(Estimation of Measurement Uncertainty in Chemical Analysis)

EMU Thai version 2.0 December 2009EMU Thai version 2.0 December 2009

Slide-1, Day-1

(Estimation of (Estimation of MeasurementMeasurement Uncertainty in Uncertainty in

Chemical Analysis)Chemical Analysis)

การประมาณค่าค่วามไมแน่น่อน่การประมาณค่าค่วามไมแน่น่อน่ของการว�ดใน่การว�เค่ราะห์�ทางของการว�ดใน่การว�เค่ราะห์�ทาง

เค่ม�เค่ม�


Slide-2, Day-1

ว�น่ท�� ว�น่ท�� 11 ห์ลั�กการเบื้��องต้!น่ห์ลั�กการเบื้��องต้!น่• ค่วามห์มายแลัะค่วามสำ$าค่�ญของค่าค่วามไมค่วามห์มายแลัะค่วามสำ$าค่�ญของค่าค่วามไม

แน่น่อน่ของการว�ดแน่น่อน่ของการว�ด• มาต้รว�ทยาเค่ม� แลัะค่วามสำอบื้กลั�บื้ได!ทางมาต้รมาต้รว�ทยาเค่ม� แลัะค่วามสำอบื้กลั�บื้ได!ทางมาต้ร

ว�ทยา ว�ทยา • สำถาบื้�น่มาต้รว�ทยาแห์งชาต้� โค่รงสำร!างองค่�กร สำถาบื้�น่มาต้รว�ทยาแห์งชาต้� โค่รงสำร!างองค่�กร

ห์น่!าท��แลัะบื้ทบื้าท ห์น่!าท��แลัะบื้ทบื้าท • การใช!สำถ�ต้�พื้��น่ฐาน่แลัะการทดสำอบื้ค่วามแต้กการใช!สำถ�ต้�พื้��น่ฐาน่แลัะการทดสำอบื้ค่วามแต้ก

ต้างต้าง

ห์�วข!อบื้รรยายห์�วข!อบื้รรยาย


Slide-3, Day-1

ว�น่ท�� ว�น่ท�� 22 กระบื้วน่การประมาณค่าค่วามไมแน่น่อน่ของกระบื้วน่การประมาณค่าค่วามไมแน่น่อน่ของการว�ดการว�ด

•Specification (What is being Specification (What is being measured?)measured?)

• Identification of uncertainty sourcesIdentification of uncertainty sources•Quantifying uncertaintiesQuantifying uncertainties•Converting uncertainty data to Converting uncertainty data to

standard uncertaintiesstandard uncertainties•Combining uncertaintiesCombining uncertainties•Reporting resultsReporting results• การใช!การใช! spreadsheetsspreadsheets เป+น่เค่ร��องม�อใน่การเป+น่เค่ร��องม�อใน่การ

ประมาณค่าค่วามไมแน่น่อน่ประมาณค่าค่วามไมแน่น่อน่• แน่วทางการประเม�น่ค่าค่วามไมแน่น่อน่ของการว�ดแน่วทางการประเม�น่ค่าค่วามไมแน่น่อน่ของการว�ด

ม�ว�ธี�อะไรบื้!างม�ว�ธี�อะไรบื้!าง??



Slide-4, Day-1

ว�น่ท�� ว�น่ท�� 3 3 การประมาณค่าค่วามไมแน่น่อน่ของการว�ด การประมาณค่าค่วามไมแน่น่อน่ของการว�ด ((ต้อต้อ))• ทบื้ทวน่สำร-ปเน่��อห์าท��ได!เร�ยน่ใน่ว�น่ท�� ทบื้ทวน่สำร-ปเน่��อห์าท��ได!เร�ยน่ใน่ว�น่ท�� 11 แลัะ แลัะ 22• การประมาณค่าค่วามไมแน่น่อน่จาก การประมาณค่าค่วามไมแน่น่อน่จาก regressionregression• ต้�วอยางการประเม�น่ค่าค่วามไมแน่น่อน่ใน่การว�เค่ราะห์�ต้�วอยางการประเม�น่ค่าค่วามไมแน่น่อน่ใน่การว�เค่ราะห์�

ทางเค่ม�ทางเค่ม�• ค่าค่วามไมแน่น่อน่ท��ได!จาก ค่าค่วามไมแน่น่อน่ท��ได!จาก bias correction bias correction

(recovery)(recovery)• ฝึ0กปฏิ�บื้�ต้�การฝึ0กปฏิ�บื้�ต้�การ

- - การประเม�น่ค่าค่วามไมแน่น่อน่ใน่ต้�วอยางจร�งการประเม�น่ค่าค่วามไมแน่น่อน่ใน่ต้�วอยางจร�ง- - สำร-ปรวมฝึ0กปฏิ�บื้�ต้�การสำร-ปรวมฝึ0กปฏิ�บื้�ต้�การ



Slide-5, Day-1

ห์�วข!อท�� 1ห์�วข!อท�� 1การประมาณค่าค่วามไมแน่น่อน่การประมาณค่าค่วามไมแน่น่อน่ของการว�ดใน่การว�เค่ราะห์�ทางของการว�ดใน่การว�เค่ราะห์�ทาง

เค่ม�เค่ม�


Slide-6, Day-1

Measurement Uncertainty (U)“non-negative parameter characterizing the dispersion of non-negative parameter characterizing the dispersion of

the quantity values being attributed to a measurand, the quantity values being attributed to a measurand, based on the information usedbased on the information used.”1

Note 1Note 1 Measurement uncertainty includes components Measurement uncertainty includes components arising from systematic effects, such as components arising from systematic effects, such as components associated with associated with corrections corrections and the assigned quantity and the assigned quantity values of values of measurement standardsmeasurement standards, as well as the , as well as the definitional uncertainty. Sometimes estimated definitional uncertainty. Sometimes estimated systematic effects are not corrected for, but, instead, systematic effects are not corrected for, but, instead, associated measurement uncertainty components are associated measurement uncertainty components are incorporated.incorporated.

