标准物质的计量学特性及其表示方法

 标准物质是一种计量标准，主要用于校准计量器具和评价测量方法的准确度。

  1977年，当国际标准化组织(150)制定导则15030时，第一次提出标准物质的定义，但经过仔细考虑后决定回避使用英语“Standard”(标准)这个词。因为“standard”一词在计量和标准化领域内有两个不同的含义:其一是指计量标准(measu，ementstandard);其二是标准规格(publishedstandardsPeeifieation)。由于标准物质的英文原文为“reforeneematerial”(我国和日本均译为“标准物质”)和“Certifiedreferencema-tertal”(我国和日本均译文“有证标准物质”。在我国，实际上使用的都是有证标准物质，通常也简称为标准物质)，而它又是以150导则的形式发布的，因此，有人提出标准物质究竟属于标准化范筹还是属于计量范筹的疑问。自1977年以来，150及其他有关国际组织对标准物质的定义经过多次讨论，于1992年提出了修订后的定义如下:

  标准物质:具有一种或多种足够均匀和很好确定了的特性值，用以校准仪器、评价测量方法或给材料赋值的材料或物质。

  有证标准物质:附有证书的标准物质，其一种或多种特性值由建立了溯源性的程序确定，使之可溯源到准确复现的用以表示该特性值的计量单位，而且每项出证的特性值都附有给定置信水平的不确定度。

  上述定义明确显示了标准物质的计量学特征，即:它是具有准确量值和不确定度的一种专用物质，作为传递标准或作为工作标准直接用于校准仪器、评价测量方法或给材料赋值。标准物质的计量学特性主要有下列五项:

  1.标准值及其不确定度

  标准物质的标准值是其被鉴定的特性量的真值的最佳估计。研制者按照具有溯源性的测量程序对标准物质的特性量进行测定，以保证测量得到的量值可溯源到国家或国际计量基准。具有溯源性的测量程序包括:利用计量基准、部门最高计量标准或社会公用计量标准，利用高准确度的绝对测量法和已知准确度的标准测量法等所进行的测量程序。

  标准值的不确定度是以一个区间宽度表示的，标准物质在其有效期内，标准值以一个给定的概率落在该区间内。

  2.均匀性

  大多数标准物质都是成批制备的，分装成一个个小的包装单元，以小包装形式提供给用户使用。它们的标准值是抽样鉴定的，抽样鉴定的结果代表整批标准物质的性质。每个包装单元都使用抽样鉴定确定的值。这就要求成批制备的标准物质必须是十分均匀的。

  均匀性是指物质的一种或几种特性具有相同的组成或相同的结构状态。如果标准物质各部分之间的特性量值没有差异的话，那么该物质就这一给定的特性而言是完全均匀的。物质各部分之间特性量是否存在差异，可以用精密度符合要求的测量方法来确定。所谓均匀性也就是指物质特性量在各部分的差异不能用测量方法检测出来，或者说某给定质量或尺寸大小的区域内特性量的不均匀性小于测量方法的精密度。所以，标准物质的均匀性也是以一个给定概率的某一区间宽度来表示的。

  3.稳定性

  与其他计量标准相类似，标准物质在使用期间.其标准值应是稳定不变的。稳定性可以用一个时间间隔表示。在这段时间内，在规定的条件下保存，标准物质的标准值保持在规定的限度内。这个限度通常取标准值的不确定度，或者是由研究者规定的符合使用要求的某一数值。例如，日本标准物质委员会规定，标准气体的稳定性在一年内，标准值的变化率小于2%。

  4.影响参数

  有些标准物质的特性量值可能受测量操作条件的影响。例如，校准熔点测定仪的熔点标准物质，其毛细管熔点及其不确定度与操作过程的升温速度有关。升温速度为0.2℃/分时，苯甲酸的熔点为122.84‘C士0.11C;而升温速度为IC/分时.熔点为123.36C士0.ZC。这样，升温速度就是熔点标准物质的影响参数。影响参数以标准物质鉴定时所确定的因素的数值表或数值因子表示。表明在鉴定和使用条件下，它们对测量结果和不确定度的影响。

  5.影响函数

  有些标准物质的特性量值可能受测量环境条件的影响，影响函数就是其特性量与影响量(温度、湿度、压力等)之间关系的数学表达式或图示形式。例如，校准尹H计用的标准溶液，其班与温度有关，PH与温度的函数关系可表达为:

  对某一具体的标准物质而言，不一定同时具备上述五种计量学特性，主要取决于标准物质所复现的量的性质。例如气体或液体化学成份标准物质，当其标准值以质量分数表示或以摩尔分数表示时，就不存在影响参数和影响函数。但如其标准值以浓度表示时，则受温度的影响，因为浓度与体积有关，体积受温度的影响。在此情况下，必须标明影响参素或影响函数。

  上述各项计量学特性都必须在标准物质的证书中标明，它起着证明合格的作用，同时也是向用户提供使用指南。

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