规定的测试设备与程序将被测样品与无烟煤标准物质混合、烧结，由烧结的剩余物计算Roga指

44、数，从而实现煤的烧结力的量度。（4）pH标度绝对的离子活度不能实验测定，因而pH不是一个严格的物理量。为了使测得的pH具有更广泛的意义，采用了由已知pH的标准溶液定义的约定的pH标度。这些标准溶液的pH通过测定氢氯化银无液接界电池的电动势和规定的计算方法得到。国际实用温标和国际实用盐标也是类似的约定标度。标准物质在实现工程特性量约定标度中的作用标准物质在实现工程特性量约定标度中的作用-标准物质的作用标准物质的作用返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录标准物质与分析测试技术是密不可分的，现代分析测试技术已经从经典的、单一的、简单的基体测试，逐渐演化为以现代分析仪器为主的、多组分、痕量、复杂

45、基体测试，分析测试的难度和复杂程度大幅度增加。例如，在临床分析中，血清中的胆固醇的测试是采用酶转换法，这种分析测试方法受试剂和基体的影响非常大，不同批次的试剂、血清放置的时间、温度都会使测定结果产生偏差，根据卫生部门1991年的调查，北京、天津、上海三市206所医院实验室间分析测试血清中总胆固醇含量的相对标准偏差达到6.8%10.8%，个别实验室的偏差超过30%。考虑到血清中胆固醇测量的不确定因素，产生这样的偏差是难免的。卫生部老年医学研究所为此研制了血清中胆固醇标准物质，在使用了标准物质并统一了试剂后，这些实验室间的相对偏差显著下降为3.9%5.3%。又如，我国开展纳米材料的研究已经有较长的

46、时间，但研究成果一直没能很好地应用推广，主要原因是纳米材料颗粒测试问题没有解决，产品质量不能保证。由于没有纳米颗粒的标准物质检验测试方法，测试结果无法满足实际要求。标准物质在发展分析测试技术中的作用标准物质在发展分析测试技术中的作用-标准物质的作用标准物质的作用返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录目前大量国外临床检验用分析仪器进入我国，由于缺乏相应的标准物质，许多检验数据都缺乏可比性。如同一肝炎患者在两家不同医院化验转氨酶，往往得到相差甚远的结果，这是由于没有统一的量值准确可靠的转氨酶，各家医院的转氨酶活力量值的不一致所造成的。因此研制一系列

47、蛋白质标准物质和非蛋白氮、葡萄糖等标准物质在临床生化领域就显得十分必要。近20多年来，高纯材料、环境科学、食品卫生、临床分析与资源的深度开发推动着痕量分析技术的发展。由于痕量分析过程的复杂性，分析结果的可靠性遇到严重的挑战。痕量分析专家们深切地感到，痕量分析技术的发展在很大程度上依赖于痕量组分标准物质的发展。20世纪70年代初，美国标准技术研究院率先研制出果叶和牛肝中痕量元素两种标准物，即SRM 1571和SRM 1577。SRM 1571给出了果叶中20种痕量元素的保证值与不确定度，SRM 1577给出了牛肝中12种痕量元素的保证值与不确定度，在国际范围内推动了生物物质中痕量元素分析技术的发

48、展。标准物质在发展分析测试技术中的作用标准物质在发展分析测试技术中的作用-标准物质的作用标准物质的作用返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录现用两个实例进一步说明标准物质在发展痕量分析技术中的重要作用。“欧共体”计量局(BCR)曾组织共同体成员国的分析实验室测定橄榄叶中的重金属元素的含量。各实验室报告的结果相差最大者达两个多数量级，最小者也相差200%。为此，BCR研制了橄榄叶标准物质CRM062。重金属元素保证值的相对不确定度仅为百分之几，对10-8含量的Cd也仅为20%，这就意味着，如果各实验室正确使用CRM062，可使它们的分析结果获得计量溯源性，结果的可靠性将有数量级水平的提高。

