ความไมแนนอนของการวด (MEASUREMENT UNCERTAINTY, MU( Training Course วนท 3 Slide-1, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
ทบทวน วนท 2 1 – Slide-2, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
ความไมแนนอนของการว ด (MU) คออะไร ? • นยาม ของความไมแนนอนของการวด คอ : X –ชวงของการวดทคาจรง U U มโอกาสอยในชวงน Slide-3, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
ISO/IEC 17025 และ MU การประเมนคาความไมแ นนอนของการวด • สมเหตสมผลสะทอนความ เปนจรง • พยายามประเมนรวมทกอง คประกอบยอยของความไ Slide-4, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
สถต • Statistical Control • Descriptive Statistics • Significance Tests –t-test –F-test • Regression • ANOVA EMU Thai version 2. 0, December 2009 Slide-5, Day-3
กระบวนการประเมนคาความไม แนนอนของการวด 1. Specify 2. Identify 3. Quantify 4. Convert 5. Combined 6. Report กระบวนการประเมนคาความไมแน นอนของการวด Slide-6, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Types of Uncertainty Data • Standard deviation: Use as is • Relative Standard Deviation: Multiply by x • ชวงความเชอมน : หาร ดวย 1. 96 (หรอ 2. 58( • Standard Deviation of mean : – ใช u = s/ n เมอ u เปน uncertainty ของคาเฉลย จาก การวดซำ n ครง • การกระจายแบบสเหลยม EMU Thai version 2. 0, December 2009 Slide-7, Day-3
กฎการรวม Uncertainty Rule 1 – บวก หรอ ลบ Rule 2 - คณ หรอ หาร Slide-8, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Expanded uncertainty U = kuc Slide-9, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
หวขอท การประมาณ 12 คาความไมแนนอน จากกราฟมาตรฐาน )Linear calibration curve( Slide-10, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Linear Calibration Curve Slide-11, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Linear Calibration Curve Slide-12, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
การประมาณคาความไมแนนอ นจากกราฟมาตรฐาน โดยวธ Regression Analysis สมมตฐาน • Variation เกดจาก response (random variable( • Variation ท c ตำ และท c สง ไมแตกตางกน • คาความผดพลาด (Error) จะเกดขนเฉพาะบนแกน y • คาความผดพลาดทเกดขน (y-มการกระจายแบบปกต ( • ไมมคาความแปรปรวนทเก EMU Thai version 2. 0, December 2009 Slide-13, Day-3
MU From Regression (EURACHEM E 3. 2) ความไมแนนอนของคาความเขมข นทอานจาก calibration curve มาจาก 4 sources ไดแก 1. Random variation in measurement of response (A) ทำใหคาการวดของสารมาตรฐา น (Aj) และ คาการวดของตวอยาง (Aobs) ม uncertainty Ref: Appendix E 3 EURACHEM 2000 2. Random effects from errors Slide-14, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
การประมาณคาความไมแนนอ Instrumental Analysis นจากกราฟมาตรฐาน • Calibration curve A vs c : - Linear relationship j i • The regression line: - Aj = B 0 + B 1 ci • Predicted concentration of sample, c 0= (A – B )/B obs 0 1 Aj = คา response ลำดบท j ของสารละลายมาตรฐานลำดบท i ci = ความเขมขนของสารละลายมาตรฐานลำดบท i B 1 = slope; B 0 = intercept 15, Aobs = คา response ของสารละลายตวอยาง Slide- EMU Thai version 2. 0, December 2009 Day-3
การประมาณคาความไมแนนอ นจากกราฟมาตรฐาน Øความไมแนนอนของ c 0, u(c 0 ) อาจเกดจาก 1. Random variations ของการวดคา response (A) ทง Aj และ Aobs 2. Random effect ของคาความเขมขนของสารละลายมาตรฐาน • เกด scatter ของ calibration points • uncertainty จากการทำ dilution ในการเตรยมสารละลาย มาตรฐาน . 3 Bias effect ของคาความเขมขนของสารละลายมาตรฐาน Slide-16, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
การประมาณคาความไมแนนอนจา คาความไมแนนอนของ c 0 จาก random กกราฟมาตรฐาน variations ของ A คำนวณไดจากสตร S = Residual standard deviation คำนวณไดจากสตร P = จำนวนซำของการวดสารละลายตวอย างเพอหาคา c 0 n = จำนวนจดบนกราฟมาตรฐาน c = ความเขมขนเฉลยของสารละลายมาตรฐ านทใชทำกราฟมาตรฐาน EMU Thai version 2. 0, December 2009 Slide-17, Day-3
การประมาณคาความไมแนนอนจา ตวอยางจาก EURACHEM: กกราฟมาตรฐาน Example A 5 • การสรางกราฟมาตรฐาน ความเข มขน )mg/ml( 0. 1 0. 3 0. 5 0. 7 0. 9 Unknow EMU Thai version 2. 0, December 2009 Absorbance 1 2 3 0. 028 0. 029 0. 084 0. 083 0. 081 0. 135 0. 131 0. 133 0. 180 0. 181 0. 183 0. 215 0. 230 0. 216 Slide-18, Day-3
การประมาณคาความไมแนนอนจา Linear least square fit กกราฟมาตรฐาน • ใช Data Analysis ใน MS Excel ชวยคำนวณ B 1 , B 0 , S Slide-19, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
การประมาณคาความไมแนนอนจา • Sxx กกราฟมาตรฐาน คำนวณไดดง น • n = 15 • p = 2 (A = 0. 070 และ 0. 072; mean A = 0. 071( • c 0 = (Aobs– B 0)/B 1 = (0. 071 – = 0. 2410/(0. 0087 0. 26 mg/ml Slide-20, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