Dictionary definitions: - doubt, lack of confidence

- degree to which unsure

U

X

UA range containing the true

value

1 “ISO/IEC Guide 99:2007, International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated terms (VIM) 3rd ed., ISO, Geneva, Switzerland.”


Slide-7, Day-1

ท$าไมเราต้!องค่$าน่วณค่าค่วามไมแน่น่อน่ของการว�ด (1)

ค่าค่วามไมแน่น่อน่ของการว�ดบื้งบื้อกถ3งค่-ณภาพื้ด!าน่มาต้รว�ทยาของการว�ด

เป+น่การเพื้��มค่วามร5!เก��ยวก�บื้กระบื้วน่การว�ด ห์!องปฏิ�บื้�ต้�การ ม�กระบื้วน่การว�ดท��ม�เอกสำารบื้ง

บื้อกท��ช�ดเจน่ ผู้5!ใช!งาน่ได!ร�บื้ ผู้ลัการว�ดท��น่าเช��อถ�อ เป+น่ไปต้ามข!อก$าห์น่ด ISO/IEC 17025

Ref :

www.trainmic.org


Slide-8, Day-1

เง��อน่ไขจ$าเป+น่สำ$าห์ร�บื้การร�บื้รองค่-ณภาพื้

(Accreditation Requirements)

ISO/IEC 17025:2005


Slide-9, Day-1

ISO/IEC 17025:2005ค่าค่วามไมแน่น่อน่ของการว�ด“A calibration laboratory, or a testing laboratory performing its own calibrations, shall have and shall apply a procedure to estimate the uncertainty of measurement for all calibrations and types of calibrations.”

Clause 5.4.6.1


Slide-10, Day-1

ISO/IEC 17025:2005ค่าค่วามไมแน่น่อน่ของการว�ด

““Testing laboratories shall have and Testing laboratories shall have and shall apply procedures for shall apply procedures for estimatingestimating uncertainty of uncertainty of measurement. In certain cases the measurement. In certain cases the nature of the test method may nature of the test method may preclude rigorous, metrologically preclude rigorous, metrologically and statistically valid, calculation of and statistically valid, calculation of uncertainty of measurement. In uncertainty of measurement. In these areas the laboratory shall at these areas the laboratory shall at least attempt to identify all the least attempt to identify all the componentscomponents of uncertainty and of uncertainty and make a make a reasonablereasonable estimation, and estimation, and shall ensure that the form of shall ensure that the form of reporting of the result does reporting of the result does not not give a wrong impressiongive a wrong impression of the of the uncertainty. Reasonable estimation uncertainty. Reasonable estimation shall be based on knowledge of the shall be based on knowledge of the performanceperformance of the method and on of the method and on the the measurement scope and shall measurement scope and shall make use of, for example, make use of, for example, previous previous experience and validation dataexperience and validation data..” ”

Clause 5.4.6.2 Clause 5.4.6.2


Slide-11, Day-1

ชน่�ดของค่าค่วามไมแน่น่อน่

Type A: ค่�าค่วามไม�แน่�น่อน่ที่� ได้�มาจากว�ธี�การที่างสถิ�ติ�

Random effect Type B:

ค่�าค่วามไม�แน่�น่อน่ที่� ได้�จากว�ธี�อ� น่ๆSystematic effect


Slide-12, Day-1

• การประมาณค่าค่วามไมแน่น่อน่ของการว�ด–ต้!องเป+น่ไปอยางม�เห์ต้-ผู้ลั–ต้!องไมท$าให์!เก�ดค่วามเข!าใจผู้�ด

• ใน่การประมาณค่าค่วามไมแน่น่อน่ของการว�ด ห์!องปฏิ�บื้�ต้�การ–จะต้!องม�ค่วามร5!เป+น่อยางด�ใน่ว�ธี�ว�เค่ราะห์�น่��น่ ๆ–จะต้!องสำามารถระบื้-องค่�ประกอบื้ของค่วามไม

แน่น่อน่• แห์ลังข!อม5ลัค่-ณลั�กษณะของว�ธี�ว�เค่ราะห์�

–ประสำบื้การณ�ใน่อด�ต้–ข!อม5ลัการทวน่สำอบื้ห์ร�อต้รวจสำอบื้ค่วามใช!ได!ของ

ว�ธี�

ISO/IEC 17025:2005

ค่าค่วามไมแน่น่อน่ของการว�ด


Slide-13, Day-1

เพื้ราะ จะชวยให์!:•สำามารถประเม�น่ค่วามน่าเช��อถ�อของผู้ลัการว�ดได!

•การเปร�ยบื้ผู้ลัการว�ดม�ค่-ณภาพื้•สำามารถก$าห์น่ดระด�บื้ค่วามเช��อม��น่ของการต้�ดสำ�น่ใจท��ต้!องใช!ผู้ลัการว�ด

•สำามารถพื้�จารณาได!วาผู้ลัการว�ดเป+น่ไปต้ามค่วามเห์มาะสำมก�บื้การใช!งาน่ (fit for intended use)

ท$าไม ค่วามไมแน่น่อน่แลัะการสำอบื้กลั�บื้ของการว�ด

จ3งสำ$าค่�ญ?


