DIN ISO 11095-2008 Linear calibration using reference materials (ISO 11095 1996) Text German and English《使用标准物质作线性校准》.pdf

1、April 2008DEUTSCHE NORM Normenausschuss Qualittsmanagement, Statistik und Zertifizierungsgrundlagen (NQSZ) im DINPreisgruppe 22DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS

2、 17.020!$K,0“1400913www.din.deDDIN ISO 11095Lineare Kalibrierung unter Verwendung von Referenzmaterialien(ISO 11095:1996); Text Deutsch und EnglischLinear calibration using reference materials (ISO 11095:1996); Text German and Englishtalonnage linaire utilisant des matriaux de rfrence (ISO 11095:199

3、6); Texteallemand et anglaisAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 63 SeitenDIN ISO 11095:2008-04 2 Inhalt Seite Nationales Vorwort .4 Nationaler Anhang NA (informativ) Literaturhinweise.4 Einleitung.6 1 Anwendungsbereich .7 2 Normative Verweisungen8

4、3 Begriffe .8 4 Allgemeine Grundstze.8 5 Grundstzliche Vorgehensweise 10 6 Die Schritte der grundstzlichen Vorgehensweise. 13 7 berwachungsverfahren 27 8 Zwei Alternativen zur grundstzlichen Vorgehensweise . 33 9 Beispiel 40 Anhang A (normativ) Liste von Formelzeichen und Abkrzungen. 57 Anhang B (no

5、rmativ) Grundlegende Vorgehensweise, wenn die Anzahl der Wiederholungen nicht konstant ist 60 Anhang C (informativ) Literaturhinweise. 63 DIN ISO 11095:2008-04 3 Contents Page Introduction.6 1 Scope7 2 Normative references8 3 Definitions 8 4 General principles .8 5 Basic method .10 6 The steps of th

6、e basic method.13 7 Control method27 8 Two alternatives to the basic method .33 9 Example40 Annex A (normative) List of symbols and abbreviations .57 Annex B (normative) Basic method when the number of replicates is not constant60 Annex C (informative) Bibliography63 DIN ISO 11095:2008-04 4 National

7、es Vorwort Diese Deutsche Norm enthlt die deutsche bersetzung der Internationalen Norm ISO 11095:1996-02, die vom Technischen Komitee ISO/TC 69, Applications of statistical methods, Unterkomitee 6, Measurement methods and results, erarbeitet wurde. Der zustndige nationale Normenausschuss ist der NA

8、147 Qualitts-management, Statistik und Zertifizierungsgrundlagen (NQSZ), Arbeitsausschuss Angewandte Statistik. Nationaler Anhang NA (informativ) Literaturhinweise DIN 55350-13, Begriffe der Qualittssicherung und Statistik Begriffe zur Genauigkeit von Ermittlungs-verfahren und Ermittlungsergebnissen

9、 Internationales Wrterbuch der Metrologie, bersetzung des Beuth Verlags, 2. Auflage 1994 DIN ISO 11095:2008-04 5 Leerseite DIN ISO 11095:2008-04 6 Lineare Kalibrierung unter Verwendung von Referenzmaterialien Linear calibration using reference materials Einleitung Kalibrierung ist ein wesentlicher T

10、eil der meisten Messverfahren. Sie besteht aus einem Satz von Ttigkeiten, die unter festgelegten Bedingungen die Beziehung zwischen den von einem Messsystem angezeigten Werten und den entsprechenden rich-tigen WertenN1)von Standards“ festlegen. In die-ser Internationalen Norm sind die Standards Refe

11、renzmaterialien. Ein Referenzmaterial (RM) ist ein Stoff oder ein Gegenstand, fr den ein oder mehrere Eigenschaf-ten hinreichend gut ermittelt sind, um ein Messsys-tem validieren zu knnen. Es gibt verschiedene Arten von Referenzmaterialien: a) ein internes Referenzmaterial ist ein Refe-renzmaterial

12、 das ein Anwender fr seine eige-nen Zwecke entwickelt hat; b) ein externes Referenzmaterial ist ein Refe-renzmaterial, das von jemand anderem als dem Anwender bereitgestellt wird; c) ein zertifiziertes Referenzmaterial ist ein Refe-renzmaterial, das von einer Organisation he-rausgegeben und zertifi

13、ziert ist, die als kompe-tent, dieses zu tun, anerkannt ist. Introduction Calibration is an essential part of most measure-ment procedures. lt is a set of operations which es-tablish, under specified conditions, the relationship between values indicated by a measurement sys-tem and the corresponding

14、 accepted values of so-me “standards”. In this International Standard, the standards are reference materials. A reference material (RM) is a substance or an arti-fact for which one or more properties are estab-lished sufficiently well to validate a measurement system. There exist several kinds of RM

15、s: a) an internal reference material is an RM devel-oped by a user for his/her own internal use; b) an external reference material is an RM pro-vided by someone other than the user; c) a certified reference material is an RM issued and certified by an organization recognized as competent to do so. N

