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一次看懂實驗室的準度和精度

2024/05/07 化學分析技術知識
誰準誰不準
首先,我們都不知道真值,因此,準或不準其實是非常曖昧的說法。
但是花了錢,誰不想拿到一份比較準的試驗報告?

量測,乍聽之下是一種具有絕對準確性的行為,其實不然,所有的量測結果都是相對比較值。
先定義基本量,再與基本量比較而得知結果即為量測。
1960年10月第十一屆國際度量衡會議決定了國際通用的國際單位,簡稱Sl制,又稱公制單位。
物理學上以時間、長度、質量、溫度、電流強度、發光強度、物質的量這七個少數可以互相獨立的物理量為基本量。
在Sl制中,他們的單位依次為:秒(s)、公尺(m)、公斤(kg)、凱氏溫度(K)、安培(A)、燭光(cd)、莫耳(mol)。另外還有兩個輔助單位:平面角弧度rad,立體角球面度Sr。
不論物理或化學量測,最終都可追溯至七個物理基本量。
當量測結果愈能證明其追溯鏈,就愈能說明其量測結果的可信度,這就是所謂的量測計量追溯性。
量測必定透過儀器設備,透過量測計量追溯可確認儀器設備的可信度,這個過程可稱之為校正
但對於實際量測未知待測物,即使是全自動的儀器設備,每一次的量測仍帶有非常多的不確定性,而影響每一次的量測結果。
應透過定期批次的準確度及精密度的評估,來確保量測結果的品質。

精度"不等於"準度
精度(精密度)precisiom:相同量測情況反覆測定時,量測儀器的指示值之變異分散程度。(低變異高精密度),常用的評估計算公式
同一樣品重複分析二次,得測定值X1、X2,計算其相對差異百分比(RPD%)。
高精密度High Precision
 

準度(準確度)accuracy:相同量測情況反覆測定時,量測儀器的觀測值與可接受之參考值或標準(視同真值)的接近程度。
 高準確度High Accuracy

由定義,不論是精密度或準確度,皆是指反覆測定後的統計計算。
也就說儀器設備所宣稱的精密度或準確度,是指針對某個相同待測物反覆測定後的結果,統計計算多次結果間的關係。
 Low accurcay high precision  Low accurcay low precision
 High accurcay high precision  High accurcay low precision

比方反覆量測濃度10ppm標準品,若計算結果之準確度5%以內。
並不代表當未知待測物的量測結果為10000ppm,可表示為10000±500ppm;量測結果為1ppm,可表示為1±0.05ppm。
 
第一次量測結果9.6ppm,準確度計算:((9.6-10)/10)*100=4%

第二次量測結果9.9ppm,準確度計算:((9.9-10)/10*100=1%

平均量測結果(9.6+9.9)/2=9.75ppm,準確度計算:(9.75-10)/10*100=2.5%

因為,既是未知待測物就不知道其實際濃度,當然也就無法計算量測結果與實際濃度的接近程度。
 
Case1:量測結果10000ppm,準確度計算:((10000-???)/???)*100=???%

Case2:量測結果1ppm,準確度計算:((1-???)/???*100=???%


 

同樣的道理,反覆量測濃度10ppm的標準品,若計算結果之精密度5%以內。
同樣不代表量測未知待測物時,若量測結果為10000ppm或1ppm,該單次量測結果的精密度也在5%內,單次量測是無法計算精密度的。
量測結果7.3ppm;7ppm,精密度計算:
平均值=(7.3+7)/2=7.15
(7.3-7)/7.15*100=4.19%


 

簡言之,精度(精密度)precision或準度(準確度)accuracy,是藉由重複量測具有計量追溯的已知量標準件(品),評估儀器或實驗室的品質水準。
非永久不變的恆定值,應該是長期且規律的執行評估,雖然以不同標準品、不同待測物,或在不同日期、不同操作人員之精密度或準確度計算結果一定不相同,
但必須控制在可接受的範圍或是儀器出廠的規格範圍。並佐以管制圖觀察趨勢,當超出可接受範圍時,應進行調校或維修。
同一台變壓器絕緣油取樣送不同實驗室之試驗結果不相同,線上監測儀與實驗室之試驗結果不相同,對於委託單位而言是很困擾的結論,但卻都是可預期的,並不意外。

所以如果對報告內容有任何疑慮,皆可洽本公司做進一步的探討。

 
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