DIN ISO 21748-2014 Guidance for the use of repeatability reproducibility and trueness estimates in measurement uncertainty estimation (ISO 21748 2010) Text in German and English《测量.pdf

1、Mai 2014DEUTSCHE NORM Normenausschuss Qualittsmanagement, Statistik und Zertifizierungsgrundlagen (NQSZ) im DINPreisgruppe 29DIN 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!%+1K“2081440www.din.deDDIN ISO 21748Leitfaden zur Verwendung der Schtzwerte der Wiederholprzision, derVergleichprzision und der Richtigkeit beim Schtzen derMessunsicherheit (ISO 21748:2010);Text Deutsch und EnglischGuidance for the use of repeatability, reproducibility and trueness estimates

3、 inmeasurement uncertainty estimation (ISO 21748:2010);Text in German and EnglishLignes directrices relatives lutilisation destimations de la rptabilit, de lareproductibilit et de la justesse dans lvaluation de lincertitude de mesure(ISO 21748:2010);Texte en allemand et anglaisAlleinverkauf der Norm

4、en durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 89 SeitenDIN ISO 21748:2014-05 2 Inhalt Contents Seite Page Nationales Vorwort . 5 Nationaler Anhang NA (informativ) Literaturhinweise . 6 Einleitung . 8 1 Anwendungsbereich 10 2 Begriffe 10 3 Symbole 18 4 Kurzbeschreibung . 24 4.1 Ei

5、nzelergebnisse und Leistungsfhigkeit des Messprozesses 24 4.2 Anwendbarkeit von Daten der Vergleichprzision . 24 4.3 Grundlegende Gleichungen fr das statistische Modell . 24 4.4 Wiederholprzisionsdaten 26 5 Bestimmen der Unsicherheit unter Verwendung von Schtzwerten der Wiederholprzision, der Vergle

6、ichprzision und der Richtigkeit . 28 5.1 Verfahren zum Bestimmen der Messunsicherheit . 28 5.2 Unterschiede zwischen erwarteter und tatschlicher Przision 28 6 Nachweisen der Relevanz von Vefahrensleistungsdaten fr die Messergebnisse aus einem bestimmten Messprozess . 28 6.1 Allgemeines 28 6.2 Darleg

7、en der Beherrschung der Laborkomponente der systematischen Abweichung . 30 6.2.1 Allgemeine Anforderungen . 30 6.2.2 Verfahren fr den Nachweis der Beherrschung der Laborkomponente der systematischen Abweichung . 30 6.2.3 Erkennen einer signifikanten Laborkomponente bei der systematischen Abweichung

8、. 36 6.3 Verifizieren der Wiederholprzision . 36 6.4 Fortlaufende Verifizierung der Leistungsfhigkeit . 36 Introduction . 9 1 Scope 11 2 Terms and definitions . 11 3 Symbols 19 4 Principles 25 4.1 Individual results and measurement process performance 25 4.2 Applicability of reproducibility data 25

9、4.3 Basic equations for the statistical model 25 4.4 Repeatability data 27 5 Evaluating uncertainty using repeatability, reproducibility and trueness estimates 29 5.1 Procedure for evaluating measurement uncertainty . 29 5.2 Differences between expected and actual precision . 29 6 Establishing the r

10、elevance of method performance data to measurement results from a particular measurement process 29 6.1 General . 29 6.2 Demonstrating control of the laboratory component of bias 31 6.2.1 General requirements . 31 6.2.2 Methods of demonstrating control of the laboratory component of bias 31 6.2.3 De

11、tection of significant laboratory component of bias . 37 6.3 Verification of repeatability 37 6.4 Continued verification of performance . 37 DIN ISO 21748:2014-05 3 7 Den Untersuchungseinheiten Aussagekraft verleihen . 38 7.1 Allgemeines 38 7.2 Probenahme . 38 7.2.1 Einbeziehung des Prozesses der Pr

12、obenahme . 38 7.2.2 Inhomogenitt 38 7.3 Probenaufbereitung und Vorbehandlung 38 7.4 nderungen bei der Art der Untersuchungseinheit . 38 7.5 Streuung der Unsicherheit mit dem Niveau der Messgre 40 7.5.1 Korrigieren von sR. 40 7.5.2 nderungen bei anderen Beitrgen zur Unsicherheit. 40 8 Zustzliche Fakt

13、oren . 42 9 Allgemeiner Ausdruck fr die kombinierte Standardunsicherheit 42 10 Auf Ringversuchsdaten beruhende Unsicherheitsbilanzen 44 11 Bestimmung der Unsicherheit fr ein kombiniertes Ergebnis 46 12 Darstellung von Informationen ber Unsicherheit . 48 12.1 Allgemeine Darstellung . 48 12.2 Wahl des

