Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике

Практическая деятельность лабораторий оценивается путем инспекционных посещений, как описано в 7.2.1.

7.3.3 Метод измерений с использованием стандартных образцов

Метод, описанный в ГОСТ Р ИСО 5725-4, при постоянной оценке деятельности лаборатории может быть соответствующим образом использован.

7.3.4 Метод измерений, для которого нет стандартных образцов

7.3.4.1 Общие положения

7.3.4.1.1 В случае отсутствия стандартных образцов оценка каждой лаборатории основывается на совместном оценочном эксперименте при участии нескольких лабораторий.

Планирование оценочного эксперимента очень сходно с планированием эксперимента по оценке прецизионности; поэтому здесь применимы многие соображения, изложенные в частях 1 и 2 ГОСТ Р ИСО 5725. Целью является оценка каждой лаборатории, поэтому выбор количества повторяющихся измерений на каждом уровне подобен ситуации с одной лабораторией, описанной в 7.2.2.

Поскольку целью является оценочный эксперимент, участвовать может меньшее количество лабораторий, чем в эксперименте по оценке прецизионности. Например, этот эксперимент может выполняться только для национальных участников (лабораторий стран-организаторов). Особенно важно, что снижение количества не уменьшает систематического отклонения между лабораториями. При таком уменьшении повысился бы риск невозможности обнаружить выпадающую лабораторию.

7.3.4.1.2 После рассмотрения вопросов, упомянутых в 7.2.2, испытуемый материал рассылают p лабораториям с q уровнями, и на каждом уровне осуществляют по n измерений. При оценке результатов следует пользоваться методами, представленными в разделе 7 ГОСТ Р ИСО 5725-2. Так как возможно отсутствие или получение дополнительных результатов измерений, в базовых элементах может оказаться их различное количество.

Внутреннюю прецизионность оценивают для каждой лаборатории, как изложено в разделе 6 настоящей части ГОСТ Р ИСО 5725.

7.3.4.1.3 С целью суммарной оценки систематических погрешностей на каждом уровне рассчитывают дисперсию воспроизводимости (см. 7.5 ГОСТ Р ИСО 5725-2)

(9)

где

(10)

и

(11)

Межлабораторную дисперсию sL2 сравнивают с известной межлабораторной дисперсией sL2 с точки зрения соответствия критерию, описываемому неравенством

(12)

в котором - это (1 - a)-квантиль c2-распределения с n = p - 1 степенями свободы. При отсутствии других указаний уровень значимости a предполагается равным 0,05.

Если неравенство (12) выполняется, то межлабораторная дисперсия sL2 является приемлемой, и можно сделать вывод, что всеми лабораториями на рассматриваемом уровне были получены достаточно точные результаты.

Если неравенство (12) не выполняется, то путем вычисления значений статистики Граббса находят наиболее отклоняющееся наблюдение (выброс), после чего результаты соответствующей лаборатории исключают и дисперсии оценивают снова для оставшихся (p - 1) лабораторий. Если при этом скорректированная дисперсия удовлетворяет критерию (12), то (p - 1) лабораторий признают прошедшими проверку удачно или снова рассчитывают значения статистик Граббса, и процедуру повторяют, в случае необходимости, несколько раз. Как было упомянуто в ГОСТ Р ИСО 5725-2, критерий Граббса неудобен для повторных применений, так как большое количество выбросов может привести к инспектированию всех данных на всех уровнях. Если одни и те же лаборатории характеризуются отклонениями на нескольких уровнях, то можно сделать вывод, что данные лаборатории работают с систематической погрешностью, которая чересчур высока. Если отклонения отмечены только на одном уровне, это является достаточным основанием для того, чтобы исследовать испытуемый материал на предмет его неоднородности. Если отклонения имеют место на различных уровнях в различных лабораториях, то отклонения, возможно, являются следствием несовершенства самого оценочного эксперимента. В таком случае необходимо критически проверить каждую отдельную часть оценочного эксперимента, чтобы по возможности найти объяснения.