การประมาณคาความไมแนนอนจา กกราฟมาตรฐาน Slide-21, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
ความไมแนนอนทมผลตอคาความเขม ขนทอานไดจากกราฟมาตรฐาน • คา standard deviation ของการประมาณคาความเขมขนของกา รวดจากคาเฉลยทไดจากสญญา นการวดจากเครองมอ u C 0 • Concentration of calibration standards • คาความไมแนนอนจาก Stock solution (Type B Effect) ทจะใชในการเจอจางเปน Working Slide-22, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
MU Components- Concentration of calibration standards v คาความไมแนนอนจาก Standard Stock solution (Type B Effect) – มผลตอ Working Standards ทงหมดเหมอนกน – ทำใหเกดการ Shift ของกราฟมาตรฐาน • Purity (upty) • balance bias (ucal) • Temperature (utemp) – สารมาตรฐานทเตรยมพรอมกนในหองป ฏบตการเดยวกนอณหภมหองมผ ลตอการขยายตวของสารละลาย v คาความไมแนนอนของ Working solutions มการสมเลอกใชขวดวดปรมาตรหรอ ปเปตแบบ Random) Type A Effect( – มผลตอ Working solutions EMU Thai version 2. 0, December 2009 Slide-23, Day-3
ขนตอนการคำนวณคาความไมแนนอนของสารมาต รฐาน Working solution ความเขมขนทจดกลาง เตรยมโดยการชงสารมาตรฐาน โดยทไมม Stock Working standard solution WS 1 WS 2 WS 3 WS 4 WS 5 xi Slide-24, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
ขนตอนการคำนวณคาความไมแนนอ นของสารมาตรฐาน Working solution โดยการเจอจางจาก stock solution Stock 1 Intermediate std Stock 2 WS 1 WS 2 WS 3 WS 4 WS 5 xi Slide-25, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
คาความไมแนนอนของสารมาตรฐ าน Working solution Slide-26, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
การคำนวณคาความไม แนนอนของสารมาตรฐาน Type A และ Type B การประมาณคาความไมแนนอน bias and random จากความเขมขนจดกลาง Slide-, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
ขนตอนการคำนวณคาความไมแนนอ นของสารมาตรฐาน Working solution สำหรบสารละลายมาตรฐานโซเดยมเบนโซเ Stock 1 อท Intermediate std Stock 2 WS 1 WS 2 WS 3 WS 4 WS 5 xi Slide-28, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Preparation of Stock solution Slide-29, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Preparation of Intermediate Stock solution Slide-30, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Preparation of Working standard solution n = number of calibration points Slide-31, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
การประมาณคาความไมแนนอน bias and random จากความเขมขนจดกลาง n = number of calibration points Slide-32, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
หวขอท ตวอยางการประมาณ 13 คาความไมแนนอน การวเคราะหหาปรมาณโ ซเดยมเบนโซเอทในพรกแ กง Slide-33, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Specify the Measurand • Sodium benzoate (Na. C 6 H 5 CO 2) • เกลอของโซเดยมกบกรดเบนโซอกลก ษณะเปนผลกสขาว ม ความสามารถในการละลายนำไดด อนญาตใหใชเปนสารกนบดในอา หารหลายประเภท Molecular Weight: 144. 12 CAS No: 532 -32 -1 http: //www. food. gov. uk/newsarchive/2007/nov/coloursmeeting EMU Thai version 2. 0, December 2009 Slide-34, Day-3
ขนตอนการวเคราะห sodium benzoateในนำพรกแกง ชงตวอยาง 5. xxxx กรม Wt sodium benzoate 0. 1 xxx g in 100 ml (70%Et. OH), 1000 mg/l, stock 1 Pipette 10 ml in 100 ml 100 mg/l, stock 2 สกดดวย 70% Et. OH 3 x 10 ml, centrifuge ทำใหมปร มาตร 50 ml กรองดวยกระดาษ 0. 45 m วเคราะหดวย HPLC Pipette 25 ml in 100 ml (std 5), 25 mg/l* Pipette 10 ml in 100 ml (std 4), 10 mg/l* Pipette 2. 5 ml in 100 ml (Std 2), 2. 5 mg/l* Pipette 5 ml in 100 ml (std 3), 5 mg/l* Pipette 0. 5 ml in 100 ml (std 1), 0. 5 mg/l* HPLC calibration curve (0. 5, 2. 5, 5, 10, 25 mg/l*) รายงานผล Slide-35, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Sodiu m benzo pk ate (mg/L area ) 0. 50 5650 3498 2. 50 0 7750 5. 00 0 1505 10. 00 00 EMU Thai version 2. 0, December 2009 Slide-36, Day-3
การคำนวณหาปรมาณ sodium benzoate C = ความเขมขนของโซเดยมเบนโซ เอท (มก/กก( A = ความเขมขนจากกราฟมาตรฐาน (มก/ล( Slide-37, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
C & E Diagram Stage 1 HPLC calibra Sample tion volume แหลงความไมแนนอนหลก จากสตรคำนวณ Sodiu m benzo ate (mg/k อะไรอกg) Homoge Mass of test neity portion EMU Thai version 2. 0, December 2009 HPLC response for sample ทมผ ลตอการ วด ? Slide-38, Day-3
HPLC calibra tion C & E Diagram Stage 2 Sample Injectvolume ion volum Calibra e tion standa rds HPLC Response Flas k Size of test portion Degre Inject Balan e of ion mixing volu ce Parti me cle size HPLC Homoge Mass of neity EMU Thai version 2. 0, December 2009 test portion response for sample พจารณา สงท มผลของ กางหลก Sodiu m benzo ate Recov (mg/k eryg) HPLC Respo nse Slide-39, Day-3
HPLC calibra tion C & E Diagram Stage 3 ใสรายละเอย Sample Bi as Preci Interfer HPLC ence sion respon Linea se Bia rity Inject s ion volum. Preci e sion Precisi Bala Tol Fla Pur on nce sk ดเพมเตม Pre ity Temp Stock 1 To Tol Tem Fla Te Pi Calibrat Preci stock l p mp Pre ion Flas sk sion Stock 2 1 std 1 Pre std 3 std 2 k Temper Workin ature g std 5 std 4 volume Sodiu m benzo ate Filtra Decompo (mg/k tion sition Recov eryg) Matrix Size of Tar test Cal Pre e portion Preci Balan Degre Preci Injection sion e of ce volume Interferenc Cal sion mixing Preci Linear Bia e Gro Parti sion ity HPLC s cle Respo ss size nse HPLC Homoge Mass of neity EMU Thai version 2. 0, December 2009 test portion response for Interfer ence Slide-40, Day-3
HPLC calibra tion C & E Diagram Stage 4 จดกลมทค Sample Bi as Preci Interfer sion ence HPLC respon Linea se. Inject Bia rity s ion volum Preci e sion Precisi Bala Tol Fla Pur on nce sk ลายกน Pre ity Temp Stock 1 To Tol Tem Fla - precision Te l Pi Calibrat Preci stock p mp Pre ion Flas sk sion Stock 2 1 std 1 Pre std 3 std 2 k Temper Workin ature g std 5 std 4 volume Sodiu m benzo ate Filtra Decompo (mg/k tion sition Recov eryg) Matrix Size of Tar test Cal Pre e portion Balan Preci Degre Preci Injectiosion ce e of n Interferenc Cal sion mixing Preci Linear volume Bia e Gro Parti sion ity HPLC s cle Respo ss size nse HPLC Homoge Mass of neity EMU Thai version 2. 0, December 2009 test portion response for Interfer ence Slide-41, Day-3
HPLC calibra tion C & E Diagram Stage 5 Sample Bi as Interfer HPLC ence respon Linea se Bia rity Inject s ion Precisi บางแหลงสามารถห Bala Tol on Fla Pur กลางกนได Calibrat Preci nce sk Pre ity Temp sion Stock 1 ion To Tol Flas - Injection Tem Fla Te l Pi volume stock Temper k p mp Pre sk Stock 2 ature 1 std 1 Precision std 3 std 2 Worki ng std 4 std 5 volume volum e Size of Tar test Cal Pre e portion Balan Degre Preci Injection e of ce volume Cal sion mixing Bia Gro Parti s cle ss size HPLC Homoge Mass of neity EMU Thai version 2. 0, December 2009 test portion response for Sodiu m benzo ate Filtra Decompo (mg/k tion sition Recov eryg) Matrix Interferenc Linear e ity HPLC Respo nse Interfer ence Slide-42, Day-3
C & E Diagram HPLC Stage Sample 6 calibra tion Bi as Interfer HPLC ence respon Linea se rity บางแหลงคด Precisi Bala Tol Fla ซำ Pur on Calibrat Preci nce sk - Interference Pre ity Temp Stock 1 ion sion และ To Tol Flas Tem Fla Te Pi Linearity stock l Temper k p mp Pre sk นำมา Stock 2 ature 1 std 1 Precision std 3 รวมกนไวท std 2 Worki เดยว ng std 5 std 4 volume Size of Tar test Cal Pre e portion Balan Degre Preci e of ce Cal sion mixing Gro Parti cle ss size Homoge Mass of neity EMU Thai version 2. 0, December 2009 test portion Sodiu m benzo ate Filtra Decompo (mg/k tion sition Recov eryg) Matrix Interferenc Linear e ity HPLC response for Respo nse Interfer ence Slide-43, Day-3
C & E Diagram จดระเบยบกาง Stage 7 HPLC Std ปลาใหมทงหม solutio calibra n tion HPLC respon. Linea se rity Bi as Precisi Bala Tol Fla Pur on ด nce sk Pre ity Temp Stock 1 To Tol Tem Fla Te l Pi Calibrat Preci stock p mp Pre sk ion sion Stock 2 1 std 1 Pre Flas std 3 std 2 Temper Worki k ng std ature std 4 std 5 Sample volume Size of Tar Decompositio test Cal Pre e portion n Balan Degre Filtra Preci e of ce tion Cal sion mixing Interference Gro Parti cle ss size Homoge Mass of Recovery neity EMU Thai version 2. 0, December 2009 test portion Sodiu m benzo ate (mg/k g) Precision Slide-44, Day-3
แหลงความไมแนนอนทงหม ดของการวเคราะห Sodium benzoate ไดแก 1. ความเขมขนของตวอยางจากกราฟ มาตรฐาน 2. ความเขมขนของสารละลายมาตรฐาน working standards 3. ปรมาตรตวอยาง 4. การทำซำ 5. ลกษณะความเปนเนอเดยวกนข องตวอยาง Slide-45, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
uvol flask J สกดตวอยางและละล ายในเอธานอล 50 มล. J ขวดวดปรมาตรทใ ช มแหลงความไมแน นอนจาก J การขยายตวเนองจาก อณหภมหอง (5 o. Cx 10 -3 o. C-1 x 50 ml = 0. 25) J Tolerance (50+0. 06 ml) J Precision (0. 052 ml( EMU Thai version 2. 0, December 2009 Slide-46, Day-3
uwt หองปฏบตการสงเครองชงสอบเทยบต ลอดชวงใชงาน คา uncertainty ทระดบความเชอมน 95% ucal = 0. 00016 g upre = 0. 00015 g Slide-47, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
u. Precision: ขอมลจาก method validation Slide-48, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
u. Precision ของวธวเคราะห Slide-49, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
uhomo: ขอมลจาก method validation Bag No A B 1 245. 7 258. 8 2 254. 1 262. 2 3 257. 5 257. 2 4 258. 5 261. 4 5 243. 8 258. 4 6 267. 1 260. 7 7 255. 7 262. 5 8 255. 4 264. 4 9 256. 5 260. 9 10 263. 0 256. 0 EMU Thai version 2. 0, December 2009 u. Homogeneity by ANOVA Slide-50, Day-3
u. Homogeneity by ANOVA single factor F<Fcrit : ตวอยางแตละถงไมมความแตกตางอยางมนยสำคญทร ดงนน uhomogeneity = 0 Slide-51, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
u. Calibration Curve Slide-52, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
u. Cal curve Sodium benzoate pk (mg/l) area 0. 50 5650 2. 50 34980 5. 00 77500 15050 10. 00 0 40535 25. 00 0 Slide-53, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Calibration Curve Arithmetic Excel Slide-54, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
การประมาณคาความไมแนนอ นจากกราฟมาตรฐาน Slide-55, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
u. Std solution Øเตรยมกราฟมาตรฐาน sodium benzoate 5 ความเขมขน (0. 5, 2. 5, 10 และ 25 mg/m. L ( จากความเขมขน 1000 mg/L 100 mg/L 25 mg/L Øโดย sodium benzoate 1000 mg/l แหลงความไมแนนอน Ø purity 99% minimum Ø balance (precision + Slide-56, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
ความไมแนนอนจาก standard solutions Biases (Type B effects) สารละลายมาตรฐาน 1000 mg/L มผลตอสารละลายกราฟมาตรฐาน 5 ความเขมขน ในลกษณะเดยวกน สารละลายมาตรฐาน 1000 mg/L เตรยมจาก –Sodium benzoate purity –Balance Slide-57, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
ความไมแนนอนจาก standard solutions Type B effect (1000 mg/L) • Purity • Balance v Pty = 0. 995 ± v Gross wt 0. 005 Cal = 0. 00015/ 3 = v u. Pty = 0. 005/ 3 = 0. 000087 g 0. 0029 Precision =0. 00016 • Volumetric flask g 100 m. L v Tare wt v temp = 5 * 100 * Cal = 0. 00015/ 3 = 0. 001/ 3 0. 000087 g 58, = 0. 2887 Precision =0. 00016 Slide- EMU Thai version 2. 0, December 2009 Day-3
Stock Standard Solution Type B ความไมแนนอนจาก stock solution 1000 mg/L สงผลกระทบตอสารละลายท งระบบ Stock solution 995 4. 8 ± mg/L Slide-59, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
ความไมแนนอนจาก standard solutions Random effects (Type A effects) สารละลายทใชเตรยมก ราฟมาตรฐานแตละขวดเ ตรยมอยางเปนอสระ ตอกน • Volumetric flask • Pipette • Stock solution (จาก 100 mg/L หรอ 25 mg/L( R 2 เปนความสมพนธระ EMU Thai version 2. 0, December 2009 Slide-60, Day-3
Working Standards Type A x เลอกพจารณาจดกลางความเขมขนของกราฟ มาตรฐาน x ความไมแนนอนของสารละลายมาตรฐานมาจาก x volumetric flask x Pipette x stock solution x กรณ sodium benzoate, working standard solution 5 จด เลอกจดท 3 61, 5) mg/L) เตรยมจาก 100 mg/L Slide- EMU Thai version 2. 0, December 2009 Day-3
Standard uncertainty for Glassware 25 m. L pipette 10 m. L pipette 5 m. L pipette 100 m. L vol flask EMU Thai version 2. 0, December 2009 Ustd (m. L) 0. 075 0. 033 0. 017 0. 292 5 Slide-62, Day-3
Working Standards Type A x กรณ sodium benzoate, working standard solution 5 จด เลอกจดท 3 (5 mg/L) เตรยมจาก 100 mg/L x หาคาความไมแนนอนของสารละลายเขมข น 100 mg/L Slide-63, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Working Standards Type A xกรณ sodium benzoate, working standard solution 5 จด เลอกจดท 3 (5 mg/L) เตรยมจาก 100 mg/L xหาคาความไมแนนอนของสารละลายเขม ขน 5 mg/L Slide-64, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Working Standards Type A x คาความไมแนนอนของ working standard solution 5 mg/L คอ 0. 04 mg/L x คาความไมแนนอนสำหรบ working standard solution จดกลางเปนความเบยงเบนทไมสามาร ถคาดเดาได (scattering effect) ประมาณคาความไมแนนอน อางอง Eurachem Section E 3. 4 Slide-65, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
u. Recovery • โดยใชขอมล Method Validation ศกษาผลของวธการสกด และสงรบกวนการวด พบวา %recovery 97 -98. 8% อยในเกณฑการยอมรบตาม AOAC Slide-66, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
u. Recovery • PT results confirmed no significant bias – assigned value = 474. 3 ± 19. 5 mg/kg – lab result = 490. 5 ± 16. 2 mg/kg ดงนน –Accuracy ~103. 4% –Z-score = +0. 83 –หองปฏบตการพจารณาวาไม Slide-67, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
C & E Diagram ใสคาความไม HPLC Std Stage 7 calibra แนนอนแตละก solutio tion ucal=0. 318 n HPLC respon. Linea se rity Bi as Precisi Bala Tol Fla Pur on nce sk Pre ity Stock 1 าง Sample uv=0. 157 Calibrat ustd B=4. 8 volume Preci std 1 ustd A=0. 008 std 2 std 4 std 3 Worki ng std 5 ion sion Flas Temper Sodiu k ature m benzo ate (mg/k g) Size of Tar Decompositio test Cal Pre e portion n Balan Degre Filtra Preci e of ce tion Cal sion mixing Interference Precision Gro Parti cle ss size Homoge Mass of Recovery upre=0. 0214 ~0 neity EMU Thai version 2. 0, December 2009 test ~0 umass=0. 00025 portion Slide-68, Day-3
Combining the MU Components Slide-69, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Expanded Uncertainty • Combined standard uncertainty = 6. 2 mg/kg • Using a coverage factor (k) = 2 to approximate a 95% confidence interval • The expanded uncertainty = 13 Slide-70, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Reporting the Uncertainty • Reporting the result “The concentration of sodium benzoate is 240 ± 13 mg/kg” “The uncertainty is an expanded uncertainty using a coverage factor of 2, which gives a level of confidence of Slide-71, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Uncertainty budget for sodium benzoate Slide-72, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Reality Check • Our (ISO-GUM) result = 240 ± 13 mg/kg – i. e. , expanded uncertainty of 5. 16% relative • From Horwitz equation – predicted between lab SD = 3. 48% relative so U = 7% relative • 2 x within lab CV (precision) = 4. 2 % relative • Proficiency testing So the methods give results – assigned value = 474 ± 20 mg/kg (4. 1% approximately in fair relative) 73, Slide- EMU Thai version 2. 0, December 2009 Day-3
Traceability Chain “A property of the result of a measurement or the value of a standard whereby it can be related to stated references, usually national or international standards, through an unbroken chain of comparisons all having stated uncertainties. ” kg mole Pure sodium benzoate reference material U » ± 0. 5% calibration standards Balance Volumetric apparatus U » ± 1. 2% Validated test method - without bias Calibrated LC system U» ± 5% Slide-74, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Conclusion • ประมาณคาความไมแนนอน – สมเหตสมผล • การสอบกลบไดไปยง SI unit • เปนไปตามวตถประสงคของ ISO/IEC 17025 • นำมาใชปรบปรงประสทธภาพ ของหองปฏบตการ Slide-75, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
หวขอท การประมาณ 14 คาความไมแนนอน ของ Recovery / Bias Slide-76, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Recovery / • Overall bias is best estimated by Bias repeated analysis of a relevant CRM using the complete measurement procedure. • Overall bias is also commonly studied by standard addition of analyte to a previously studied material (spiking studies. ( • Bias for a method under study is Slide-77, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Recovery Factor Rm = recovery factor Cobs = observed concentration Cref = reference concentration Cref ไดมาจาก CRM, spike, reference method EMU Thai version 2. 0, December 2009 Slide-78, Day-3
การประมาณคาความไมแนนอ นของ Recovery = standard uncertainty of the recovery factor = recovery factor = observed concentration =standard uncertainty of the observed concentration =reference concentration EMU Thai version 2. 0, December 2009 Slide-79, Day-3
การประมาณคาความไมแนนอ นของ Recovery ในกรณท R มคาไมแตกตางจาก 1 อยางมนยสำคญ (insignificant bias( • อาจถอไดวา R = 1 และไมนำคา R ไปใชในการคำนวณผล • โดยทงนอาจนำคา ของ R ไปใชคำนวณคา EMU Thai version 2. 0, December 2009 uncertainty combined Slide-80, Day-3
การประมาณคาความไมแนนอ นของ Recovery ในกรณท R มคาแตกตางจาก อยางมนยสำคญ ไมเทากบ 1( 1 (R • อาจนำคา R ไปใชในการคำนวณผล หรอไ มกได • ควรจะตอง นำคา EMU Thai version 2. 0, December 2009 Slide-81, Day-3
ตวอยางการประมาณคาความไมแ นนอนของ Recovery • Determination of Ca. O content in cement by gravimetric method • http: //www. measurementuncertain ty. org/mu/examples/ • Recovery study - Repeated analysis of CRM 03201 -Certified value of Ca. O in CRM 03201 is 62. 34%, with a standard uncertainty of 0. 13% Slide-82, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Recovery of CRM 03201 Experiment number Ca. O content (%) 1 62. 20 2 62. 28 3 62. 32 4 62. 36 5 62. 30 6 62. 38 7 62. 24 8 62. 40 9 62. 31 Mean 62. 31 SD 0. 065 RSD 0. 0010 SDM 0. 0217 Slide-83, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
ตวอยางการประมาณคาความไมแ • คา นนอนของ Recovery Mean Recovery, Rm • คาความไมแนนอนของ Recovery Slide-84, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
ตวอยางการประมาณคาความไมแ นนอนของ Recovery 1 • ทดสอบวา R มคาแตกตางจาก m หรอไม โดยใชเปรยบเทยบอตราสวน กบ coverage factor ทใชในการคำนวณ expanded uncertainty, k = 2 Slide-85, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
