Неопределенность и погрешности измерений

Результат анализа не может быть абсолютно точным и всегда содержит некоторую долю недостоверности. Это связано с осо­бенностью функционирования приборов, несовершенством работы химика-аналитика при проведении отдельных операций, влия­нием посторонних веществ, присутствующих в матрице и реакти­вах, а также с другими причинами. В настоящее время существуют два подхода к описанию достоверности результатов измерений. Первый из них, традиционный, предполагает использование по­нятия «погрешность». Второй подход связан с применением по­нятия «неопределенность измерения»¹.

Погрешность результата — это разность между данным ре­зультатом и истинным значением измеряемой величины (абсо­лютная погрешность) либо отношение этой разности к истинному значению измеряемой величины (относительная погрешность).

Истинное значение измеряемой величины — идеальная ве­личина, которой можно достичь, если устранены все источники погрешностей измерения и выбрана вся генеральная совокуп­ность.

Неопределенность измерения — параметр, связанный с резуль­татом измерения и характеризующий разброс значений (напри­мер, ширина доверительного интервала, стандартное отклоне­ние), которые с достаточным основанием могут быть приписаны измеряемой величине.

Неопределенность измерения и погрешность измерения — раз­ные понятия. Погрешность является идеализированным поня­тием, ее нельзя знать точно. Погрешности как таковой в каждом опыте соответствует единственное значение, неопределенность же выражается в виде некоторого интервала. Результат измерения может быть, например, очень близок к истинному значению из­меряемой величины, т.е. иметь очень малую погрешность. Од­нако это не исключает того, что его неопределенность окажется

«Неопределенность измерения» является относительно новым поня­тием. Оно появилось в метрологии около 20 лет назад. В 1993 г. был создан первый международный стандарт по ее оценке. В 2002 г. данная харак­теристика была законодательно закреплена в Республике Беларусь.

большой, так как химик-аналитик может быть не уверен в том, насколько результат анализа близок к истинному значению из­меряемой величины.

В зависимости от причины их возникновения все погрешно­сти можно разделить на три вида: систематические, случайные и грубые (промахи). Для наглядности на рис. 2.5 показано, как бы выглядела мишень при наличии в результатах стрельбы раз­личных видов погрешностей.

Рис. 1. Примеры случайной (1), систематической (2) и грубой (3) погрешностей

Систематической называется погрешность, которая в ходе измерения одной и той же величины остается постоянной или изменяется закономерным образом. Систематическая погреш­ность обусловлена постоянно действующей причиной и оказывает от опыта к опыту постоянное влияние на результаты анализа, завышая либо занижая их.

К возникновению систематической погрешности могут при­водить следующие основные причины:

□ методические (погрешность отбора пробы, погрешность раз­деления и концентрирования, пренебрежение сигналом контроль­ного опыта, неполное промывание осадка при гравиметрическом определении, индикаторные погрешности в титриметрии и т.д.);

· реактивные (использование недостаточно чистых реактивов);

· инструментальные (неправильная градуировка прибора);

· индивидуальные (специфика работы конкретного химика-аналитика, например, вследствие индивидуальных особенностей зрения).

Случайной называют погрешность, причина которой неизвест­на, а величина изменяется от опыта к опыту случайным образом.

Случайные погрешности являются случайными величинами и под­чиняются законам математической статистики.

Грубые погрешности (промахи) — это погрешности, резко искажающие результат анализа, делающие его недостоверным, а по величине значительно отличающимся от ожидаемого. Причи­на грубых погрешностей — неправильная работа химика-ана­литика.