Slide-14, Day-1

• ระยะแรกเน่!น่ใน่เร��องการพื้�ฒน่าค่วามช$าน่าญใน่การประมาณค่าค่วามไมแน่น่อน่ของการว�ด

• ใน่อน่าค่ต้เป+น่การพื้�ฒน่าแลัะปร�บื้ปร-งค่วามสำามารถใน่ว�ธี�การต้างๆเพื้��อลัดขน่าดของค่วามไมแน่น่อน่ ซึ่3�งม�ผู้ลัต้อค่-ณภาพื้ของการต้�ดสำ�น่ใจใน่ผู้ลัการว�ดท��ได!

• น่$าไปสำ5ประโยชน่�แท!จร�งท��ชวยใน่การต้�ดสำ�น่ใจ แลัะชวยประห์ย�ดค่าใช!จายใน่ท��สำ-ด

ค่วามไมแน่น่อน่ของการว�ดก�บื้ค่-ณภาพื้ของการ

ว�เค่ราะห์�


Slide-15, Day-1

ท$าไมเราต้!องค่$าน่วณค่าค่วามไมแน่น่อน่ของการว�ด (2)การท��สำามารถระบื้-องค่�ประกอบื้ห์ลั�กท��ม�ผู้ลักระทบื้

ต้อค่าค่วามไมแน่น่อน่ จะชวยเพื้��มประสำ�ทธี�ภาพื้ของว�ธี�ว�เค่ราะห์�ได! แลัะอาจ สำามารถลัดต้!น่ท-น่ได! เชน่ ถ!าสำามารถพื้�สำ5จน่�ได!วาองค่�ประกอบื้ท��เป+น่ influence quantities บื้างรายการไมม�ผู้ลักระทบื้ต้อค่าค่วามไมแน่น่อน่ เราอาจไมต้!องสำอบื้เท�ยบื้เค่ร��องม�อว�ดน่��น่ ก;ได!

เอกสำารท��ด�จะต้!องระบื้-ค่าค่วามไมแน่น่อน่ของการว�ด เพื้��อค่วามโปรงใสำ

เพื้��อให์!สำามารถเปร�ยบื้เท�ยบื้ผู้ลัการว�ดระห์วางห์!องปฏิ�บื้�ต้�การได!

แสำดงค่วามสำอดค่ลั!องก�บื้ข!อก$าห์น่ดทางด!าน่กฎห์มาย แลัะกฎเกณฑ์�ท��เป+น่ท��ยอมร�บื้Ref :

www.trainmic.org


Slide-16, Day-1

(a)

(a)

(b)

(c)

(c)

(d)

Limit value

Concentration

ค่วามไมแน่น่อน่ก�บื้การต้�ดสำ�น่ผู้ลัการว�ด


Slide-17, Day-1

ค่าค่วามไมแน่น่อน่ก�บื้การต้�ดสำ�น่ผู้ลัการว�ด

(a) กรณ�ท��ผู้ลัการว�เค่ราะห์�ต้$�าห์ร�อสำ5งกวา Limit value มากๆ การประเม�น่ MU เพื้�ยงค่ราวๆ ก;เพื้�ยงพื้อ

(a)

(a)

Limit value

Concentration


Slide-18, Day-1

(b) เม��อผู้ลัการว�ดอย5ใกลั! Limit value การประเม�น่ค่า MU ท��ด� ถ5กต้!อง แลัะขน่าดเลั;กลัง จะชวยให์!เราต้�ดสำ�น่ใจได!ด�ข3�น่


(b)

Concentration

Limit value


Slide-19, Day-1

(c) การประเม�น่ขน่าดของ MU น่!อยเก�น่ไปสำามารถน่$าไปสำ5 การต้�ดสำ�น่ใจท��ผู้�ดพื้ลัาดได! (กรณ�การเก�ด false positive decision)


(c)

(c)

Concentration

Limit value


Slide-20, Day-1

(d) ใน่บื้างกรณ�ผู้5!ม�สำวน่ได!สำวน่เสำ�ยท��งสำองฝึ>ายอาจต้!องรวมก�น่ร�บื้ค่วามเสำ��ยงของการ compliance ห์ร�อ non-compliance น่อกจากน่��น่การประเม�น่ MU จะต้!องท$าอยางระม�ดระว�งแลัะค่$าน่3งถ3งระด�บื้ค่วามน่าเช��อถ�อของการประเม�น่ MU ด!วย


(d)

Concentration

Limit value


Slide-21, Day-1

C os t

Uการว�ดซึ่3�งต้!องการค่าค่วามไมแน่น่อน่ท��เห์มาะสำม

– ราค่าจะสำ5งข3�น่เม��อขน่าดค่วามไมแน่น่อน่เลั;กลัง – ขน่าดของค่วามไมแน่น่อน่ข3�น่อย5ก�บื้การใช!ว�ธี�ว�ด– ขน่าดของค่วามไมแน่น่อน่ไมจ$าเป+น่ต้!องเลั;กเสำมอไป– ลัดขน่าดค่วามไมแน่น่อน่ของการว�ดโดยให์!ราค่าเพื้��ม

เพื้�ยงเลั;กน่!อย

ค่วามสำ�มพื้�น่ธี�ของค่าค่วามไมค่วามสำ�มพื้�น่ธี�ของค่าค่วามไมแน่น่อน่ต้อต้!น่ท-น่ของการว�ดแน่น่อน่ต้อต้!น่ท-น่ของการว�ด


Slide-22, Day-1

ค่วามแต้กต้างของขน่าดค่าค่วามไมแน่น่อน่ของผู้ลัการทดสำอบื้ A แลัะ B (A 50 + 15 mg/L, B 50 + 2 mg/L)

Cost

UResult “A”

Cost of Measurement for result A

Cost of Measurement for result B

Result “B”