ตวอยางการประมาณคาความไมแ นนอนของ Recovery • Determination of OP pesticides in bread by GC • EURACHEM Example A 4 • Bias study - The bias of the analytical procedure was investigated during the in-house validation study using spiked samples. - Mean recovery for 42 samples = 90 % with SD = 28 % Slide-86, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
ตวอยางการประมาณคาความไมแ นนอนของ Recovery • คา Mean Recovery = 90% - ดงนน คา Recovery factor (R) = 0. 900 • คาความไมแนนอนของ Recovery คำนวณไดจากคา Standard Deviation of Mean (SDM( Slide-87, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
ตวอยางการประมาณคาความไมแ • ทดสอบวา โดยใช Recovery 1 R มคาแตกตางจาก นนอนของ t-test หรอไม H 0 : R 1 H 1 : R 1 - tcrit= 2. 02 , (df = 41; 95 %CI) - t > tcrit , ยอมรบ H 1 หรอ ปฏเสธ H 0 - ดงนน R มคาแตกตางจาก 1 อยางมนยสำคญทางสถต • ในตวอยางน ไดนำคา R ไปใชในการคำนวณผลนำคา Slide-88, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
ตวอยางเพมเต ม Slide-89, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
ตวอยางการประมาณคาความไมแ นนอนของ Recovery • Determination of Ochratoxin in Wine by HPLC • http: //www. measurementuncert ainty. org/mu/examples/ • Bias study - Recovery experiments under same conditions - The bias of the analytical procedure was investigated Slide-90, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Bias study: Batch Date %Recovery Sample 15 -Nov-99 74 01 -Feb-00 111 White Grape Juice (29055) 03 -Feb-00 103 08 -Feb-00 White Wine (29894) Mean 90. 8% Red Grape Juice (29056) SD 10. 9% 97 Red Grape Juice (29056) RSD 12% 17 -Feb-00 89 Red Grape Juice (29056) n 18 24 -Mar-00 87 White Wine (29891) 19 -May-00 101 Red Wine (29900) 25 -May-00 93 Red Wine (29900) 30 -May-00 80 White Wine (29891) 31 -May-00 88 Red Wine (29900) 07 -Jul-00 79 Red Wine (29900) 11 -Jul-00 107 08 -Aug-00 89 White Wine (29891) 14 -Aug-00 72 Red Wine (29900) 28 -Aug-00 90 Red Wine (29900) 04 -Oct-00 94 Red Wine (29900) 10 -Oct-00 98 White Wine (29891) 08 -Jan-01 82 Red Wine (593) White Grape Juice (29054) Slide-91, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
ตวอยางการประมาณคาความไมแน • คา Mean Recovery = 90. 8% นอนของ Recovery - ดงนน = 0. 908 คา Recovery factor (R) • คาความไมแนนอนของ Recovery คำนวณไดจากคา Standard Deviation of Mean (SDM( • The uncertainty in the spiked EMU Thai version 2. 0, December 2009 Slide-92, Day-3
ตวอยางการประมาณคาความไมแ • ทดสอบวา โดยใช Recovery 1 R มคาแตกตางจาก นนอนของ t-test หรอไม H 0 : R 1 H 1 : R 1 - tcrit= 2. 11 , (df = 18 - 1 = 17, 95 %CI) - t > tcrit , ยอมรบ H 1 หรอ ปฏเสธ H 0 - ดงนน R มคาแตกตางจาก 1 อยางมนยสำคญทางสถต Slide-93, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
แบบฝกหดท การประมาณคาความไมแ นนอน ของการวเคราะหปรมาณ As ในนำดม 4 Slide-, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
การประมาณคาความไมแน นอน ของการวเคราะหปรมาณ Determination of Arsenic in As ในนำดม water by AAS Method : APHA 3114 C (2005( (Hydride System) Slide-95, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
จงประมาณคาความไมแนนอน ของการวเคราะหปรมาณ As ในนำดม ตาม ISO approach 1. Specify measurand 2. Identify sources of uncertainty 3. Quantify the uncertainty components 4. Convert uncertainty data into standard uncertainty 5. Calculate the combined Slide-96, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Method Summary Stock solution, As 1000 mg/L • 50 L to 10 m. L Intermediate Std. Sol. , As 5 mg/L • 10, 20, 40, Water sample 5. 0 m. L 80 L to 100 m. L Dilute to 10. 0 m. L Calibration Std. Sol. , As 0. 5, 1. 0, 2. 0, 4. 0 g/L AAS determination AAS calibration curve EMU Thai version 2. 0, December 2009 C 0 Slide-97, Day-3
Measuran d As in water c 0 = As concentration in final solution ) from calibration curve), mg/L Vfinal = volume of final test solution = 10 m. L. Slide-98, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
ขอมล • Calibration standards (4 levels): 0. 5, 1. 0, 2. 0, 4. 0 g/L. – Purity of As standard solution = 1000 5 mg/L. (certificate) – Temp. variation 4 C, = 2. 1 10 -4 C-1 – Pipette 50 L. (Specification 50 0. 8 L. , 10 repeat dispensings of liquid had a standard deviation of 0. 03 L. ) – Pipette 40 L (Specification 40 0. 8 L. , 10 repeat dispensings of liquid had a standard deviation of 0. 03 L. ) – Volumetric flask 10 m. L. (Specification 10 0. 04 m. L. , The results of 10 fill and weigh experiments had a standard deviation of 0. 0054 m. L. ) – Volumetric flask 100 m. L. (Specification 100 99, Slide- EMU Thai version 2. 0, December 2009 Day-3
