一 、術(shù)語(yǔ)和定義

準確度
準確度指,檢測結果與真實(shí)值之間相符合的程度。(檢測結果與真實(shí)值之間差別越小,則分析檢驗結果的準確度越高)

精密度
精密度指,在重復檢測中,各次檢測結果之間彼此的符合程度。(各次檢測結果之間越接近,則說(shuō)明分析檢測結果的精密度越高)

重復性
重復性指,在相同測量條件下,對同一被測量進(jìn)行連續、多次測量所得結果之間的一致性。
重復性條件包括:相同的測量程序、相同的測量者、相同的條件下,使用相同的測量?jì)x器設備,在短時(shí)間內進(jìn)行的重復性測量。

再現性(復現性)
在改變測量條件下,同一被測量的測定結果之間的一致性。
改變條件包括:測量原理、測量方法、測量人、參考測量標準、測量地點(diǎn)、測量條件以及測量時(shí)間等。
二 、誤差的種類(lèi)、來(lái)源和消除
根據誤差的來(lái)源和性質(zhì),誤差可以分為以下幾種:

系統誤差(又稱(chēng)規律誤差)
1.1系統誤差的定義
※ 系統誤差是指,在偏離檢測條件下,按某個(gè)規律變化的誤差。
※ 系統誤差是指,同一量的多次測量過(guò)程中,保持恒定或可以預知的方式變化的測量誤差。
1.2 系統誤差的特點(diǎn)
系統誤差又稱(chēng)可測量誤差,它是由檢測過(guò)程中某些經(jīng)常性原因引起的,再重復測定中會(huì )重復出現,它對檢測結果的影響是比較固定的。
1.3系統誤差的主要來(lái)源
a)方法誤差
主要由于檢測方法本身存在的缺陷引起的。如重量法檢測中,檢測物有少量分解或吸附了某些雜質(zhì)、滴定分析中,反應進(jìn)行的不完全、等當點(diǎn)和滴定終點(diǎn)不一致等;
b)儀器誤差
由儀器設備精密度不夠,引起的的誤差。如天平(特別是電子天平,在0.1-0.9mg之間)、砝碼、容量瓶等;
C)試劑誤差
試劑的純度不夠、蒸餾水中含的雜質(zhì),都會(huì )引起檢測結果的偏高或偏低;
d)操作誤差
由試驗驗人員操作不當、不規范所引起的的誤差。如,有的檢驗人員對顏色觀(guān)察不敏感,明明已到等當點(diǎn)、顏色已發(fā)生突變,可他卻看不出來(lái);或在容量分析滴定讀數時(shí),讀數時(shí)間、讀數方法都不正確,按個(gè)人習慣而進(jìn)行的操作。
1.4 系統誤差的消除
a)對照試驗
即用可靠的分析方法對照、用已知結果的標準試樣對照(包括標準加入法),或由不同的實(shí)驗室、不同的分析人員進(jìn)行對照等。(實(shí)驗室資質(zhì)認定要求做比對計劃,如人員比對、樣品復測及實(shí)驗室之間的比對等都屬于比對試驗)。
b)空白試驗
即在沒(méi)有試樣存在的情況下,按照標準檢測方法的同樣條件和操作步驟進(jìn)行試驗,所得的結果值為空白值,*終,用被測樣品的檢驗結果減去空白值,即可得到比較準確的檢測結果。(即實(shí)測結果=樣品結果-空白值)(再例:重量法中的空白坩堝)。
c)校正試驗
即對儀器設備和檢驗方法進(jìn)行校正,以校正值的方式,消除系統誤差。
被測樣品的含量 = 樣品的檢測結果 × 標樣含量/標樣檢測結果
公式中:標樣含量/標樣檢測結果 — 即校正系數K

誤差偶然(隨機誤差、不定誤差)
2.1誤差偶然(也稱(chēng)隨機誤差、不定誤差)定義
偶然誤差指,由于在測定過(guò)程中一系列有關(guān)因素微小的隨機波動(dòng)而形成的具有相互抵償性的誤差。
2.2 誤差偶然(隨機誤差、不定誤差)特點(diǎn)
誤差偶然(隨機誤差、不定誤差)特點(diǎn)就個(gè)體而言是不確定的,產(chǎn)生的的這種誤差的原因是不固定的,它的來(lái)源往往也一時(shí)難以察覺(jué),可能是由于測定過(guò)程中外界的偶然波動(dòng)、儀器設備及檢測分析人員某些微小變化等所引起的,誤差的絕對值和符號是可變的,檢測結果時(shí)大時(shí)小、時(shí)正時(shí)負,帶有偶然性。但當進(jìn)行很多次重復測定時(shí),就會(huì )發(fā)現,誤差偶然(隨機誤差、不定誤差)具有統計規律性,即服從于正態(tài)分布。