ค่วามสำ�มพื้�น่ธี�ของค่าค่วามไมแน่น่อน่ต้อต้!น่ท-น่ของ

การว�ด


Slide-23, Day-1

ค่$าต้อบื้ ข3�น่อย5ก�บื้ว�ต้ถ-ประสำงค่�ของการใช!ผู้ลัการว�ด• ขน่าดค่วามไมแน่น่อน่ของการว�ดสำ$าห์ร�บื้ B เลั;กกวาของ A

แต้ก;ม�ค่าใช!จายค่อน่ข!างสำ5ง (ต้!องใช!เวลัามากสำ$าห์ร�บื้ประมาณค่าค่วามไมแน่น่อน่)

• ค่าใช!จายท��เพื้��มข3�น่สำ5งเห์มาะสำมห์ร�อไม ?- ใช ถ!าผู้ลัท��ได!ชวยให์!การต้�ดสำ�น่ใจด�ข3�น่ - ไมใช ถ!าการลัดขน่าดค่วามไมแน่น่อน่ไมม�ผู้ลัต้อการต้�ดสำ�น่ใจ ห์ร�อแม!จะ

ต้�ดสำ�น่ใจผู้�ดก;ไมม�น่�ยสำ$าค่�ญใดๆSmall is not always best - fitness for

intended use

is the primary consideration

ค่$าถาม ? ผู้ลัการว�ดของ A ห์ร�อ B ด�กวาก�น่


Slide-24, Day-1

ค่วามเห์มาะสำมก�บื้ค่วามต้!องการใช!งาน่(Fitness for

Intended Use) ท$าให์!เก�ดสำมด-ลัระห์วางข!อก$าห์น่ดเฉพื้าะ

ต้!น่ท-น่ แลัะเวลัา ผู้ลัการว�ดม�ค่วามถ5กต้!องใน่เช�งว�ชาการ ค่าค่วามไมแน่น่อน่ของการว�ดอย5ใน่ระด�บื้

ท��ยอมร�บื้ สำ$าห์ร�บื้ใช!ใน่การต้�ดสำ�น่ใจ


Slide-25, Day-1

การสำอบื้กลั�บื้ได!ทางมาต้รว�ทยาการสำอบื้กลั�บื้ได!ทางมาต้รว�ทยา (Metrological (Metrological Traceability)Traceability)

“Property of a measurement result whereby the result can be related to a reference through a documented unbroken chain of calibrations, each contributing to the measurement uncertainty.”1

สำมบื้�ต้�ของผู้ลัการว�ด ท��สำามารถเช��อมโยงถ3งการอ!างอ�ง ผู้าน่เอกสำารแสำดงการสำอบื้เท�ยบื้อยางต้อเน่��อง โดยแต้ลัะค่ร��งของการสำอบื้เท�ยบื้ม�สำวน่ท$าให์!เก�ดค่วามไมแน่น่อน่ของการว�ด

1 ISO/IEC Guide 99:2007 International vocabulary of metrology- Basic and general concepts and associated terms (VIM), 3rd ed, Geneva, Switzerland


Slide-26, Day-1

WHY NEED TRACEABILITY?“Tested once, accepted

everywhere”Reliable and accurate

measurementsCompetent staff

Validated procedureComprehensive quality systemTraceability to stated reference Comparability of results can be achieved through the link of all

individual measurement results to some common, stable reference or

measurement standard. This linking of results to a reference is termed

“traceability”.

EMU Thai version 2.0 December 2009EMU Thai version 2.0 December 2009Slide-27, Day-1

measurement procedure 3 governing measurement of N by NIR + conversion to protein mass fraction

NIR master instrument at grower’s laboratory

master calibrator 2 grain

grower’s working calibrator 3 c grain

calibrate

measurement procedure 4 governing measurement of N by NIR + conversion to protein mass fraction

calibrate

N mass fraction in primary calibrator 1w1 = 0.11557 1 g/g

set of Dumas measuring system at growers’ association laboratories

calibrate

metrological reference: specification of definition of mass fraction and SI coherent derived unit 1 (one)

met

rolo

gica

l tra

ceab

ility

cha

inca

libra

tion

hier

arch

y

primary calibrator 1 NIST SRM “Tris 723d” a

field NIR spectrometer

measurement procedure 2 b governing measurement of N by the Dumas method + conversion to protein mass fraction

protein mass fraction in working calibrator 3 w3 = 0.1104 g/g

protein mass fraction in grain in calibrator 2 w2 = 0.1005 g/g

assig

n

assig

n

assig

n

u(w1)/w1 = 410-4

u(w3)/w3 = 810-3

uc(ws)/ws

= 1.210-2

coulometric titration apparatus at NIST

primary measurement procedure 1governing a coulometric titration

assig

n

absorbance : 1

1

wavelength : m

2

END-USER’S MEASUREMENT

1 2

grain sample at harvest

protein mass fraction in sample wsample = 0.123 g/g

u(w2)/w2 = 510-3

CALIBRATORor

SAMPLE

MEASURING SYSTEM

MEASUREMENT PROCEDURE

QUANTITYQUANTITY VALUE

ACTION

MEASUREMENT UNCERTAINTY

MEASUREMENT RESULT

Tra

ceab

ility

Cha

in f

or th

e M

easu

rem

ent o

f P

rote

in in

w

heat


Slide-28, Day-1

มาต้รว�ทยาค่�ออะไร ?Metrology = Metron (Gk) + Logos

International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology (VIM)

“Metrology is a field of knowledge concerned with measurement.” The American Heritage Dictionary of the English Language, 4th Edition 2000

“The science that deals with measurement, a system of measurement.”


Slide-29, Day-1

THE STANDARDS USED IN PMPs ARE, IN GENERAL,

HOMOGENEOUS (except SI units); BY CONTRAST

THOSE USED IN CMPs ARE QUITE HETEROGENEOUS

WHAT IS METROLOGY IN CHEMISTRY?


