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計(jì)量檢測(cè)中的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，具有什么作用？

2022-12-06 11:00

在分析化學(xué)之中，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是溯源鏈的主要組成部分。它的計(jì)量特性，特別是所提供的特征值的不確定性及其在追溯層次中的位置，是分析計(jì)量檢測(cè)質(zhì)量保證關(guān)注的焦點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)提供的特征值的不確定度必須已知，并滿足計(jì)量檢測(cè)要求。因此，可以根據(jù)不確定度（越小越好，但評(píng)價(jià)必須合理）和根據(jù)不確定度報(bào)告的可靠性和驗(yàn)證結(jié)果對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行分類。
ISO指南33之中提出的經(jīng)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在計(jì)量中的作用—國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織編寫的“經(jīng)認(rèn)證的參考材料的使用”（ISO）標(biāo)準(zhǔn)材料委員會(huì)包括：

存儲(chǔ)和傳輸屬性值信息
根據(jù)定義，參考材料具有一個(gè)或多個(gè)精確計(jì)量檢測(cè)的特征量。一旦確定了標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中的特征量，它們將在有效期之內(nèi)存儲(chǔ)在標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)之中。當(dāng)這個(gè)CRM從一個(gè)地方發(fā)送到另一個(gè)地方使用時(shí)，它攜帶的數(shù)量也被傳輸。規(guī)定的不確定度范圍之內(nèi)，有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的特征值可作為實(shí)驗(yàn)室棟比對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)值，也可用于量值傳遞。因此，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)促進(jìn)了數(shù)量隨時(shí)間和空間的轉(zhuǎn)移，類似于計(jì)量檢測(cè)儀器和材料的秤的轉(zhuǎn)移。

保證計(jì)量檢測(cè)可追溯性
實(shí)驗(yàn)室應(yīng)控制和校準(zhǔn)或驗(yàn)證一定數(shù)量的儀器，以確保所進(jìn)行的計(jì)量檢測(cè)可追溯性。但是要在所有具體的必要環(huán)節(jié)之上做到這一點(diǎn)是非常困難的。這一任務(wù)可以大大簡(jiǎn)化使用已建立可追溯性的認(rèn)證參考材料。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（基體）必須盡可能接近實(shí)際被測(cè)樣品，以抵消基體效應(yīng)，從而覆蓋所有可能引起計(jì)量檢測(cè)誤差的問(wèn)題。當(dāng)然，用戶對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和未知樣品的計(jì)量檢測(cè)應(yīng)使用相同的分析計(jì)量檢測(cè)程序。因此，參考物質(zhì)的作用與其他工業(yè)計(jì)量實(shí)驗(yàn)室之中使用的傳遞標(biāo)準(zhǔn)相同，允許在規(guī)定的不確定度范圍之內(nèi)進(jìn)行比較計(jì)量檢測(cè)。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)還提供了一種可行的方法來(lái)確定分析或過(guò)程測(cè)試計(jì)量檢測(cè)的不確定度。

計(jì)量校準(zhǔn)

復(fù)現(xiàn)國(guó)際單位
國(guó)際單位制基本單位的再現(xiàn)依賴于物質(zhì)和材料。當(dāng)今世界的主要計(jì)量都是在國(guó)際單位制的框架之內(nèi)進(jìn)行的。截至2013年，SI已確認(rèn)7個(gè)基本單位。這些基本單位的定義涉及到一些物質(zhì)，如：鉑銥合金，這是用來(lái)制造公斤原型。銫-133，用來(lái)定義秒。水，用來(lái)定義開爾文等。這些物質(zhì)在基本計(jì)量學(xué)中的使用與在其他類型計(jì)量學(xué)中的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的使用相同。