粗大誤差(簡(jiǎn)稱(chēng)粗差、也稱(chēng)過(guò)失誤差、疏忽誤差)
3.1粗大誤差定義:
※ 粗大誤差指,在一定測量條件下,測量值明顯偏離實(shí)際值所形成的誤差(亦稱(chēng)離群值)。
※ 粗大誤差指,明顯超出測定條件下預期的誤差,即是明顯歪曲檢測結果的誤差。
3.2粗大誤差的來(lái)源
產(chǎn)生粗大誤差的原因有主觀(guān)因素,也有客觀(guān)因素。例如,由于實(shí)驗人員的疏忽、失誤,造成檢測時(shí)的錯讀、錯記、錯算或電壓不穩
定到致使儀器波動(dòng)導致檢測結果出現的異常值等。含有粗大誤差的檢測結果成為“壞值”,壞值應想辦法予以發(fā)現和剔除。
3.3粗大誤差的消除
剔除粗大誤差*常用的方法是萊依達(即3S)準則(3S即3倍的標準偏差),該準則要求檢測結果的次數不能小于10次,否則不能剔除任何“壞值”,對于非從事計量檢測工作而言,進(jìn)行檢驗10次以上的分析化學(xué)不太現實(shí),因此,我們采取4法和Q檢驗法。在后面將逐一以介紹。
以上我們較詳細的介紹了系統誤差、偶然誤差及粗大誤差。區別三類(lèi)誤差的主要依據是人們對誤差的掌握程度和控制的程度,能掌握其數值變化規律的,則認為是系統誤差;掌握其統計規律的,則認為偶然(隨機)誤差;實(shí)際上未掌握規律的認為是粗大誤差。由于掌握和控制的程度受到需要和可能兩方面的制約,當檢測要求和觀(guān)察范圍不同時(shí)、掌握和控制的程度也不同,就會(huì )出現同一誤差在不同的場(chǎng)合下屬于不同的類(lèi)別。因而,系統誤差與偶然誤差沒(méi)有一條不可逾越的明顯界限(只能是一個(gè)過(guò)渡區)。而且,兩者在一定條件下可能互相轉化。例如,某一產(chǎn)品,由于其用途不同其精度要求也不同,對于精度要求高的,出現的粗大誤差,對于精度要求低的產(chǎn)品而言屬于隨機誤差。同樣,粗大誤差和數值很大隨機誤差間的也沒(méi)有明顯的界限,也存在類(lèi)似的轉化。因而,如果想刻意的劃定不同類(lèi)別間的誤差的界限,是沒(méi)有必要的。
三 、誤差理論在質(zhì)量控制中的應用
利用誤差理論對日常檢驗工作進(jìn)行質(zhì)量控制,有著(zhù)重要的意義。如在《實(shí)驗室資質(zhì)認定評審準則》的5.7結果質(zhì)量控制中的5.7.1提出了質(zhì)量控制的幾種方法:
a)定期使用有證標準物質(zhì),開(kāi)展內部質(zhì)量控制;
b)參加實(shí)驗室之間的比對或能力試驗;
c)使用不同的方法進(jìn)行重復性檢測;
d)對留存樣品進(jìn)行再檢測;
e)分析同一樣品不同特性結果的相關(guān)性。
3.1利用系統誤差和偶然誤差對日常檢驗工作進(jìn)行質(zhì)量控制
為保證檢測結果的穩定性和準確性,通過(guò)用標準物質(zhì)進(jìn)行質(zhì)量監控,具體的做法是:用一標準物質(zhì)或用檢測結果穩定、均勻的在有效期內的樣品,在規定的時(shí)間間隔內,對同一(標物)樣品進(jìn)行重復檢測,將檢測結果匯成曲線(xiàn),
通過(guò)坐標上檢測點(diǎn)的結果,將其聯(lián)成線(xiàn),通過(guò)曲線(xiàn)可判定誤差的類(lèi)型:
a)假設我們每10天檢測一次,共有10個(gè)點(diǎn),而這10個(gè)點(diǎn)在標準值之間上下波動(dòng),無(wú)規律可言,則說(shuō)明是偶然誤差,是正常狀態(tài);
b)當檢測的結果呈現出規律性,或在真值線(xiàn)以上、或在真值線(xiàn)以下、或呈現一條斜線(xiàn),則視為出現了系統誤差,這種情況下,應查找出現系統的原因,并找到消除系統誤差的原因。
3.2參加實(shí)驗室間比對和能力驗證
a)實(shí)驗室間比對
參加實(shí)驗室之間的比對,也是進(jìn)行質(zhì)量控制的一種方法,在進(jìn)行實(shí)驗室比對時(shí),應充分考慮比對樣品的均勻度及穩定性,如果比對樣品滿(mǎn)足不了以上條件,則比對結果毫無(wú)意義。
b)能力驗證是指,利用實(shí)驗室檢測數據的的比對,確定實(shí)驗室從事特定測試活動(dòng)的技術(shù)能力。能力驗證一般由省級以上技術(shù)監督局或國家認監委組織。
3.3 使用不同的方法進(jìn)行重復性檢測
通過(guò)使用不同的檢測方法,用同一樣品、同一檢測人員、相同環(huán)境條件下進(jìn)行的重復性檢測,以減少檢測方法帶來(lái)的系統誤差。
3.4 對留存樣品進(jìn)行再檢測
對留樣進(jìn)行再檢測,即實(shí)驗室資質(zhì)認定現場(chǎng)考核方法,稱(chēng)之為“樣品復測”。樣品復測包括“盲樣檢測”即用已知結果的標準物質(zhì)進(jìn)行的檢測;另一種樣品復測的方法,即在樣品的有效期內,對樣品進(jìn)行的再檢測。樣品的再檢測是考核樣品結果的復現性或再現性,即在不同時(shí)間、不同人員(也可是原檢測人員)、不同地點(diǎn)及不同檢測方法等,通過(guò)樣品的復現性用以考核檢測人員獨立操作的能力,通過(guò)結果誤差的分析,對實(shí)驗室的質(zhì)量進(jìn)行有效控制。
3.5分析同一樣品不同特性結果的相關(guān)性
每個(gè)產(chǎn)品或樣品的各項結果都有相關(guān)性,正如人的正常高度和體重有一定的比例一樣,當過(guò)重或過(guò)輕都不正常一樣。
實(shí)驗室誤差分析就大的方面而論,主要分為軟件方面、硬件方面和其它方面。軟件方面實(shí)驗室誤差分析主要包括檢驗人員的主要因素,實(shí)際操作、檢驗方法和檢驗理論;硬件實(shí)驗室誤差分析主要包括檢驗設備和環(huán)境條件;其它方面實(shí)驗室誤差分析主要指由于科技水平限制而無(wú)法預知的那些方面。其中,軟件方面實(shí)驗室誤差分析和硬件方面實(shí)驗室誤差分析是實(shí)驗室誤差分析的主要組成部分。因此,搞好實(shí)驗室誤差分析,主要就是搞好軟件方面和硬件方面的實(shí)驗室誤差分析。其次,還與檢驗方法是否合理,所涉及的環(huán)境、標準溶液、產(chǎn)品標準與方法標準配套等因素有關(guān)。

軟件方面實(shí)驗室誤差分析
軟件方面實(shí)驗室誤差分析是實(shí)驗室誤差分析的關(guān)鍵。它是實(shí)踐技能、檢驗方法、檢驗理論、檢驗信息過(guò)程的綜合體。要搞好軟件方面的實(shí)驗室誤差分析必須對這個(gè)綜合體加以分析并予以改進(jìn)。對綜合體分析應從以下兩個(gè)方面進(jìn)行:
1.1 人員誤差分析
檢驗人員由于主觀(guān)因素和實(shí)際操作水平的不同必然會(huì )實(shí)驗帶來(lái)誤差。其中主觀(guān)因素的誤差尤其難以控制,因為每個(gè)人的生理特點(diǎn)、個(gè)性和習慣各不相同,要想預防和消除這些由主觀(guān)因素帶來(lái)的誤差,就必須要求檢驗人員有強烈的責任心,對工作認真負責,嚴格執行實(shí)驗室檢驗人員規章制度,力求盡量可能摒棄那些可能影響實(shí)驗的不良因素。實(shí)際操作水平的提高不但需要檢驗人員具備熟練的檢驗測試技能,而是還要具備豐富的科學(xué)理論知識,這就需要我們檢驗人員不懈的努力實(shí)習和長(cháng)期的工作經(jīng)驗積累。
1.2 檢驗方法(檢驗理論)誤差
檢驗方法誤差主要指檢驗理論不十分完備,特別是忽略和簡(jiǎn)化所引起的誤差。通用的實(shí)驗、檢驗方法是在長(cháng)期實(shí)踐中逐漸形成并不斷加以完善的。特別是在實(shí)際應用中,本著(zhù)簡(jiǎn)單、快速、準確的要求,對檢驗方法進(jìn)行合理的壓縮和簡(jiǎn)化,壓縮和簡(jiǎn)化后的檢驗方法雖然提高了檢驗速度和檢測效率,但潛在地增大了實(shí)驗誤差。如檢測碳酸飲料中的有機酸含*,采用傾折法消除飲料中二氧化碳對實(shí)驗后果的影響。這種方法雖然提高了檢驗速度,但傾折法對飲料飲料中二氧化碳消除并不十分明顯,所以說(shuō),傾折法并不是一個(gè)理想的壓縮和簡(jiǎn)化的實(shí)驗方法。因此,在進(jìn)行實(shí)驗室誤差分析時(shí),我們必須考慮到這一點(diǎn)。同時(shí),要求檢驗人員必須認真分析檢驗方法,從試樣制備、檢驗操作直至檢驗結果的分析與處理進(jìn)行控制分析,保證檢驗結果準確可靠。