Slide-30, Day-1

ท$าไมจ3งต้!องม�การว�ดทางด!าน่มาต้รว�ทยา

(Justifications of metrology in

measurement)

• เพื้��อท$าให์!ม�ค่วามสำอดค่ลั!องก�บื้กฎห์มายแลัะข!อก$าห์น่ด• เพื้��อให์!ม�ค่วามต้ระห์น่�กถ3งการเปร�ยบื้เท�ยบื้ก�น่ได!ของผู้ลัการว�ด (ทางเค่ม�)• เพื้��อให์!เป+น่อ�สำระจากการต้�ดสำ�น่ท��ปราศจากเห์ต้-ผู้ลั ท��เอ��อต้อว�ต้ถ-ประสำงค่� อยางใดอยางห์น่3�ง• เพื้��อกอให์!เก�ดค่วามเป+น่ธีรรม• เพื้��อห์ลั�กเลั��ยงการสำ5ญเสำ�ยเง�น่ต้รา• เพื้��อสำน่�บื้สำน่-น่การได!ร�บื้การร�บื้รอง• เพื้��อให์!ม�กระบื้วน่การพื้��น่ฐาน่ทางกฎห์มายท��ม�ค่วามย-ต้�ธีรรม / เพื้��อให์!เก�ด กระบื้วน่การท��เป+น่ธีรรมของกฎห์มายพื้��น่ฐาน่• เพื้��อเป+น่เค่ร��องม�อของการค่!าโลัก

P De Bievre 2009: BANGKOK Mar


Slide-31, Day-1

โค่รงสำร!างระบื้บื้มาต้รว�ทยาInternational Standards (SI Units)

(การยอมร�บื้ของน่าน่าชาต้�ด!าน่การว�ด)

ห์!องปฏิ�บื้�ต้�การสำอบื้เท��ยบื้/ห์!องปฏิ�บื้�ต้�การอ!างอ�งการว�เค่ราะห์�แลัะทดสำอบื้ทางเค่ม�แลัะช�วภาพื้

โรงงาน่อ-ต้สำาห์กรรม/ศ5น่ย�บื้ร�การว�เค่ราะห์�ทดสำอบื้แลัะศ5น่ย�ว�จ�ยต้างๆ

Products

•International Inter-laboratory Comparison/

•Quality System/•CMC

NATIONAL STANDARD/ REFERENCE MATERIAL (RM) and CERTIFIED REFERENCE MATERIALS (CRM)

•Calibrate User Standards/Calibrate User Standards/ Measuring Measuring Equipments or Measuring Procedures Equipments or Measuring Procedures

•จ�ด้ PT ส�าหร�บห�องปฏิ�บ�ติ�การที่ด้สอบ

Measuring

REFERENCE STANDARDS/ RM/CRM

WORKING (USER) STANDARDS/ RM/CRM/PT

•Calibrating Reference Standard by National Standard

•Providing Reference values for Proficiency Testing (PT)

•Assigning values to RM/CRM

MEASUREMENT TRACEABILITY/ UNCERTAINY

สถิาบ�น่มาติรว�ที่ยาแห�งชาติ�และหน่�วยงาน่ที่� ได้�ร�บมอบหมาย[National Metrology Institutes, (NMIs) and

Designated Institutes (DIs)]


Slide-32, Day-1

BIPM

Other RMO keycomparisons

EUROMET keycomparisons

SIM keycomparisons

APMP keyAPMP keycomparisonscomparisons

CIPMkey comparisons

bilateral comparisons

bilateral comparisons

link laboratories

NMI’s

International Comparisons for the Global MRA


Slide-33, Day-1

สำถาบื้�น่มาต้รว�ทยาแห์งชาต้� (มว.)National Institute of

Metrology (Thailand) (NIMT)

มว . ได!กอต้��งมาต้��งแต้ปA พื้.ศ . 2541 ภายใต้! พื้.ร.บื้ . ใน่

การพื้�ฒน่ามาต้รว�ทยาของชาต้� (2540)


Slide-34, Day-1

•สำถาปน่ามาต้รฐาน่การว�ดปฐมภ5ม�ของชาต้� ท��งด!าน่ฟิCสำ�กสำ�แลัะด!าน่เค่ม�

•ให์!บื้ร�การการว�ด•ด!าน่เค่ม� (chemical area ) รวมถ3ง:

•การว�ดปฐมภ5ม� (Primary measurements)•ว�สำด-อ!างอ�ง (Reference materials)•การทดสำอบื้ค่วามช$าน่าญ (Proficiency testing)

•การแสำดงค่วามสำามารถใน่มาต้รฐาน่การว�ดท��เทาเท�ยมก�บื้มาต้รฐาน่การว�ดของประเทศอ��น่

•ให์!ค่$าแน่ะน่$าแลัะบื้ร�การฝึ0กอบื้รม•ประสำาน่ก�บื้ห์น่วยงาน่อ��น่ใน่เร��องมาต้รฐาน่การว�ดของชาต้�

สำถาบื้�น่มาต้รว�ทยาแห์งชาต้�(National Metrology

Institute:NMI)


Slide-35, Day-1

- แสำง- สำ�- การกระจาย ค่ลั��น่แสำง- ใยแก!ว น่$าแสำง

-ไฟิฟิDากระแสำต้รง-ไฟิฟิDากระแสำสำลั�บื้- ค่วามต้!าน่ทาน่- ค่าค่วามจ-ไฟิฟิDาแลัะ ค่าค่วามเห์น่��ยวน่$า- ก$าลั�งไฟิฟิDา- ไฟิฟิDาแรงสำ5ง- แมเห์ลั;กไฟิฟิDา- เวลัาแลัะค่วามถ��- ค่ลั��น่ค่วามถ��สำ5งแลัะ ไมโค่รเวป

