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計量檢測中的標(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，是分析計量檢測質(zhì)量保證關(guān)注的焦點。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)提供的特征值的不確定度必須已知，并滿足計量檢測要求。因此，可以根據(jù)不確定度（越小越好，但評價必須合理）和根據(jù)不確定度報告的可靠性和驗證結(jié)果對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進行分類。
ISO指南33之中提出的經(jīng)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在計量中的作用—國際標(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)材料委員會包括：

存儲和傳輸屬性值信息
根據(jù)定義，參考材料具有一個或多個精確計量檢測的特征量。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)存儲在標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)之中。當(dāng)這個CRM從一個地方發(fā)送到另一個地方使用時，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)的特征值可作為實驗室棟比對的標(biāo)準(zhǔn)值，也可用于量值傳遞。因此，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)促進了數(shù)量隨時間和空間的轉(zhuǎn)移，類似于計量檢測儀器和材料的秤的轉(zhuǎn)移。

保證計量檢測可追溯性
實驗室應(yīng)控制和校準(zhǔn)或驗證一定數(shù)量的儀器，以確保所進行的計量檢測可追溯性。但是要在所有具體的必要環(huán)節(jié)之上做到這一點是非常困難的。這一任務(wù)可以大大簡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）必須盡可能接近實際被測樣品，以抵消基體效應(yīng)，從而覆蓋所有可能引起計量檢測誤差的問題。當(dāng)然，用戶對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和未知樣品的計量檢測應(yīng)使用相同的分析計量檢測程序。因此，參考物質(zhì)的作用與其他工業(yè)計量實驗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)進行比較計量檢測。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)還提供了一種可行的方法來確定分析或過程測試計量檢測的不確定度。

計量校準(zhǔn)

復(fù)現(xiàn)國際單位
國際單位制基本單位的再現(xiàn)依賴于物質(zhì)和材料。當(dāng)今世界的主要計量都是在國際單位制的框架之內(nèi)進行的。截至2013年，SI已確認(rèn)7個基本單位。這些基本單位的定義涉及到一些物質(zhì)，如：鉑銥合金，這是用來制造公斤原型。銫-133，用來定義秒。水，用來定義開爾文等。這些物質(zhì)在基本計量學(xué)中的使用與在其他類型計量學(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。為了方便地實現(xiàn)實際計量檢測，一般通過標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)建立約定的刻度，并在國際推薦書或標(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的參考資料具有廣泛的國際一致性。這一約定尺度的重現(xiàn)和傳遞，主要取決于尺度固定點的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和計量檢測方法或計量檢測過程的技術(shù)規(guī)范。在工程量計量檢測之中，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的作用不僅僅是再現(xiàn)約定的比例尺，還可用于計量檢測儀器的校準(zhǔn)或作為實際樣品計量檢測的工作標(biāo)準(zhǔn)。約定尺度的例子有很多，這里僅舉幾個例子來說明標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的特殊作用。
1、濁度單位：國際標(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，以滿足不同濁度樣品的測定要求。如果使用的儀器計量檢測衰減光，則再現(xiàn)的是甲嗪衰減濁度單位（FAU）。如果計量檢測漫射光，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實驗計量檢測，所以pH值不是一個精確的物理量。為了使計量檢測的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。通過測量氫電極和銀/氯化銀電極組成的電池在消除液結(jié)電位之后的電動勢，按約定的方法計算，即可得到pH值。
各國的國家標(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重要技術(shù)指標(biāo)。美國材料試驗協(xié)會（ASTM）使用標(biāo)準(zhǔn)燃料油和標(biāo)準(zhǔn)測試方法定義和再現(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)試驗方法的要求，在特定的實驗條件之下，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國家標(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)力是硬煤分級的重要技術(shù)指標(biāo)。Roga試驗方法已在世界各國得到廣泛應(yīng)用。Roga測試方法基于具有特定物理性能和化學(xué)成分的無煙煤參考物質(zhì)。將試樣與無煙煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)混合，按規(guī)定的試驗設(shè)備和程序燒結(jié)，由燒結(jié)之后的殘渣計算出羅加指數(shù)，從而實現(xiàn)對煤的燒結(jié)力的測定。國際實用溫度標(biāo)度和國際實用鹽標(biāo)度是相似的商定標(biāo)度。