Шведова Вікторія Вікторівна

доцент, кандидат технічних наук,

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут ім. І. Сікорського»,

Україна, м. Київ

Васильєва Вікторія Григорівна

Аспірантка

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут ім. І. Сікорського»,

Україна, м. Київ

  Анотація: Систематизовано джерела похибок, що виникають в аналітичних вимірюваннях, відповідно до моделей, зазначених в нормативних документах; виділено компоненти, які в подальшому можуть розглядатися як компоненти невизначеності результату аналітичного вимірювання, – випадкові складові похибки вимірювання та такі, які потребують попереднього опрацювання і не можуть розглядатися як компоненти невизначеності вимірювання – систематичні складові. Систематизація складових похибки за характером їх прояву (випадкові, систематичні сталі чи систематичні зміни у часі) дозволяє обирати відповідні методи їх врахування, мінімізації чи корегування.

  Ключові слова: аналітичні вимірювання, похибка вимірювання, випадкова похибка аналітичного вимірювання, систематична похибка аналітичного вимірювання, невизначеність аналітичного вимірювання.

  Аналітичні вимірювання, як і будь-який вид вимірювання супроводжується цілою низкою складових, що впливають на результат вимірювання. Відповідно до моделі поданої у ДСТУ ГОСТ 8.009:2008 «Державна система забезпечення єдності вимірювань. Нормовані метрологічні характеристики засобів вимірювання» [1], модель похибки вимірювання має дві складові: методичну похибку та інструментальну похибку:

 . (1)

  У свою чергу інструментальна похибка містить, такі як похибка взаємодії, похибка обчислення тощо.

  Настанова EURACHEM/CITAC Guide «Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement» [2] визначає десять категорій факторів, які важливі для оцінювання невизначеності аналітичного вимірювання, а саме: відбір проби (sampling), умови зберігання (storage conditions), інструментальні ефекти (instrument effects), чистота реактивів (reagent purity), передбачувана стехіометрія (assumed stoichiometry), умови вимірювання (measurement conditions), ефекти відбору проби (sample effects), ефекти обчислення (computational effects), поправка на холосту пробу (blank correction), вплив оператора (operator effects).

  У літературі з аналітичних вимірювань [2, 3] враховані й інші джерел похибок. Наявність великої кількості не узгоджених між собою підходів щодо поділу на складові похибок або невизначеностей в аналітичних вимірюваннях ускладнює їх опрацювання та поєднання. 

 У публікації запропонований варіант класифікації джерел похибок в аналітичних вимірюваннях з урахуванням моделі похибки вимірювання за ДСТУ ГОСТ 8.009:2008 (1).

  У запропонованій класифікації (таблиця 1) враховані особливості саме аналітичних вимірювань, в яких виникають складові похибки не лише на етапі вимірювання, а й під час підготування і зберігання проби.

  Похибки, що виникають на етапі підготовки контрольного зразка за Eurachem [2]: 

• фундаментальна похибка відбору проби (FSE) - виникає у наслідок неоднорідності, яка обумовлена природою об’єкту (об’єкт складається з хімічних і фізичних різнорідних частинок);

• похибка групування і сегрегації (GSE) - з’являється у наслідок неоднорідності розподілу;

• похибка вибору точки відбору - обумовлена великомасштабною неоднорідністю (PSE1) обумовлена систематично зміною у просторі чи в часі;

• похибка границь інкремента (IDE) - з’являється під час встановлення правильної форми проби, яка відбирається та пов’язана з просторовими межами пристрою для відбору проби;

• похибка вилучення інкремента (IXE) - виникає під час вилучення необхідної проби та пов’язана з формою ріжучих кромок пристрою відбору проби;

• похибкаа підготовки інкремента та проби (IPE) - спричинена забрудненням (по сторонній матеріал в пробі), втратою (адсорбція, конденсація, осад та ін.), зміною хімічного складу (під час зберігання), зміною фізичного складу (агломерація, руйнування частинок, волога та ін.);

• похибка присвоєння ваги (SWE) - є наслідком похибок у присвоювання ваги різним нерівним частинам складової проби.

  Огляд таблиці 1 та аналіз складових похибки за характером їх прояву, а саме зміни у часі, показав, що одні з них мають систематичний характер, причому не завжди сталий, а інший - випадковий. Випадкові складові похибки аналітичних вимірювань далі можуть розглядатись як складові невизначеності.

Таблиця 1.

Види та джерела похибок

  У той час систематичні складові мають бути виявлені та скореговані, а невиключна систематична складова похибки, повинна розглядатись як випадкова і опрацьовуватись як ще одна складова невизначеності вимірювання. Результатами аналізу можливих проявів складових похибки (випадкові, систематичні сталі, систематичні змінні в часі) наведені в таблиці 2. У залежності від зміни систематичної похибки в часі варто обирати відповідні методи їх виявлення та корегування. При цьому, вибір методу буде впливати на необхідність та вимоги до опорного зразка (для сталих похибок), або для визначення кількості вимірювань і їх розподілу по діапазону зміни властивості контрольного зразка (для змінних в часі систематичних похибок).

Таблиця 2.

Джерела та характер похибок

Література

1. ДСТУ ГОСТ 8.009:2008 «Державна система забезпечення єдності вимірювань. Нормативні метрологічні характеристики засобів вимірювання»

2. Настанова Eurachem/EUROLAB/CITAC/Nordtest/AMC "Непевність виміру, пов’язана з відбиранням проби. Настанова з методів та підходів": за ред. М. Ремзі та С. Еллісона: переклад першого видання 2007 р. – К.: ТОВ "Юрка Любченка", 2015. – 156 с.

3. EURACHEM/CITAC Guide Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement Third Edition Editors S L R Ellison (LGC, UK) A Williams (UK).