- สำวน่น่โยบื้าย แลัะย-ทธีศาสำต้ร�- สำวน่งบื้ประมาณ แลัะกองท-น่- สำวน่ว�เทศ สำ�มพื้�น่ธี�- สำวน่ประชา สำ�มพื้�น่ธี�- สำวน่บื้ร�ห์ารงาน่ลั5กค่!า- สำวน่สำารบื้รรณ- สำวน่เลัขาน่-การ- สำวน่ฝึ0กอบื้รม

ค่ณะกรรมการมาต้รว�ทยาแห์งชาต้�ค่ณะกรรมการต้รวจสำอบื้

ผู้5!อ$าน่วยการสำถาบื้�น่มาต้รว�ทยาผู้5!ต้รวจสำอบื้ภายใน่ ผู้5!เช��ยวชาญ (PL

11-12)

- จ-ดก$าเน่�ดอ-ณห์ภ5ม� มาต้รฐาน่- เทอร�โมม�เต้อร� ค่วามต้!าน่ทาน่ แพื้ลัต้ท�น่�มมาต้ร ฐาน่แลัะเทอร�โม ค่อบื้เปCลั- เทอร�โมม�เต้อร� ชน่�ดแทงแก!ว- ค่วามช��น่

- มวลั- ค่วามห์น่าแน่น่- แรง- แรงบื้�ด- ค่วามแข;ง- ค่วามด�น่- สำ-ญญากาศ- การไห์ลั

- เสำ�ยง- การสำ��น่ สำะเท�อน่- ค่ลั��น่เห์น่�อ เสำ�ยง

- ค่วามยาว- ค่วามยาวค่ลั��น่- ม-ม - เสำ!น่ผู้าน่ศ5น่ย� กลัาง- ซึ่�เอ;มเอ;มแลัะ เก�ยร�- พื้��น่ผู้�ว- ร5ปราง- ระยะทางแบื้บื้ ข�ดสำเกลั

- ว�เค่ราะห์� อ�น่ทร�ย�เค่ม�- ว�เค่ราะห์� อน่�น่ทร�ย�เค่ม�- ว�เค่ราะห์� เค่ม�ไฟิฟิDา- ว�เค่ราะห์� ช�วภาพื้- ว�เค่ราะห์�กEาซึ่

โค่รงสำร!างการบื้ร�ห์ารสำถาบื้�น่มาต้รว�ทยาแห์งชาต้�

รองผู้5!อ$าน่วยการ 1( )

ศ5น่ย�เทค่โน่โลัย�สำารสำน่เทศ

- สำวน่บื้�ญช�การ เง�น่- สำวน่ทร�พื้ยากร บื้-ค่ค่ลั- สำวน่ธี-รการแลัะ ยาน่พื้าห์น่ะ- สำวน่อาค่ารแลัะ สำถาน่ท��- สำวน่การพื้�สำด-- งาน่น่�ต้�การ

รองผู้5!อ$าน่วยการ (2 )

ฝึ>ายน่โยบื้าย

แลัะย-ทธีศาสำต้

ร�

ฝึ>ายบื้ร�ห์ารงาน่กลัาง

ฝึ>ายมาต้รว�ทยา

เช�งกลั

ฝึ>ายมาต้รว�ทยา

อ-ณห์ภ5ม�

ฝึ>ายมาต้รว�ทยาม�ต้�

ฝึ>ายมาต้รว�ทยาเสำ�ยงแลัะการสำ��น่สำะเท�อน่

ฝึ>ายมาต้รว�ทยาแสำง

ฝึ>ายมาต้รว�ทยาเค่ม�แลัะช�วภาพื้

ฝึ>ายมาต้รว�ทยาไฟิฟิDา


Slide-36, Day-1

Introduction to Basic StatisticsIntroduction to Basic Statistics

ห์�วข!อท�� 2ห์�วข!อท�� 2


Slide-37, Day-1

พื้��น่ฐาน่สำถ�ต้�- ค่วามน่าจะเป+น่- สำถ�ต้�พื้��น่ฐาน่- การทดสำอบื้น่�ยสำ$าค่�ญ- สำมการเช�งเสำ!น่ (linear regression)- ANOVA


Slide-38, Day-1

Play Dice• ที่อยล%กเติ'า 1 ล%ก ผลที่� เก�ด้ขึ้*+น่ ค่�อ หน่�า 1 2

3 4 5 หร�อ 6• ค่วามน่�าจะเป,น่ขึ้องการเก�ด้หน่�าแติ�ละหน่�า

เที่�าก�บ 1/6

1/6

1 2 3 4 5 6

* * * * * *

6/1)( xP


Slide-39, Day-1

Probability Distribution

Rectangular Distribution

axP

2

1)(

-a a

EMU Thai version 2.0 December 2009EMU Thai version 2.0 December 2009Slide-40, Day-1

ทอยลั5กเต้Fา 2 ลั5ก ผู้ลัท��เก�ดข3�น่น่$ามารวมก�น่ ค่�อ 2345678

9101112

Play Dice

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

(1,1)

(1,2)(2,1)

(2,2)(3,1)(1,3)

(1,4)(4,1)(3,2)(2,3)

(1,5)(5,1)(4,2)(2,4)(3,3)

(1,6)(6,1)(5,2)(2,5)(3,4)(4,3)

(2,6)(6,2)(5,3)(3,5)(4,4)

(3,6)(6,3)(4,5)(5,4)

(6,4)(4,6)(5,5)

(6,5)(5,6)

(6,6)