49、上述数据概述于表1-4中。标准物质在发展分析测试技术中的作用标准物质在发展分析测试技术中的作用-标准物质的作用标准物质的作用返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录标准物质在发展分析测试技术中的作用标准物质在发展分析测试技术中的作用-标准物质的作用标准物质的作用表1-4 BCR多个实验室对橄榄叶的分析结果及CRM062返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录 另一个例子是欧洲40个水平较高的实验室对奶粉中农药加入量进行分析。对9种六六六、DDT的异构体及代谢产物的分析结果均相差12个数量级，结果列于表1-5中，为此，BCR也研制了奶粉中农药分析标准物质CRM188，其保证值及不确定度也

50、示于表1-5中。其保证值的相对不确定度除-HCH和Endrin分别为10%和15%外，其他均为百分之几。各分析实验室采用这样的标准物质大幅度地提高分析结果的可靠性，确属一本万利之事。工业发达国家曾有一个估计，仅在临床分析上采用标准物质减少一部分重复化验，每年可节省数十亿美元，足以支持全世界标准物质研究工作在若干年中的花费。 标准物质在发展分析测试技术中的作用标准物质在发展分析测试技术中的作用-标准物质的作用标准物质的作用返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录标准物质在发展分析测试技术中的作用标准物质在发展分析测试技术中的作用-标准物质的作用标准物质的作用表1-5 欧洲40个实验室对奶粉中

51、农药加入量分析结果及CRM188返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录标准物质在产品质量保证工作中的作用标准物质在产品质量保证工作中的作用-标准物质的作用标准物质的作用在产品世界化的今天，国际上的最大竞争就是产品质量的竞争。因而，各国及有关的国际组织都在不断地寻求提高产品质量和保证产品质量的办法。几乎各国的努力都集中在制定既先进又可行的产品标准，实行生产过程的质量保证计划，促进产品质量检验技术的发展，加强产品检验工作的质量管理，以消除国际贸易上的技术壁垒。标准物质在保证产品质量与检验结果的一致性方面具有以下重要作用。（1）标准物质在产品标准制定、验证与实施方面有重要作用。某些产品的技术参

52、数的标度是建立在某种(些)标准物质特性量值的基础上。这些技术参数的检验方法需要标准物质与之配套使用，所以，在标准的起草过程就需要使用相应的标准物质，更多的情况是需要用标准物质验证标准方法的准确性。此外，标准的制定过程难以保证没有疏忽，这些疏忽在标准实施过程中会暴露出来。若使用标准物质，可以方便地找到问题，不仅可针对性地修改标准，还可以通过相互比较清除疏忽所引入的误差。如用国际与国家标准规定的热板法测定绝缘和折射材料的热导，尽管按标准安装、调试、校准和操作方法进行测试，但由于在室温以上发生热损失，不能获得可靠结果。若能采用合适的标准物质进行比较测量，则热损失引入的测量误差可以消除。返回根目录返回

53、根目录返回本章目录返回本章目录（2）现代化的生产过程从原材料的检验、生产流程控制到产品质量评价都离不开成分仪表和分析检测工作，需要使用各种标准物质保证检测结果的可靠性，从而使整个生产过程处于良好的质量控制状态，进行高效与高质量的生产。如日本的冶金专家曾讲过，日本能在二战后迅速地发展冶金工业、获得高质量的产品，与在生产过程中使用标准物质、控制原材料与产品质量有密切关系。又如化肥、乙烯的生产过程，几乎是仪表、特别是成分仪表的控制过程，需要用各种标准气体检定校准仪表，仪表工业也需要用标准物质对仪表定度和评价大中型分析仪器的计量性能。 （3)产品检验或认证机构用标准物质作检验过程的长期质量控制和外部质

54、量评价。产品质量监督检验机构的检验结果应具有公证性与权威性。这些机构的检验工作应采用标准物质做长期质量控制图，以监视其检验能力的长期有效性，或者用标准物质评价测量结果的准确度。标准物质在产品质量保证工作中的作用标准物质在产品质量保证工作中的作用-标准物质的作用标准物质的作用返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录（4）标准物质在实验室认证工作中有重要的作用。为了保证产品质量、消除贸易壁垒，国内外均建立了检测实验室的认证体系，按一定的程序与标准审查评价检测实验室对某些检测项目的实际检测能力，从而决定是否授权与发证书。在实验室认证工作中参观、询问、全面了解实验室的组织机构、仪器设备、工作环境、

