Použití opakovaných měření ke zlepšení standardní nejistoty

Význam tématu

Standardní nejistota měření představuje klíčový ukazatel spolehlivosti a přesnosti výsledků v analytické chemii. Správný odhad této nejistoty umožňuje validní interpretaci naměřených hodnot, zajišťuje kvalitu laboratorních procesů a podporuje rozhodování v QA/QC systémech.

Cíle a přehled studie / článku

Článek popisuje využití opakovaných měření k odhadu standardní nejistoty. Představuje základní rovnici pro redukci nejistoty průměru měření a uvádí příklady, kdy lze tuto rovnici aplikovat, a kdy je nutné přistoupit k pokročilejší statistické analýze kvůli závislostem nebo driftu v datech.

Použitá metodika a instrumentace

Pro odhad nejistoty průměru n nezávislých měření se uplatňuje vztah uₓ̅ = s/√n, kde s je směrodatná odchylka jednotlivých hodnot.
Podmínky platnosti rovnice:

• nezávislá pozorování
• stabilní vzorek a konstantní podmínky měření
• režimy opakovatelnosti, mezilehlé preciznosti nebo reprodukovatelnosti

Instrumentace není specificky vyjmenována; demonstrován je postup na příkladu kalibrace pipety.

Hlavní výsledky a diskuse

Praktické ukázky odhalují, že rovnice pro redukci nejistoty průměru je vhodná zejména při měření nehomogenních vzorků prováděných v režimu opakovatelnosti. Pro data z QC měření prováděných ve skupinách (např. denní duplikáty) či pro časově závislá měření s driftující chybou je potřeba upravit výpočet nejistoty – např. vypočítat směrodatnou odchylku průměrů jednotlivých skupin a podělit ji odmocninou z počtu skupin. Pro korelovaná data je doporučená analýza rozptylu nebo jiné statistické metody zohledňující závislosti mezi pozorováními.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda opakovaných měření umožňuje snížení vlivu náhodných odchylek a získání robustního odhadu nejistoty. To vede k lepší kontrole kvality, standardizaci měření a konsistentní interpretaci výsledků napříč laboratořemi.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj spočívá v implementaci pokročilých statistických přístupů pro korelovaná a časově závislá data, využití softwarových nástrojů pro analýzu rozptylu a modelování nejistoty v reálném čase. Důraz se klade i na standardizaci postupů napříč mezinárodními normami.

Závěr

Rovnice pro odhad standardní nejistoty průměru je účinným nástrojem při splnění podmínek nezávislosti a stability měření. V případech seskupených či časově závislých dat je však nutné použít rozšířené statistické metody k získání věrohodného odhadu nejistoty.

Reference

• Eurachem/CITAC Measurement Uncertainty and Traceability Working Group. Technická zpráva EUROLAB 1/2006: Pokyn pro vyhodnocení nejistoty měření výsledků kvantitativních zkoušek, příloha A.5., první české vydání 2016.