6/365/364/363/362/361/36


Slide-41, Day-1

Probability Distribution

2

)()(

a

xaxP

Triangular Distribution

-a a

2

)()(

a

axxP


Slide-42, Day-1

Play Dice

ทอยลั5กเต้Fา 3 ลั5ก ผู้ลัท��เก�ดข3�น่น่$ามารวมก�น่ ค่�อ 3456789

10111213

141516171

8


Slide-43, Day-1

การกระจาย


Slide-44, Day-1

Student-T Distribution

30

20

10

การกระจายค่วามน่าจะเป+น่ (Probability distribution)


Slide-45, Day-1Normal Distribution

การกระจายค่วามน่าจะเป+น่ (Probability distribution)


Slide-46, Day-1

สำถ�ต้�AA ux

BB ux

CC ux

CL 95%

CL 99%

CL 68%


Slide-47, Day-1

สำถ�ต้� (ต้อ)

12

3


Slide-48, Day-1

การกระจาย1 2 3 4 5 6 7 8 9 105.5

n

xx)( xxi

-4.5 -3.5 -2.5 -1.5 -0.5 0.5 1.5 2.5 3.5 4.50

)(

n

xxi

0)( 2

n

xxi Variance ค่วามแปรปรวน่

n

xxi 2)( Standard deviation ส�วน่เบ� ยงเบน่มาติรฐาน่


Slide-49, Day-1

สำวน่เบื้��ยงเบื้น่มาต้รฐาน่ของต้�วอยาง

1

)( 2

n

xxs i

Standard deviation sample

Standard deviation population


Slide-50, Day-1

สำวน่เบื้��ยงเบื้น่มาต้รฐาน่ของค่าเฉลั��ย

2

s

x1 x2

sQC

Pooled standard deviation

sx1s sx


Slide-51, Day-1


n

s


Slide-52, Day-1


x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x9 x10

1n

)x(xs

2i

n

s

x


Slide-53, Day-1

ต้�วอยางท�� 1Dieldrin (mg/kg)

0.231 0.243 0.225 0.230

0.239 0.232 0.259 0.243

0.234 0.240 0.252

0.237 0.241 0.241

Statistic Formula Result Excel TripSample mean

xn

xx

n

ii

1...... mg/kgaverage = mean

Sample standarddeviation

s

11

2

n

xxs

n

ii ........ mg/kg

stdev = sample standard deviation

Standard deviation of mean ......... (mg/kg)2

stdev/sqrt(n) = standard deviation of meanRelative standard

deviationRSD

xsRSD

............ stdev/average = RSD

n

s


Slide-54, Day-1

ต้�วอยางท�� 1Dieldrin (mg/kg)

0.231 0.243 0.225 0.230

0.239 0.232 0.259 0.243

0.234 0.240 0.252

0.237 0.241 0.241

Statistic Formula Result Excel TripSample mean

xn

xx

n

ii

10.239 mg/kgaverage = mean

Sample standarddeviation

s

11

2

n

xxs

n

ii 0.00890 mg/kg

stdev = sample standard deviation

Standard deviation of mean 0.00238 (mg/kg)2

stdev/sqrt(n) = standard deviation of meanRelative standard

deviationRSD

xsRSD

0.0372 stdev/average = RSD

n

s


Slide-55, Day-1

2

1)(1)(

21

2221

21

pooled

nn

nsnss

Pooled Standard Deviation

เม� อ–n1 และ n2 ค่�อจ�าน่วน่การที่�าซ้ำ�+า –s1 และ s2 ค่�อค่�าส�วน่เบ� ยงเบน่มาติรฐาน่


Slide-56, Day-1

การทดสำอบื้น่�ยสำ$าค่�ญ• การต้��งสำมมต้�ฐาน่

– HO: สมมติ�ฐาน่ค่วามไม�ติ�าง– H1: สมมติ�ฐาน่ค่วามติ�าง

• การค่$าน่วณการทดสำอบื้ทางสำถ�ต้�– ค่�าเฉล� ย และค่�าจ�าก�ด้ , t– ค่�าเฉล� ย 2 ค่�า , t– ค่�าค่วามแปรปรวน่ 2 ค่�า , F

• การก$าห์น่ดค่าว�กฤต้ (critical value) – จากติารางและค่อมพิ�วเติอร1– ค่วามเหมาะสมขึ้ององศาอ�สระ– ที่� ระด้�บค่วามเช� อม� น่ ที่� เหมาะสม– การที่ด้สอบแบบ one tail หร�อ two

tails


Slide-57, Day-1

การทดสำอบื้น่�ยสำ$าค่�ญ ถ!า การทดสำอบื้ทางสำถ�ต้� > ค่า

ว�กฤต้ ยอมร�บ H1: สมมติ�ฐาน่ค่วามติ�าง การที่ด้สอบน่�ยส�าค่�ญ แสด้งค่วามติ�าง

ถ!า การทดสำอบื้ทางสำถ�ต้� < ค่าว�กฤต้ ไม�ยอมร�บ H1: สมมติ�ฐาน่ค่วามติ�าง การที่ด้สอบน่�ยส�าค่�ญ ไม�แสด้งค่วามติ�าง

จ$าไว!วา การปฏิ�เสธีค่วามติ�าง ม�ได้�หมายถิ*งการ

พิ�ส%จน่1ว�าเหม�อน่ก�น่


Slide-58, Day-1

• การก�าหน่ด้สมมติ�ฐาน่

• การค่�าน่วณการที่ด้สอบที่างสถิ�ติ�, t

• เปร�ยบเที่�ยบก�บค่�าว�กฤติ Student’s t– องศาอ�สระ = n - 1

s

nxt

)(

tailedOne or

tailedTwo

1

1

xxH

xH

xHo

ค่าเฉลั��ย แลัะค่าจ$าก�ด


Slide-59, Day-1

ค่าค่วามแปรปรวน่ 2 ค่า - F-test F-test

การก�าหน่ด้สมมติ�ฐาน่

tailed One or

tailed Two

2

2

2

1

2

2

2

11

2

2

2

11

2

2

2

1

ssssH

ssH

ssHo

F -statistic22

21

s

sF

เปร�ยบื้ก�บื้ค่าว�กฤต้ของ F-test.- องศาอ�สำระ, - numerator, - denominator, 2


Slide-60, Day-1

ต้�วอยางF-Test Two-Sample for Variances

Lab 2 Lab 1Mean 0.184357 0.205117Variance 0.000307 0.00017Observations 12 8df 11 7F 1.805964P(F<=f) one-tail 0.221805F Critical one-tail 4.709477