55、人员情况和管理制度是十分必要的，但仅据此下结论是不充分的，还应该用相应的标准物质考核实验室的实际检测结果是否准确可靠。另一方面被认证的实验室是否使用标准物质校准仪器、验证检测方法与检测结果的准确度，保持检测结果的计量溯源性，也是衡量与评价该实验室检测能力的重要标准。如英国国家测量认证机构(NMAS：National Measurement Accredition Service)在1990年颁布了化学实验室认证标准。其中把标准物质的应用列为重要条款，同时在仪器校准、方法与过程校准和检验等主要条款中也十分强调标准物质的使用。标准物质在产品质量保证工作中的作用标准物质在产品质量保证工作中的作用-标

56、准物质的作用标准物质的作用返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录国际组织标准物质的现状国际组织标准物质的现状-国内外标准物质的现状国内外标准物质的现状（1）国际标准化组织 国际标准化组织(ISO)标准物质委员会(REMCO)是目前各国际组织中标准物质合作方面最有影响的国际组织。其主要任务是：返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录国际组织标准物质的现状国际组织标准物质的现状-国内外标准物质的现状国内外标准物质的现状 制定有关标准物质研制、生产、鉴定和使用的技术文件，目前已制定的文件有ISO指南6(在国际标准中关于标准物质的陈述）、ISO指南30（标准物质常用术语及定义）、ISO指南3

57、1（标准物质证书内容）、ISO指南32(分析化学中的校准与标准物质的使用）、ISO指南33（有证标准物质的应用）、ISO指南34（标准物质生产者能力的通用要求）、ISO指南35（标准物质定值的一般原则和统计学原理），以及在分析化学中在达到质量要求过程中标准物质的作用小册子。国际组织标准物质的现状国际组织标准物质的现状-国内外标准物质的现状国内外标准物质的现状 REMCO对ISO理事会能起到技术咨询作用，对ISO下设各技术委员会(TC)能起到提供标准物质的指南，为制定国际标准提供指导的作用。所有这些文件也同时提供给世界范围内的标准物质研制者和用户使用，促进国际间的标准物质的交流和合作。国际组织标

58、准物质的现状国际组织标准物质的现状-国内外标准物质的现状国内外标准物质的现状 收集和出版关于标准物质的情报。例如编辑出版国际标准物质目录，调查正在生产和计划生产的标准物质，确定对新的标准物质的需要，建立标准物质数据库和编码情报索引等。 和其他国际组织协调标准物质工作，加强国际组织间的合作。REMCO现共有70个成员，其中33个正式成员，37个观察员。REMCO下设两个指导组，一个指导组是国际协调组，另一个是技术指南组。还有一个特别工作组溯源性研究特别工作组，研究适用于测量实验室标准物质的溯源性。返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录国际组织标准物质的现状国际组织标准物质的现状-国内外标准

59、物质的现状国内外标准物质的现状指导组下设若干工作组，任务完成该工作组即取消，新的任务产生则成立新的工作组。目前有10个工作组（WG）：第三工作组（WG3）制定有证标准物质的分类指南第四工作组（WG4）起草标准物质的运输和贮存指南第六工作组（WG6）编制ISO/REMCO资料和出版物第八工作组（WG8）质量控制物质的指南修订第九工作组（WG9）ISO指南33的修订第十工作组（WG10）ISO指南30的修订第十一工作组（WG11）ISO指南34的修订第十二工作组（WG12）ISO指南79的制定（介绍标准物质从生产到使用的资料）第十三工作组（WG13）定性分析用标准物质指南的制定第十四工作组（WG1

60、4）ISO指南31的修订返回根目录返回根目录返回本章目录返回本章目录国际组织标准物质的现状国际组织标准物质的现状-国内外标准物质的现状国内外标准物质的现状（2）国际法制计量组织国际法制计量组织（OIML）在标准物质领域也有一定影响。1975年该组织下设了标准物质指导秘书处（SP27），在这个指导秘书处下又设立了8个报告秘书处：Sr1标准物质的名词术语Sr2标准物质的分级与分类Sr3标准物质的计量特性Sr4标准物质的定值原则Sr5标准物质的使用原则Sr6标准物质证书内容Sr7标准物质的比对方法Sr8标准物质信息已起草和发布了如下的国际文件：标准物质计量特性、固体和粉末状成分量标准物质均匀性的评价