定義并再現(xiàn)常規(guī)刻度
今天，國(guó)際單位制不能涵蓋所有的工程特征量，有些工程特征量的單位需要特別約定。為了方便地實(shí)現(xiàn)實(shí)際計(jì)量檢測(cè)，一般通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)建立約定的刻度，并在國(guó)際推薦書或標(biāo)準(zhǔn)文件之上寫明給定值。全球公認(rèn)的復(fù)制商定比額表固定點(diǎn)的參考資料具有廣泛的國(guó)際一致性。這一約定尺度的重現(xiàn)和傳遞，主要取決于尺度固定點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和計(jì)量檢測(cè)方法或計(jì)量檢測(cè)過(guò)程的技術(shù)規(guī)范。在工程量計(jì)量檢測(cè)之中，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的作用不僅僅是再現(xiàn)約定的比例尺，還可用于計(jì)量檢測(cè)儀器的校準(zhǔn)或作為實(shí)際樣品計(jì)量檢測(cè)的工作標(biāo)準(zhǔn)。約定尺度的例子有很多，這里僅舉幾個(gè)例子來(lái)說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的特殊作用。
1、濁度單位：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的標(biāo)準(zhǔn)（ISO7027）之中定義了濁度的單位。單位的復(fù)發(fā)率取決于。甲馬嗪標(biāo)準(zhǔn)溶液。標(biāo)準(zhǔn)溶液的濁度為400FAU或FNU，將標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋之后得到一系列刻度固定點(diǎn)，以滿足不同濁度樣品的測(cè)定要求。如果使用的儀器計(jì)量檢測(cè)衰減光，則再現(xiàn)的是甲嗪衰減濁度單位（FAU）。如果計(jì)量檢測(cè)漫射光，則再現(xiàn)甲嗪濁度單位（FNU）。
2、pH標(biāo)度:由于單離子的活性不能通過(guò)實(shí)驗(yàn)計(jì)量檢測(cè)，所以pH值不是一個(gè)精確的物理量。為了使計(jì)量檢測(cè)的pH值有意義，通常使用商定的pH值刻度。該標(biāo)度由標(biāo)準(zhǔn)溶液定義，該標(biāo)準(zhǔn)溶液被指定為精確的pH值。通過(guò)測(cè)量氫電極和銀/氯化銀電極組成的電池在消除液結(jié)電位之后的電動(dòng)勢(shì)，按約定的方法計(jì)算，即可得到pH值。
各國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范都規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)溶液pH值的配制和賦值方法。這些標(biāo)準(zhǔn)溶液的認(rèn)證值在pH單位的千分之3、辛烷值記數(shù)法：辛烷值是燃料油的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM）使用標(biāo)準(zhǔn)燃料油和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法定義和再現(xiàn)辛烷值，得到了業(yè)內(nèi)專業(yè)人士的認(rèn)可，并在全球范圍之內(nèi)得到采用。根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法的要求，在特定的實(shí)驗(yàn)條件之下，將已知辛烷值的燃料油與AsTM標(biāo)準(zhǔn)燃料油的混合物的爆震聲進(jìn)行比較，從而確定燃料油的辛烷值。ASTM標(biāo)準(zhǔn)燃料油的辛烷值可追溯至美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（NI ST）。正庚烷標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（SRM 1815）和異辛烷標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（SRM 1816）。
4、煤的燒結(jié)力：煤的燒結(jié)力是硬煤分級(jí)的重要技術(shù)指標(biāo)。Roga試驗(yàn)方法已在世界各國(guó)得到廣泛應(yīng)用。Roga測(cè)試方法基于具有特定物理性能和化學(xué)成分的無(wú)煙煤參考物質(zhì)。將試樣與無(wú)煙煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)混合，按規(guī)定的試驗(yàn)設(shè)備和程序燒結(jié)，由燒結(jié)之后的殘?jiān)?jì)算出羅加指數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)煤的燒結(jié)力的測(cè)定。國(guó)際實(shí)用溫度標(biāo)度和國(guó)際實(shí)用鹽標(biāo)度是相似的商定標(biāo)度。