Измерение концентрации. Измерения в химическом анализе. Концентрация. Правильность результатов химического анализа, страница 17

Все усилия по применению более точных средств изме­рений, по устранению погрешностей, присущих только ме­тодике измерения, оказываются тщетными и не дают поло­жительных результатов, если не приняты меры по выявле­нию и устранению так называемых оперативных системати­ческих погрешностей, т. е. погрешностей, возникающих на этапах пробоотбора и пробоподготовки. Основным прие­мом контроля оперативных погрешностей является при­менение специальных метрологических средств, обозначае­мых термином "стандартные образцы".

Чтобы установить метрологические функции стандарт­ных образцов и их отличие от метрологических функций, выполняемых образцовыми мерами, вернемся к понятию "измерение" и составляющим измерительного процесса (см. рис. 133). Обратим при этом внимание на то, что при­веденный на этом рисунке измерительный процесс представ­ляет также элемент поверочной схемы (ПС).

Если предположить, что в качестве средства измерений выступает эталон, тогда объектом измерения является буду­щее образцовое средство измерений (ОСИ 1-го разряда), в частности, этим ОСИ может быть мера. Очень важно от­метить, что объект измерения превращается в образцовую меру не в данном измерительном процессе, а в последую­щем подобном процессе, в котором этот объект выступает уже как средство измерений.' Этот переход объекта измере­ния в одном измерительном процессе (/, рис. 153) в средст­во измерения при осуществлении с его помощью последую­щего измерительного процесса (//, рис. 153) является чрезвычайно важным и специфическим только для средств из­мерений. На рис. 153 этот переход показан в виде двух пос­ледовательных процессов / и II, Обычно на поверочной схе­ме этот качественный переход объекта измерения в средство

измерения в явном виде не показан. Важно еще раз подчерк­нуть, что основной предпосылкой, а вернее, требованием при осуществлении передачи размера единиц является наличие мер и приборов, верных с той степенью точности, которая от них требуется, и наличие правильных методов измерений, свободных от систематических погрешностей.

Поэтому для выявления систематических погрешнос­тей, источниками которых являются средства измерений, в метрологической практике используют процедуру, извест­ную под названием "сличение средств измерений". Для выяв­ления систематических погрешностей, обусловленных ме­тодом измерений, или, переходя к количественному анализу, методом анализа, были созданы специальные метрологичес­кие средства в виде веществ с известными с достаточной точ­ностью значениями ряда их свойств. Такие метрологичес­кие средства получили общее обозначение как стандартные образцы.

В чем основное отличие образцовых мер и стандартных образцов? Это отличие заключается в том, что образцовые меры в измерительном процессе всегда выполняют роль средств измерений, как это было показано выше. Стандарт­ные образцы в контролируемом с их помощью измеритель­ном процессе всегда выступают в качестве объекта изме­рения.

Для иллюстрации метрологической функции СО также воспользуемся процедурой измерения, представленной на рис. 133. С этой точки зрения рассмотрим контроль правиль­ности метода измерения, используемого при проведении ра­бочих измерений, например, в измерительном процессе /// (рис. 153). Рабочее средство измерений подвергается сначала градуировке, являясь при этом объектом измерения в ходе измерительного процесса //. Затем в следующем измеритель­ном процессе (III) для контроля правильности методики из­мерения, используемой при этом, в качестве объекта измере­ния выбирают объект измерения, аттестованная характерис­тика которого (с_атт) установлена предварительно с необхо­димой точностью, превышающей точность рабочих средств измерений, например, в ходе измерительного процесса /.

Сравнение результатов измерения одного и того же объек­та, полученных в ходе проведения / измерительного процес­са (с_атт) и /// измерительного процесса (), позволяет сделать заключение о наличии или об отсутствии статистически зна­чимых отклонений этих результатов:

Q_å=-c_атт

Если Q_å больше допускаемых отклонений, определяемых ста­тистическими методами с учетом оценки случайных погреш­ностей в обеих сериях измерений, то это доказывает наличие систематических погрешностей, обусловленных в данном конкретном случае используемым при проведении III из­мерительного процесса методом измерения.

Обнаружение систематических погрешностей, обусловленных методом измерения или анализа, с использованием стандартного образца возможно только при выполнении следующих условий.

1. Рабочее средство измерений градуировано с исполь­зованием соответствующих образцовых средств измере­ний.

2. Метод аттестации стандартного образца не имеет зна­чимых систематических погрешностей.

3. Точность аттестации стандартного образца превышает точность результатов, получаемых в контролируемом из­мерительном процессе.

На основании изложенного можно дать следующее оп­ределение стандартного образца.

Стандартный образец — материал (вещество), имеющий достаточно точно установленное значение одного или ряда своих свойств и используемый для контроля правильности метода измерения.

При выполнении стандартным образцом своей метрологи­ческой функции он всегда в измерительном процессе служит объектом измерений.

Применительно к стандартным образцам состава следует дополнить, что данный вид стандартных образцов может использоваться не только для контроля правильности мето­да анализа в целом, но также и отдельных его этапов (пробоотбора, пробоподготовки). Соответственно с этим целесооб­разно производить и их классификацию.