ขอมล - The 4 calibration standards were measured 3 times each. Abs Conc. ) g/L( 0. 5 1. 0 2. 0 4. 0 1 0. 0327 0. 0637 0. 1166 0. 2177 2 0. 0326 0. 0638 0. 1164 0. 2175 3 0. 0328 0. 0635 0. 1166 0. 2175 - c 0 from calibration curve = 2. 98 g/L (ทำ 2 ซำ , p = 2( Slide-100, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
ขอมล • Repeatability from method validation: RSD = 0. 0769 • The result is the average from duplicate analysis of sample (n = 2) • Recovery = 98% Slide-101, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
แบบฝกหดท 2คำตอบ 1. 0. 0577 m. L (rectangular distribution, 0. 01/ 3 ) 2. 0. 000115 g (rectangular distribution, 0. 0002/ 3 ) 3. 0. 000025 g (95% confidence interval - divide by 1. 96) 4. 0. 289% (purity somewhere between 99% & 100%; rectangular distribution 0. 5%/ 3 = 0. 289%) 5. 0. 000012 g หรอ 0. 012 mg (0. 02/ 3) Slide-102, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
แบบฝกหดท 3 - คำตอบ sucal = 0. 00015/ 3 = 0. 00087 g surep = SD / n = 0. 00016/ 1 = 0. 00016 g uc = 2(0. 00087)2 + 2(0. 00016)2 = 0. 00025 g Slide-103, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
แบบฝกหดท คำตอบ 2 3 - . 2ในการปรบปรมาตรสารละลาย sodium benzoate ดวย Et. OH โดยใชขวดวดปรมาตรขนาด 100 m. L คา standard uncertainty ของปรมาตรของเหลวในขวดเปนเทาใด เมอ • การทำซำ 10 ซำ ไดคา standard deviation เปน 0. 0092 m. L Slide-104, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
แบบฝกหดท 3คำตอบ 2 (ตอ ( Coefficient of volume expansion for organic solvent, = 1 x 10 -3 C-1 • อณหภมเฉลยของหองปฏบต การ 21. 5 5 C ut = v T = (1 x 10 -3 100 5) / 3 = 0. 2887 m. L • uc = 0. 00922 + 0. 0462 + 0. 28872 Slide-105, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
แบบฝกหดท 3 - คำต . 4การเตรยม stock standard solutionโดยการละลายสารมาตรฐานประมาณ 0. 1000 g ดวย Et. OH แลวปรบปรมาตรเปน 100 m. L 4. 1 คำนวณคาความเขมขนของสารละลายในหน วย mg/L Slide-106, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
แบบฝกหดท 3คำตอบ 30. 1000 g คา (ตอ ( • ชงสารมาตรฐานมา standard uncertainty ทคำนวณไดตามขอ 1. u = 0. 00025 g • ความบรสทธของสารมาตรฐานท ผผลตแจงคอ 99% min คา standard uncertainty ทคำนวณได u = 0. 289% Slide-107, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
แบบฝกหดท 3คำตอบ 3 (ตอ ( 4. 2 คา standard uncertainty ของ คาความเขมขนของสารละลาย Slide-108, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
บบฝกหดท 4 - คำตอบ Slide-, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Identification of uncertainty sources Calibration c 0 Prec Temp Cal Standards Purit Fla Calibration y Pipe sk Curve C tte. Prec. Tempal Calibration Calibrati Flas on. Pipet Temperat k Temperat te ure Sample ure Repeatabi Recove volume lity ry As, g/L Slide-110, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
List of uncertainty 1. Recovery = 98%, the uncertainty is small and sources included in the precision data (repeatability) 2. Repeatability (use data from method validation) 3. Calibration standards (4 levels): 0. 5, 1. 0, 2. 0, 4. 0 g/L. (The 2. 0 g/L was chosen. ) - Purity of As standard solution = 1000 5 mg/L. (certificate) - Pipette 50 L. , 40 L. - Volumetric flask 10 m. L. , 100 m. L. 4. Sample volume - Pipette 5 m. L. 111, - Volumetric flask 10 m. L. Slide- EMU Thai version 2. 0, December 2009 Day-3
Quantification of 1. Recovery uncertainty - The uncertainty is small, negligible and included in the uncertainty of precision. 2. Repeatability - Repeatability from method validation: RSD = 0. 0769 - The result is the average from duplicate analysis of sample (n = 2) - So, Slide-112, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Quantification of 3. Calibration standards Two components: uncertainty - Concentration of the standard stock solution - Concentration of the calibration solutions prepared from the stock. As standard stock solution = 1000 5 mg/L The standard uncertainty of As stock solution Slide-113, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Quantification of • Uncertainty of 50 L pipette - Calibration: Specification 50 0. 8 L uncertainty - Temperature: Temp. variation 4 C, = 2. 1 10 -4 C-1 - Precision: SD of the 10 repeat dispensings of liquid = 0. 03 L. - Combining u. Cal , u. Temp and u. Prec Slide-114, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Quantification of • Uncertainty of 10 m. L volumetric flask - Calibration: Specification 10 0. 