MATCROSS
HUSRB/1002/214/188
MERNA NESIGURNOST UZORKOVANJA
Vesna Pešić
PMF, Departman za hemiju, biohemiju i zaštitu životne sredine, Laboratorija za hemijska ispitivanja životne sredine
[email protected]
Novi Sad, 3‐4. septembar 2013.
• SVAKO merenje je netačno i zahteva iskaz o mernoj
nesigurnosti da bi se ta netačnost kvantifikovala.
• Merna nesigurnost je SUMNJA koja postoji u rezultat
u rezultat merenja
(nesigurnost u opštem slučaju znači sumnju).
• Merna nesigurnost je parametar, pridružen rezultatu merenja, koji zapravo izražava kvalitet iskazanog rezultata.
• Merna nesigurnost izražava interval u kome se nalazi prava vrednost veličine koja se meri
vrednost veličine koja se meri.
• Rezultat merenja je kompletan samo ukoliko ga prati kvantitativna izjava o njegovoj mernoj ga prati
kvantitativna izjava o njegovoj mernoj
nesigurnosti.
Novi Sad, 3‐4. septembar 2013.
2
Značaj MN
Značaj MN
daje odgovor na pitanje koliko dobro rezultat predstavlja daje
odgovor na pitanje koliko dobro rezultat predstavlja
vrednost merene veličine, omogućava korisniku rezultata da oceni njegovu pouzdanost
omogućava poređenje rezultata merenja dobijenih iz različitih izvora, različitim metodama, u različitim l b t ij
laboratorijama i tako pomaže smanjivanju komunikacijskih it k
ž
ji j k
ik ij kih
barijera i finansijskih troškova
značajna i presudna je za ocenu usaglašenosti, kada se rezultat poredi sa graničnim vrednostima definisanim specifikacijom ili propisima
specifikacijom ili propisima
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
3
Šta NIJE merna nesigurnost:
• Grube greške koje napravi analitičar,
• Tolerancije predstavljaju prihvatljive granice odabrane za
proces proizvodnje ili proizvod,
• Specifikacije proizvođača,
• Tačnost,
• Greška,
• Statističke analize.
Greška i merna nesigurnost NISU isto
• Greška je RAZLIKA između izmerene vrednosti i prave
vrednosti izmerene veličine
u rezultat
• Merna nesigurnost je kvantifikacija SUMNJE u rezultat
merenja
Novi Sad, 3‐4. septembar 2013.
4
Osnovni izvori koji doprinose mernoj nesigurnosti su:
nesigurnosti su:
1. Korišćeni referentni etaloni i materijali
– nesavršenost etalona, referentnih materijala i merne opreme
2. Primenjena metoda j
– Definicija merene veličine (nepotpuna definicija ispitivanja, nejasni zahtevi, nepotpuna definisanost merene veličine)
– I kada je sve definisano, ne može sve da se realizuje kako je rečeno
– Softver i metoda merenja (nesavršenost j (
u postavci merenja, merne metode i merne procedure, aproksimacija, varijacije)
– Sistematske greške i korekcije merenja
Sistematske greške i korekcije merenja
Novi Sad, 3‐4. septembar 2013.
5
Osnovni izvori koji doprinose mernoj nesigurnosti su:
nesigurnosti su:
3. Upotrebljena oprema
p
j
p
– Merna oprema (rezolucija, prag osetljivosti, graduisanost skale)
– Poznate fizičke osobine upotrebljenih P
t fi ičk
bi
t blj ih
komponenti (npr. termalno širenje)
4 Uslovi okoline
4.
Uslovi okoline
– Uslovi okoline i merenja (nedovoljno poznavanje uticaja okoline na postupak merenja)
Novi Sad, 3‐4. septembar 2013.
6
Osnovni izvori koji doprinose mernoj nesigurnosti su:
nesigurnosti su:
5. Osobine i stanja uzorka
j
–
–
–
–
Način uzorkovanja (uzorak nije reprezentativan)
Transport, čuvanje i rukovanje sa uzorkom
Priprema uzorka za merenje
Priprema uzorka za merenje
Dugotrajno ponašanje uzorka ‐ stabilnost
6. Izvršioci
– Obučenost osoblja koje sprovodi merenja (način očitavanja analognih veličina, nesigurnost koja proističe iz j
g
,
g
j p
izračunavanja merne nesigurnosti)
Novi Sad, 3‐4. septembar 2013.
7
ODREĐIVANJE MERNE NESIGURNOSTI
1. Ukupna vrednost nesigurnosti nekog merenja može p
g
g
j
se odredititi (proceniti) samo ako su nam poznati svi ključni faktori kao i njihov doprinos ovoj vrednosti.
2. Merna nesigurnost, u opštem slučaju sadrži više k
komponenti. Svaka komponenta se procenjuje ti S k k
t
j j
pozivajući se na raspoložive podatke, literaturu ili profesionalno iskustvo, tako da neke vrednosti mogu da se dobiju na osnovu statističkih rezultata,
a neke na osnovu tzv. komplementarnih metoda.
Novi Sad, 3‐4. septembar 2013.
8
Merna nesigurnost se izražava kao:
– STANDARDNA nesigurnost
– KOMBINOVANA standardna nesigurnost
uc (Y) = √(uA² + uB²)
– PROŠIRENA nesigurnost
U = k * uc (Y)
Novi Sad, 3‐4. septembar 2013.
9
Tri puta meri – jedanput seci
ti t
tri puta meri –
i daj jedan rezultat
d jj d
lt t
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
10
Nesigurnost
uzorkovanja
Nesigurnost merenja
Nesigurnost N
i
t
analitičkog procesa
Novi Sad, 3‐4. septembar 2013.