Лаборатория, которая оказалась источником выбросов (независимо от того, идет ли речь о внутренней прецизионности или систематической погрешности), должна быть проинформирована о результатах экспериментов, и с целью улучшения практической деятельности лаборатории необходимо рассмотреть методологию ее работы.

7.3.4.1.4 В последовательных оценочных экспериментах должны использоваться различные испытуемые материалы с тем, чтобы лаборатории при работе с одним специфическим материалом не впадали в искушение демонстрировать чрезвычайно высокую прецизионность. Более того, как указано в 7.2.2, материал должен отправляться анонимно, чтобы гарантировать, что измерения выполняют в лаборатории как обычно.

Если оценочный эксперимент дает результаты, существенно отличающиеся от результатов более ранних экспериментов, то чтобы найти возможные объяснения данным непредвиденным наблюдениям, необходимо подвергнуть анализу всю доступную информацию.

7.3.4.2 Пример. Анализ щелочности воды

7.3.4.2.1 Основные положения

При контроле качества воды химические анализы выполняют во многих лабораториях. Чтобы быть признанными, деятельность таких лабораторий должна быть неоднократно проверена. В настоящем примере рассматривают определение общей щелочности воды методом потенциометрического титрования. Для этой задачи не существует стандартных образцов, поэтому оценка была проведена с применением оценочного эксперимента.

В проведенном эксперименте принимали участие 18 лабораторий, при этом рассматривалось два уровня, и по два параллельных определения выполнялось на каждом уровне в каждой лаборатории.

7.3.4.2.2 Исходные данные

См. таблицу 11.

Таблица 11 - Щелочность воды

Номер лаборатории

Уровень

Номер лаборатории

Уровень

1

2

1

2

1

2,040

5,250

10

2,170

5,520

2,040

5,300

2,200

5,330

2

2,100

5,460

11

1,980

4,990

2,110

5,460

1,940

5,020

3

2,070

5,240

12

2,120

5,340

2,070

5,200

2,110

5,330

4

2,070

5,308

13

2,160

5,330

2,090

5,292

2,150

5,420

5

2,740

5,850

14

2,050

5,330

2,610

5,850

2,070

5,330

6

2,086

5,305

15

2,070

5,387

2,182

5,325

2,056

5,335

7

2,128

5,296

16

2,010

5,210

2,076

5,346

2,030

5,330

8

2,060

5,340

17

2,066

5,300

2,080

5,340

2,070

5,280

9

2,060

5,310

18

2,060

5,300

2,080

5,300

2,070

5,280

7.3.4.2.3 Расчет средних значений и расхождений в базовых элементах

Средние значения в базовых элементах представлены в таблице 12, а расхождения - в таблице 13.

Таблица 12 - Средние значения в базовых элементах по данным таблицы 11

Номер лаборатории

Уровень

Номер лаборатории

Уровень

1

2

1

2

1

2,040

5,275

10

2,185

5,425

2

2,105

5,460

11

1,960

5,005

3

2,070

5,220

12

2,115

5,335

4

2,080

5,300

13

2,155

5,375

5

2,675

5,850

14

2,060

5,330

6

2,134

5,315

15

2,063

5,361

7

2,102

5,321

16

2,020

5,270

8

2,070

5,340

17

2,068

5,290

9

2,070

5,305

18

2,065

5,290

Таблица 13 - Расхождения в базовых элементах по данным таблицы 11

Лаборатория

Уровень

Лаборатория

Уровень

1

2

1

2

1

0,000

0,050

10

0,030

0,190

2

0,010

0,000

11

0,040

0,030

3

0,000

0,040

12

0,010

0,010

4

0,020

0,016

13

0,010

0,090

5

0,130

0,000

14

0,020

0,000

6

0,096

0,020

15

0,014

0,052

7

0,052

0,050

16

0,020

0,120

8

0,020

0,000

17

0,004

0,020

9

0,020

0,010

18

0,010

0,020

Предварительно установленные значения стандартных отклонений повторяемости (сходимости) и воспроизводимости на двух уровнях составляют: