Измерения, испытания и контроль. Методы и средства. Т. Горбунова
не поддается точной оценке. Неправильные измерения приносят ежегодно убытки в несколько миллиардов долларов США. Сотрудники американского Национального бюро стандартов (ныне Национального института стандартов и технологий NIST) Уриано и Грават оценили значительный вклад химических измерений в валовой внутренний продукт (ВВП) США. По оценке Герца, в США ежедневно выполняется более 250 миллионов химических анализов. Порядка 10 % из них – низкого качества. На их повторное выполнение требуется более 5 млрд. долл. дополнительных затрат в год.
Все сказанное свидетельствует о важности химических измерений.
Характеристиками (показателями) качества химических измерений кроме основных являются:
– предел обнаружения;
– нижняя граница определяемых содержаний;
– рабочий диапазон (диапазон определяемых содержаний);
– селективность (избирательность);
– чувствительность;
– помехоустойчивость (робастность) и др.
Предел обнаружения – наименьшее содержание элемента, при котором по данной методике можно обнаружить присутствие компонента с заданной доверительной вероятностью. Если сигнал превышает предел обнаружения, то это свидетельствует о наличии обнаруживаемого вещества, а если ниже – о его отсутствии. Пределы обнаружения: высокий (pCmin = 3-4); средний (pCmin = 5-6); низкий (pCmin = 7-8).
Диапазон определяемых содержаний – область значений определяемых содержаний, предусмотренная данной методикой и ограниченная нижней и верхней границами определяемых содержаний.
Верхняя граница определяемых содержаний – наибольшее значение количества или концентрации компонента, определяемое по данной методике (СВ).
Нижняя граница определяемых содержаний (СН) – наименьшее содержание компонента, определяемого по данной методике. Обычно за СН принимают то минимальное количество или концентрацию, которые можно определять при коэффициенте вариации (V или Sr) ≤ 0,33.
Чувствительность (коэффициент чувствительности S) – мера степени изменения измерительного (аналитического) сигнала при изменении концентрации (S = dY/dC).
Селективность характеризует то, насколько сильно посторонние компоненты пробы влияют на результат измерения (анализа). Специфичность характеризует то, что никакие компоненты пробы, кроме определяемого, не влияют на величину сигнала (на результат анализа).
Робастность (помехоустойчивость) характеризует отсутствие влияний основы (матрицы) и межкомпонентных влияний на результат анализа.
Химические измерения существенно отличаются от классических физических измерений.
Необходимо учесть, что единство измерений достигается через непрерывную цепочку сопоставлений результата измерений с некоторым опорным значением. В качестве опорных значений принято использовать эталоны единиц системы СИ. В физических измерениях давно сформирована система эталонных средств измерений практически для всех физических величин.
Практика химических измерений в значительной степени находится