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什么樣才是好天平?
閱讀:1949 發(fā)布時(shí)間:2020-11-13
01
重復(fù)性要求
什么是重復(fù)性?
USP 通則 41 中提到:“重復(fù)性評(píng)估是通過(guò)對(duì)一個(gè)測(cè)試砝碼進(jìn)行不少于10次的稱重來(lái)進(jìn)行的。假如兩倍的稱量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以期望的小凈重量(即用戶計(jì)劃在天平上使用的小凈重)不超過(guò)0.10%,則重復(fù)性符合要求 。
這項(xiàng)要求明確了天平應(yīng)滿足的可接受標(biāo)準(zhǔn)以及其特定的測(cè)試方法。在這理解一點(diǎn)上,我們需要先了解所有 USP 章節(jié)中適用的特定四舍五入規(guī)則,首先,我們看一個(gè)示例更便于我們理解該規(guī)則:
1, 如果給定的可接受重復(fù)性要求是 ≤0.10%,則 0.1049% 的標(biāo)準(zhǔn)偏差四舍五入為 0.10%。如果達(dá)到這一數(shù)值,天平就能通過(guò)重復(fù)性測(cè)試。
2, 如果標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.1050% ,則四舍五入為 0.11%,則天平未能通過(guò)重復(fù)性測(cè)試。
后,USP章節(jié)中特定的四舍五入規(guī)則可總結(jié)為:
觀察值或計(jì)算值應(yīng)根據(jù)要求進(jìn)行四舍五入,并與限制表達(dá)式(如0.10%)保持一致的小數(shù)位數(shù)。在得出可報(bào)告數(shù)值的終計(jì)算之前,不得四舍五入。當(dāng)需要四舍五入時(shí),僅考慮限制表達(dá)式中后一位右側(cè)小數(shù)位的一位數(shù)。如果該數(shù)字小于 5,則舍去,保留前一位數(shù)。如果該數(shù)字等于或等于 5,則向前進(jìn)一位。”
請(qǐng)注意,此舍入步驟與所有其他領(lǐng)域和法定計(jì)量領(lǐng)域中的舍入規(guī)則存在很大不同,在后者中,任何給定限制數(shù)值的格式對(duì)測(cè)量結(jié)果的舍入*沒(méi)有影響。
02
安全因子
什么是安全因子?
我們知道在實(shí)際使用過(guò)程中,天平的性能將會(huì)受到很多因素(環(huán)境變化、特殊樣品,操作人員差異、去皮重容器差異等)的影響,也會(huì)隨著天平的長(zhǎng)期使用造成不可避免的機(jī)械磨損而產(chǎn)生誤差。
為了程度減少上述因素造成的誤差和影響,我們采用了兩種方法進(jìn)行雙保險(xiǎn):
方法一是進(jìn)行"性能驗(yàn)證": USP 通則 1251 中建議用戶定期對(duì)天平進(jìn)行測(cè)試,以確保天平一直滿足規(guī)定的要求,即“性能驗(yàn)證“(下一章節(jié)我們將會(huì)有詳細(xì)介紹)。驗(yàn)證的參數(shù)中就包括對(duì)上述因素及其敏感的重復(fù)性,尤其用戶在是在使用分析或半微量/微量天平稱量少量物質(zhì)時(shí)。
第二個(gè)方法是設(shè)置”安全因子“:除了進(jìn)行用戶日常測(cè)試外,任何類型的測(cè)量?jī)x器都可以采用所謂的安全因子。關(guān)于天平,安全因子的應(yīng)用具體是由一名授權(quán)技術(shù)人員或用戶在當(dāng)時(shí)的環(huán)境條件下,對(duì)質(zhì)量?jī)H比在特定時(shí)間所確定的小稱量值多一點(diǎn)的物質(zhì)量進(jìn)行稱重。
由于小稱量值是根據(jù)重復(fù)性計(jì)算而出,而重復(fù)性情況對(duì)于環(huán)境變化和用戶操作特別敏感,所以小稱量值會(huì)隨著時(shí)間發(fā)生波動(dòng)。
通過(guò)將小凈重設(shè)定為高于在普遍環(huán)境條件下特定時(shí)間所確定的小稱量值的數(shù)值,能夠確保儀器“性能可用于應(yīng)用目的”,而無(wú)需考慮儀器性能變化。換句話說(shuō),用戶希望在正常使用天平時(shí)稱量的小凈重,應(yīng)大于在特定時(shí)間所確定的小稱量值。
USP 通則 1251 規(guī)定
在天平使用過(guò)程中影響重復(fù)性的因素包括:
天平性能和小稱量值會(huì)隨著環(huán)境條件的變化而不斷改變。
不同操作員的稱量方式可能有所不同,即不同操作員測(cè)定的小稱量值可能不同。
一定次數(shù)重復(fù)稱量的標(biāo)準(zhǔn)偏差只是對(duì)未知的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)偏差的估測(cè)。
使用測(cè)試砝碼測(cè)定小稱量值并不能*代表稱量應(yīng)用。
由于環(huán)境會(huì)對(duì)去皮重容器的表面產(chǎn)生作用,因此去皮重容器也有可能影響小稱量值。
鑒于上述原因,應(yīng)盡可能地使稱量值大于小稱量值,即:“用戶計(jì)劃在天平上使用的目標(biāo)小凈重應(yīng)當(dāng)大于小稱量值。”
這一概念可以使用安全因子進(jìn)行量化。對(duì)于 USP 通則 41 中列出的應(yīng)用,其中小稱量值是基于標(biāo)準(zhǔn)偏差得出的,安全因子是小凈重除以小稱量值的商。
例如:
1,如果用戶希望在半微量天平上稱量28mg(即,小凈重為28mg),而且小稱量值經(jīng)確定是14mg,則此時(shí)安全因子為 2。
2,反之亦然,如果經(jīng)確定天平在某特定時(shí)間確定的小稱量值為14mg,假設(shè)我們使用2作為安全因子,那么這臺(tái)天平應(yīng)該用來(lái)稱量28mg以上的樣品可確保稱量。
那么我們?cè)撛趺创_定自己的安全因子呢?我們推薦在環(huán)境條件較好的實(shí)驗(yàn)室中,采用2作為安全因子;而在環(huán)境較為復(fù)雜的空間(如:生產(chǎn)車間),一般可使用 3 甚至 4 作為安全因子。以此類推,如果稱量環(huán)境越復(fù)雜越不穩(wěn)定,那么所需采用的安全因子也因更大。
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