11
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
12
Izvori nesigurnosti uzorkovanja
Novi Sad, 3‐4. septembar 2013.
13
Izvori nesigurnosti uzorkovanja
uzorkovanje
Priprema Priprema
uzoraka
• Heterogenost/nehomogenost
• Strategija uzorkovanja
Strategija uzorkovanja
• Izbor veličine uzorka
• Fizičko stanje uzorka
• Temperatura, pritisak
p
,p
• Kontaminacija
• Transport i konzervisanje uzoraka
• Homogenizacija
• sušenje
• Mlevenje
• Rastvaranje
• Ekstrakcija
• Kontaminacija
• Greške rastvaranja
G šk
t
j
• koncentrisanje
Novi Sad, 3‐4. septembar 2013.
14
Izvori nesigurnosti merenja
Proces
Analiza
Uzorkovanje
Efekat
Slučajne greške
Sistematske greške greške
(bias)
(preciznost)
Duple analize
CRM
MLP
Referentna metoda
Referentna metoda
Dupli uzorci
Referentni cilj uzorkovanja
Međupoređenja uzorkivača
P
Poznate teoretske t t
tk
vrednosti cilja uzorkovanja
Referentna metoda uzorkovanja
Novi Sad, 3‐4. septembar 2013.
15
Sistematske greške uzorkovanja
Određivanje biasa kod uzorkovanja je mnogo teži
zadatak. Mogući alternativni pristupi su:
•Kada
K d je
j teoretska
t
t k vrednost
d t poznata,
t ili kada
k d se
uzorkovanje izvodi sa definisanim referentnim ciljem
uzorkovanja.
uzorkovanja
•Kada dvoje ili više sprovode uzorkovanje i analize, inter
uzorkovačko poređenje na primer kada proizvođač i
klijent izvode uzorkovanje i analizu iste serije materijala.
Novi Sad, 3‐4. septembar 2013.
16
Slučajne greške uzorkovanja
Slučajne greške su lakše za kvantifikaciju i mogu biti minimizirane. One su uglavnom uzrokovane promenama u sastavu uzorka u vremenu i prostoru, kao i promenama koje mogu biti ciklične ili ne. k j
biti iklič ili
Slučajni efekti mogu biti uzorkovani:
Slučajni
efekti mogu biti uzorkovani:
‐ Metodama uzorkovanja, ukoliko postoje različite metode
‐ Osoblje koje vrši uzorkovanje
‐ Opreme za uzorkovanje i načinima kako oprema radi
Novi Sad, 3‐4. septembar 2013.
17
Mere za smanjenje efekta doprinosa mernoj nesigurnosti
j
i
ti
‐Povećati veličinu uzorka. U većini slučajeva ovo je nemoguće ili nepraktično, ali povećanje veličine uzorka daće nam bolju reprezentativnost cilja uzorkovanja.
Mlevenje čvrstog materijala. Smanjenje veličine čestica bilo čvrstog materijala Smanjenje veličine čestica bilo
‐Mlevenje
celoukupnog cilja uzorkovanja ili uzimanje relativno velikih uzoraka, njihovo mlevenje i sakupljanje poduzoraka, može smanjiti sistematske efekte.
ji i i
k f k
‐Mešanje ‐ može se primeniti kako na čvrste tako i na tečne uzorke, na primer odabir mesta uzorkovanja kod vodotoka gde je mešanje dobro.
‐Stabilizovanjem uzorka pri čuvanju ili transportu u zavisnosti od hemijskih ili mikrobioloških promena indukovanih tokom hemijskih ili mikrobioloških promena
indukovanih tokom
transporta i čuvanja.
Novi Sad, 3‐4. septembar 2013.
18
Metoda duplih uzoraka
Cilj j
uzorkovanja
Uzorak 2
Uzorak 1
Analiza 1
Analiza 2
Analiza 1
A li 1
Novi Sad, 3‐4. septembar 2013.
Analiza 2
A li 2
19
Statistički model za empirijsku procenu nesigurnosti
S2merenja = S2uzorkovanja + S2analiza
Suzorkovanja = u = Smerenja =
√
√
S2merenja ‐ S2analiza
S2uzorkovanja + S2analiza
U = 2 * u
X = x ± u
Novi Sad, 3‐4. septembar 2013.
20
merenja
|
Di = |Xi1 – Xi2| opseg
xisr = (Xi1 + Xi2) / 2 srednja vrednost
di = Di / xisr
relativni
l ti i opseg
dsr = Σdi / n srednji relativni opseg
RSD = dsr * 100 / 1.128 relativna standardna devijacija
Novi Sad, 3‐4. septembar 2013.
21
Novi Sad, 2‐3. septembar 2013.
22
Empirijske metode za procenu kombinovane nesigurnosti
kombinovane nesigurnosti Metod
Opis metode
uzorkivač
Procenjene komponente
Uzorkovanje
Ispitivanje
preciznost
p
bias
preciznost
p
bias
1
Duplikati
Jedan
Da
Ne
Da
ne
2
Protokoli
Jedan
Između Između
protokola
Ne
Da
Ne
3
Zajedničke studije j
uzorkovanja
Više
Između protokola
Da
Da
Da
Više
Između protokola i između uzorkovanja
Da
Da
Da
4
PT uzorkovanja
Novi Sad, 3‐4. septembar 2013.
23
Hvala na pažnji!
Hvala na pažnji!
Novi Sad, 3‐4. septembar 2013.
Download

Odredivanje merne nesigurnosti uzorkovanja