One tailed testFcrit (= 112= 7, 97.5%) = 4.709F < Fcrit, ยอมร�บสมมติ�ฐาน่ H0

211

210

H

H

ss

ss

81.1 0130.0

0175.0

2

2

2

2

1

2

Lab

Lab

s

sF


Slide-61, Day-1

tailed One or

tailed Two

21211

211

21

xxxxH

xxH

xxHo

ค่าเฉลั��ย 2 ค่า - t-testt-test

–ขึ้�อม%ล 2 ช6ด้ ที่� พิ�จารณาว�าค่วามแปรปรวน่ไม�แติกติ�าง

–การก�าหน่ด้สมมติ�ฐาน่

t-statistic

2

21

21

11

)(

pooledsnn

xxt

เปร�ยบื้เท�ยบื้ค่าว�กฤต้ของ Student’s t.

ท��องศาอ�สำระ = n1 + n2 - 2


Slide-62, Day-1

ต้�วอยาง

t > tcrit - ไม�ยอมร�บสมมติ�ฐาน่ H0 หร�อไม�ยอมร�บสมมติ�ฐาน่ H1

> 95% แสด้งให�เห8น่ว�าค่วามแติกติ�างขึ้องห�องปฏิ�บ�ติ�การ

t-test Using MS ExcelLab 1 Lab 2

Mean 0.2051173 0.184357Variance 0.00017 0.000307Observations 8 12Pooled Variance 0.0002538Hypothesized Mean Difference 0df 18t Stat 2.8550966P(T<=t) one-tail 0.0052579t Critical one-tail 1.7340631P(T<=t) two-tail 0.0105158t Critical two-tail 2.1009237

211

210

H

H

xx

xx


Slide-63, Day-1

กราฟิเสำ!น่ต้รง•calibration curve

– ใช�สารมาติรฐาน่ 5 ช�วงค่วามเขึ้�มขึ้�น่–ที่�าการว�ด้สารมาติรฐาน่ 3 ซ้ำ�+าที่� ช�วงค่วามเขึ้�ม

ขึ้�น่ Table A5.2 : Calibration results

Concentration 1 2 3[mg/L]

0.10.02

80.029

0.029

0.30.08

40.083

0.081

0.50.13

50.131

0.133

0.70.18

00.181

0.183

0.90.21

50.230

0.216


Slide-64, Day-1

The calibration curve is given by Aj = ci·B1+B0

WhereAj :jth measurement of the absorbance of the ith calibration standardci :concentration of the ith calibration standardB1 :slopeB0 :intercept and the results of the linear least square fit are

Value

Standard

deviation

B1

0.2410

0.0050

B0

0.0087

0.0029


10

2

2

0

10

018.0)(

2.1

5.026.0

15

1

2

1

241.0

005486.0

11)(

mgLcu

S

cc

npB

Scu

xx

u(c0) is given by

j

i

c

c

n

p

B

where

ccS

andn

cBBA

S

n

jjxx

n

jjj

0

1

2

1

1

210

2.1

005486.02

: slope: number of measurements to determine c0

: number of measurements for the calibration: determined cadmium concentration of the leached solution: mean value of the different calibration standards (n number of measurements): index for the number of calibration standards: index for the number of measurements to obtain the calibration curve

Slide-65, Day-1


Slide-66, Day-1

ต้�วอยาง

8315

0.0110.0090

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

0.00 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025

Concentration (µg/mL)

Resp

on

se

slope = 841117 ± 27115intercept = -59 ± 198

unknown = 0.01 ± 0.0005

r-square = 0.99969s(x) = 0.00017

95% Confidence interval of theline of best fit.


Slide-67, Day-1

ANOVA Cu (g/g)

JARDuplic

ateDuplic

ate A B

1 10.2 9.92 9.5 9.93 10 9.74 9.6 10.15 9.8 10.46 9.8 10.27 10.3 10.28 10.2 10.09 9.8 9.510 10.2 10.0


Slide-68, Day-1

ติ�วอย�าง

F = 1.17 which is less than the critical value of 3.02, so we cannot reject the null hypothesis. We have not found any statistically significant differences amongst the jars.

Anova: Single FactorSUMMARY

Groups Count Sum Average VarianceRow 1 2 20.1 10.05 0.045Row 2 2 19.4 9.7 0.08Row 3 2 19.7 9.85 0.045Row 4 2 19.7 9.85 0.125Row 5 2 20.2 10.1 0.18Row 6 2 20 10 0.08Row 7 2 20.5 10.25 0.005Row 8 2 20.2 10.1 0.02Row 9 2 19.3 9.65 0.045Row 10 2 20.2 10.1 0.02

ANOVA

Source of Variation SS df MS F P-value F critBetween Groups 0.68 9 0.0756 1.172265 0.40129 3.02038Within Groups 0.645 10 0.0645

Total 1.326 19


Slide-69, Day-1

จบื้สำ$าห์ร�บื้ว�น่ท�� 1

(Estimation of Measurement Uncertainty in Chemical Analysis)

Documents

Transcript of (Estimation of Measurement Uncertainty in Chemical Analysis)