04 m. L uncertainty - Temperature: Temp. variation 4°C, = 2. 1 10 -4 °C-1 - Precision: SD of the 10 fill and weigh experiments = 0. 0054 m. L. -Combining u. Cal , u. Temp and u. Prec Slide-115, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Quantification of uncertainty Intermediate Solution, Concentration Slide-116, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Quantification of uncertainty Intermediate Solution, Uncertainty Slide-117, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Quantification of • Uncertainty of 40 L pipette - Calibration: Specification 40 0. 8 L uncertainty - Temperature: Temp. variation 4°C, = 2. 1 10 -4 °C-1 - Precision: SD of the 10 repeat dispensings of liquid = 0. 03 L. - Combining u. Cal , u. Temp and u. Prec Slide-118, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Quantification of • Uncertainty of 100 m. L volumetric flask uncertainty - Calibration: Specification 100 0. 1 m. L - Temperature: Temp. variation 4°C, = 2. 1 10 -4 °C-1 - Precision: SD of the 10 fill and weigh experiments = 0. 0118 m. L. -Combining u. Cal , u. Temp and u. Prec Slide-119, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Quantification of uncertainty 2 g/L Calibration Solution, Concentration Slide-120, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Quantification of uncertainty 2 g/L Calibration Solution, Uncertainty Slide-121, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
- Quantification of The uncertainty in the 2 L calibration uncertainty standard is 0. 030569 µg/L - The contribution to the total uncertainty from the 4 calibration standards is estimated as described in Eurachem Guide: Section E 3. 4 Slide-122, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Quantification of uncertainty - Relative standard uncertainty of calibration standard Slide-123, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Quantification of 4. Sample volume: 5 m. L Pipette, 10 uncertainty • Uncertainty of 5 m. L pipette m. L Volumetric flask - Calibration: Specification 5 0. 02 m. L - Temperature: Temp. variation 4°C, = 2. 1 10 -4 °C-1 - Combining u. Cal and u. Temp Slide-124, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Quantification of • Uncertainty of 10 m. L volumetric flask uncertainty - Calibration: Specification 10 0. 04 m. L - Temperature: Temp. variation 4°C, = 2. 1 10 -4 °C-1 - Combining u. Cal and u. Temp Slide-125, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Quantification of Relative standard uncertainty of uncertainty sample volume Slide-126, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Quantification of 5. c 0 from calibration curve uncertainty - The 4 calibration standards were measured 3 times each. Abs. Conc. )mg/L( 1 2 3 0. 03 0. 5 27 26 28 0. 06 1. 0 37 38 35 0. 11 EMU Thai version 2. 0, December 2009 Slide-127, Day-3
Quantification of • The results of the linear least uncertainty square fit are B 1 = 0. 0523, B 0 = 0. 0095 • Residual standard deviation, S = 0. 002413 • n = 12 • p=2 • c 0 = 2. 98 g/L EMU Thai version 2. 0, December 2009 Slide-128, Day-3
• Quantification of uncertainty • Relative standard uncertainty of c 0 Slide-129, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Quantification of uncertainty Uncertainty Source RSU Repeatability 0. 054377 Calibration standard 0. 004797 Sample volume 0. 003338 c 0 0. 01238 Slide-130, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Calculate the combined uncertainty Concentration of As in water Slide-131, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Calculate the combined uncertainty Standard uncertainty of the As concentration (uc) Slide-132, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Calculate the expanded uncertainty Expanded uncertainty of the As concentration (Uc) Slide-133, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Reporting the result The concentration of As in water is 5. 96 0. 67 g/L The uncertainty is an expanded uncertainty using a coverage factor of 2, which gives a level of confidence of approximately 95%. Slide-134, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Slide-135, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
จบหลกสตร Slide-, Day-3 EMU Thai version 2. 0, December 2009
Скачать презентацию ความไมแนนอนของการวด MEASUREMENT UNCERTAINTY MU Training Course วนท 3
ea3a0c7163fd70a209e1d332eaeb5bca.ppt