16、1) Nationale Funote: Zur Definition der Benennung Richtiger Wert“ siehe Internationales Wrterbuch der Metrologie, bersetzung des Beuth Verlags, 2. Auflage 1994, sowie DIN 55350-13, Begriffe der Qualittssicherung und Statistik; Begriffe zur Genauigkeit von Ermittlungsverfahren und Ermittlungsergebnis

17、sen. DIN ISO 11095:2008-04 7 1 Anwendungsbereich Diese Internationale Norm: a) behandelt die allgemeinen Prinzipien, die be-ntigt werden, ein Messsystem zu kalibrieren und dieses kalibrierte“ Messsystem in einem Zustand statistischer Beherrschung zu halten; b) stellt eine grundstzliche Vorgehensweis

18、e be-reit zur Schtzung einer linearen Kalibrierfunk-tion unter einer von zwei Annahmen be-zglich der Streuung der Messergebnisse, zur Prfung der Linearitt der Kalibrier-funktion und der Annahmen bezglich der Streuung der Messergebnisse und zur Schtzung des Wertes einer neuen unbekannten Gre, indem d

19、ie gemesse-nen Werte dieser Gre mit der Kalibrier-funktion transformiert werden; c) stellt ein berwachungsverfahren fr verln-gerte Anwendung der Kalibrierfunktion bereit zum Erkennen, wann die Kalibrierfunktion aktualisiert werden muss, und zum Schtzen der Unsicherheit der ge-messenen Werte nach Tra

20、nsformation mit der Kalibrierfunktion; d) stellt zwei Alternativen zur grundstzlichen Vorgehensweise unter besonderen Bedingun-gen bereit; e) veranschaulicht die grundstzliche Vorge-hensweise und das berwachungsverfahren an einem Beispiel. Diese Internationale Norm ist anwendbar auf Mess-systeme, fr

21、 die Referenzmaterialien vorliegen. Sie ist anwendbar auf Messsysteme mit angenom-mener linearer Kalibrierfunktion. Sie stellt ein Ver-fahren zur Prfung der Linearitts-Annahme bereit. Wenn bekannt ist, dass die Kalibrierfunktion nichtli-near ist, dann ist diese Internationale Norm nicht anwendbar, e

22、s sei denn, man wendet die in 8.3 beschriebene Eingrenztechnik“ an. Diese Internationale Norm unterscheidet nicht zwi-schen verschiedenen Arten von Referenzmateria-lien und geht davon aus, dass die richtigen Werte der Referenzmaterialien, die fr die Kalibrierung des Messsystems ausgewhlt wurden, feh

23、lerfrei sind. 1 Scope This International Standard: a) outlines the general principles needed to cali-brate a measurement system and to maintain that “calibrated” measurement system in a sta-te of statistical control; b) provides a basic method for estimating a linear calibration function under eithe

24、r one of two assumptions relat-ing to the variability of the measurements, for checking the assumption of linearity of the calibration function and the assump-tions on the variability of the measure-ments, and for estimating the value of a new unknown quantity by transforming the measured va-lues ob

25、tained on that quantity with the ca-libration function; c) provides a control method for extended use of a calibration function for detecting when the calibration function needs to be updated, and for estimating the uncertainty of the meas-ured values after transformation with the calibration functi

26、on; d) provides two alternatives to the basic method under special conditions; e) illustrates the basic method and the control method with an example. This International Standard is applicable to meas-urement systems for which reference materials are available. It is applicable to measurement system

27、s with an assumed linear calibration function. It offers a me-thod for examining the assumption of linearity. lf it is known that the calibration function is nonlinear, then this International Standard is not applicable unless one uses the “bracketing technique” de-scribed in 8.3. This International

28、 Standard does not make a dis-tinction among the various types of RMs and con-siders that the accepted values of the RMs selected to calibrate the measurement system are without error. DIN ISO 11095:2008-04 8 2 Normative Verweisungen Die folgenden Normen enthalten Bestimmungen, die durch Verweisung

29、in diesem Text Bestimmun-gen dieser Internationalen Norm darstellen. Zum Zeitpunkt der Verffentlichung galten die genannten Ausgaben. Alle Normen unterliegen der berarbei-tung, und Beteiligte an Vereinbarungen, die auf dieser Internationalen Norm beruhen, sind aufge-fordert, die Mglichkeit zu recher

30、chieren, die jeweils aktuellsten Fassungen der unten angegebenen In-ternationalen Normen anzuwenden. Die Mitglieder von ISO und IEC fhren Verzeichnisse ber die aktuell geltenden Internationalen Normen. ISO 3534-1:1993, Statistik Begriffe und Formel-zeichen Teil 1: Wahrscheinlichkeit und allgemei-ne

31、statistische Begriffe ISO 3534-2:1993, Statistik Begriffe und Formel-zeichen Teil 2: Statistische Prozesslenkung ISO Guide 30:1992, Benennungen und Definitionen im Zusammenhang mit Referenzmaterialien 2 Normative references The following standards contain provisions which, through reference in this

32、text, constitute provisions of this International Standard. At the time of publi-cation, the editions indicated were valid. All stan-dards are subject to revision, and parties to agree-ments based on this International Standard are en-couraged to investigate the possibility of applying the most rece