硬件方面實(shí)驗室誤差分析
硬件方面實(shí)驗室誤差分析是實(shí)驗室誤差分析的基礎。搞好實(shí)驗室硬件建設是減少實(shí)驗誤差,提高質(zhì)檢水平的根本。實(shí)驗室的硬件主要指檢測儀器、設備和工作環(huán)境。
2.1 檢測儀器、設備誤差
儀器、設備作為講師器具,其本身的結構、工藝以及磨損、老化、故障都能引起誤差。因此,對檢測儀器、設備的保養、維護和使用要嚴格遵守實(shí)驗室檢測設備的規定,防止因檢測儀器、設備人為磨損和不正當操作損壞而引起的器具誤差。另外,大多數檢測儀器、設備都是按相對測量法設計的,因此,在檢驗前或檢驗過(guò)程中必須用標準物質(zhì)定度,以消除檢測儀器、設備誤差。
2.2 工作環(huán)境誤差
工作環(huán)境主要包括溫度、濕度、大氣壓強、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、振動(dòng)等因素?梢哉f(shuō),在實(shí)驗室日常工作中,工作環(huán)境是經(jīng)常被考慮到的因素。如我們在實(shí)驗室檢驗時(shí)經(jīng)常記錄下的當時(shí)室內溫度和濕度這兩個(gè)環(huán)境參數,其實(shí)就是考慮到環(huán)境因素對分析實(shí)驗的影響。環(huán)境誤差作為實(shí)驗室一種誤差來(lái)源,是我們無(wú)法徹底消除的克服的,我們只有通過(guò)不斷地改善實(shí)驗條件,減少來(lái)自環(huán)境方面的誤差。這就要求我們的各級政府都要重視實(shí)驗室建設并給予積極的財政支持,保證實(shí)驗室正常開(kāi)展工作。

標準溶液、產(chǎn)品標準與方法標準的分析
3.1 標準溶液誤差
標準溶液是滴定分析的基礎,它的準確與否,直接影響到分析結果。1988年,國家頒布了“化學(xué)試劑,滴定分析用標準溶液制備”標準,即GB601—88,根據此標準制備的標準溶液,準確度很高,其相對誤差不大于0.1%,這對于某些要求很高的分析檢驗,如化學(xué)試劑純度的測定,是十分必要的,而對于食品中某些常量的分析測定,就有些小題大做了。根據食品的特點(diǎn),各項指標一般要求精確到,4-I或±0.1。以蛋白質(zhì)含量為例,標準要求≥8.0為合格,按有效數字的概念,絕對誤差不超過(guò)末位數的半個(gè)單位,上述數值的絕對誤差為±0.05,相對誤差為±0.6%,列于這樣準確度要求的檢驗,強調用誤差為0.1%的標準溶液來(lái)滴定,顯然是不合理的。
一個(gè)常規分析實(shí)驗室所其備的儀器、環(huán)境條件等,可以確保標準溶液的準確度達到0.2% ,這種準確度的標準溶液,既能滿(mǎn)足一般分析工作的需譬,又有比較廣泛的適用性。
3.2 產(chǎn)品標準與方法標準配套的誤差
標準,具有科學(xué)性和嚴肅性。但在實(shí)際工作中,產(chǎn)品標準與方法標準有時(shí)會(huì )不匹配,主要表現是:分析方法的準確度遠遠高于結果要求的準確度,或分析過(guò)程中各參數的準確度不一致的問(wèn)題。
例如:某一產(chǎn)品,標準要求的水份含量要小于等于5.0%,也就是說(shuō)檢驗結果要求準確到0.1,而方法標準則要求用分析天平來(lái)稱(chēng)取樣品,雖然分析天平的誤差很小(絕對誤差為±0.0002),但與檢驗結果的準確度要求相比,使用分析天平是完全沒(méi)有必要的。