33、nt editions of the standards indicated below. Members of IEC and ISO maintain registers of currently valid International Standards. ISO 3534-1:1993, Statistics Vocabulary and symbols Part 1: Probability and general statisti-cal terms ISO 3534-2:1993, Statistics Vocabulary and symbols Part 2: Statist

34、ical quality control ISO Guide 30:1992, Terms and definitions used in connection with reference materials 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach ISO 3534-1 und ISO 3534-2 und der folgende Begriff. 3 Definitions For the purposes of this International Standard, the defin

35、itions given in ISO 3534-1 and ISO 3534-2 and the following definition apply. 3.1 Referenzmaterial Stoff oder Gegenstand, fr den eine oder mehrere Eigenschaften so gut ermittelt sind, dass sie zur Validierung eines Messsystems verwendet werden knnen 3.1 reference material a substance or an artifact

36、for which one or more properties are established sufficiently well to be used to validate a measurement system 4 Allgemeine Grundstze Kalibrierung ist ein Verfahren, das den systemati-schen Unterschied bestimmt, der zwischen einem Messsystem und einem Referenz“system, darge-stellt durch die Referenz

37、materialien und ihre richti-gen Werte, bestehen kann. In dieser Internationa-len Norm steht die Benennung System (Messsys-tem oder Referenzsystem) nicht nur fr ein Messin-strument, sondern auch fr den Satz aus Verfah-ren, Bedienpersonal und Umgebungsbedingungen, die mit diesem Instrument in Zusammen

38、hang ste-hen. 4 General principles Calibration is a procedure that determines the sys-tematic difference that may exist between a meas-urement system and a “reference” system repre-sented by the reference materials and their ac-cepted values. In this International Standard, the term system (measurem

39、ent system or reference system) is used to represent not only a measuring instrument but also the set of procedures, operators and environment conditions associated with that instrument. DIN ISO 11095:2008-04 9 Das Ergebnis einer Kalibrierung ist eine Kalibrier-funktion, die fr Transformationen spte

40、rer Mess-ergebnisse verwendet wird. In dieser Internationa-len Norm bezieht sich die Benennung Transforma-tion“ entweder auf eine Korrektur zuknftiger Mes-sungen, falls sowohl die richtigen Werte des Referenzmaterials als auch die beobachteten Werte die gleiche Dimension haben, oder auf eine Umrechn

41、ung der Dimensionen der beobachteten Messungen auf die Dimensi-onen der Referenzmaterialien. Die Gltigkeit der Kalibrierfunktion hngt von zwei Bedingungen ab: a) dass die Messungen, aus denen die Kalibrier-funktion errechnet wurde, reprsentativ sind fr die normalen Bedingungen, unter denen das Messs

42、ystem arbeitet; und b) dass das Messsystem in einem beherrschten Zustand ist. Der Kalibrierversuch muss geplant werden, um si-cherzustellen, dass Punkt a) erfllt wird. Das ber-wachungsverfahren stellt sobald als mglich fest, wenn das System als nicht mehr beherrscht anzu-sehen ist. Das in dieser Int

43、ernationalen Norm beschriebene Verfahren ist nur auf Messsysteme anwendbar, die mit ihren Referenzsystemen linear zusammenhn-gen. Um zu prfen, ob die Annahme der Linearitt gerechtfertigt ist, mssen mehr als zwei Referenz-materialien bei dem Kalibrier-Experiment verwendet werden. Das wird in der grun

44、dstzlichen Vorge-hensweise erlutert. Bei Verwendung mehrerer Re-ferenzmaterialien bietet die grundstzliche Vorge-hensweise eine Strategie und Techniken, die im Kalibrier-Experiment erfassten Daten kritisch zu untersuchen. Wenn die Linearitt auer Frage steht, kann ein anderes Verfahren, das einfacher

45、 als die grundstzliche Vorgehensweise ist, zur Schtzung einer linearen Kalibrierfunktion auf der Basis eines einzelnen Punktes verwendet werden. Diese Ein-Punkt-Kalibrierung“ (im Anschluss an eine Transformation auf das Nullniveau) lsst keine berprfung von Voraussetzungen zu, ist aber ein schnelles

46、und einfaches Verfahren, um ein System zu rekalibrieren“, das in frheren Experimenten grndlicher untersucht worden ist. Wenn die Linea-ritt infrage gestellt ist, kann eine andere Alternati-ve verwendet werden, die Eingrenzen“ (en: brack-eting) genannt wird. The output of a calibration procedure is a

47、 calibra-tion function that is used to make transformations of future measurement results. In this International Standard, the term “transformation” refers to either a correction of the future measurements if both the accepted values of the reference materials (RMs) and the observed values have the

48、same units, or a translation from the units of the observed measurements to the units of the RMs. The validity of the calibration function depends on two conditions: a) that the measurements from which the calibra-tion function was calculated are representative of the normal conditions under which t

49、he mea-surement system operates; and b) that the measurement system is in a state of control. The calibration experiment must be designed to ensure that point a) is met. The control method de-termines, as soon as possible, when the system has to be considered out of control. The procedure in this International Standard is only applicable to measurement systems which are line-arly related to their reference systems. To check whether the assumpt