14、 Erweiterungsfaktors . 48 12.2.1 Allgemeines 48 12.2.2 Gewnschtes Vertrauensniveau 48 12.2.3 Mit dem Schtzwert verbundene Anzahl der Freiheitsgrade 48 13 Vergleich von Kennzahlen fr die Verfahrensleistung mit Unsicherheitsdaten . 50 13.1 Grundlegende Annahmen fr den Vergleich . 50 13.2 Verfahren fr

15、den Vergleich . 50 13.3 Grnde fr Unterschiede 52 Anhang A (informativ) Anstze zur Schtzung der Unsicherheit . 54 A.1 Der GUM-Ansatz 54 A.2 Ansatz mittels Ringversuch . 56 A.2.1 Grundmodell 56 A.2.2 Einbeziehen von Richtigkeitsdaten . 58 A.2.3 Weitere Effekte Das kombinierte Modell . 60 A.3 Charakter

16、istika beider Anstze 62 Anhang B (informativ) Experimentelle Bestimmung der Unsicherheit . 64 B.1 Praktisches Verfahren zur Schtzung von Empfindlichkeitskoeffizienten 64 B.2 Einfaches Verfahren zur Bestimmung der auf einem Zufallseffekt beruhenden Unsicherheit . 64 7 Establishing relevance to the te

17、st item . 39 7.1 General . 39 7.2 Sampling 39 7.2.1 Inclusion of sampling process 39 7.2.2 Inhomogeneity . 39 7.3 Sample preparation and pre-treatment 39 7.4 Changes in test-item type 39 7.5 Variation of uncertainty with level of response 41 7.5.1 Adjusting sR. 41 7.5.2 Changes in other contribution

18、s to uncertainty . 41 8 Additional factors 43 9 General expression for combined standard uncertainty . 43 10 Uncertainty budgets based on collaborative study data . 45 11 Evaluation of uncertainty for a combined result. 47 12 Expression of uncertainty information . 49 12.1 General expression . 49 12

19、.2 Choice of coverage factor 49 12.2.1 General . 49 12.2.2 Level of confidence desired . 49 12.2.3 Degrees of freedom associated with the estimate . 49 13 Comparison of method performance figures and uncertainty data 51 13.1 Basic assumptions for comparison 51 13.2 Comparison procedure . 51 13.3 Rea

20、sons for differences . 53 Annex A (informative) Approaches to uncertainty estimation 55 A.1 The GUM approach . 55 A.2 Collaborative study approach 57 A.2.1 Basic model . 57 A.2.2 Incorporating trueness data . 59 A.2.3 Other effects The combined model 61 A.3 Relationship between approaches 63 Annex B

21、 (informative) Experimental uncertainty evaluation 65 B.1 Practical procedure for estimating sensitivity coefficients 65 B.2 Simple procedure for evaluating uncertainty due to a random effect . 65 DIN ISO 21748:2014-05 4 Anhang C (informativ) Beispiele von Berechnungen der Unsicherheit 66 C.1 Messun

22、g von Kohlenmonoxid (CO) in Kfz-Abgasen . 66 C.1.1 Einleitung 66 C.1.2 Ringversuchsdaten 66 C.1.3 Lenkung der systematischen Abweichung 66 C.1.4 Przision . 68 C.1.5 Bedeutung der Untersuchungseinheiten . 68 C.1.6 Schtzwert fr die Unsicherheit . 68 C.2 Bestimmung der Fleischeinwaage . 68 C.2.1 Einlei

23、tung 68 C.2.2 Grundlegende Gleichungen 68 C.2.3 Experimentelle Schritte zur Bestimmung der Fleischeinwaage . 70 C.2.4 Komponenten der Unsicherheit . 70 C.2.5 Bestimmen von Komponenten der Unsicherheit . 70 C.2.6 Kombinierte Unsicherheit . 74 C.3 Unsicherheit fr das AOAC-Verfahren 990.12: Anzahl aero

24、ber Keime 74 C.3.1 Einleitung 74 C.3.2 Daten des Ringversuchs . 74 C.3.3 Beherrschung der systematischen Abweichung 76 C.3.4 Beherrschung der Przision . 76 C.3.5 Den Untersuchungseinheiten Aussagekraft verleihen . 78 C.3.6 Kombinierte Standardunsicherheit 78 C.3.7 Erweiterte Unsicherheit . 78 C.3.8

25、Weitere Betrachtungen 78 C.4 Unsicherheit bei der Bestimmung des Rohfasergehalts 80 C.4.1 Einleitung 80 C.4.2 Berechnung der Faserkonzentration . 80 C.4.3 Daten des Ringversuchs . 80 C.4.4 Beherrschung der systematischen Abweichung 82 C.4.5 Beherrschung der Przision . 82 C.4.6 Streuung der Unsicherh

26、eit mit dem Niveau der Messgre . 82 C.4.7 Weitere Faktoren 84 C.4.8 Kombinierte Standardunsicherheit 84 C.4.9 Erweiterte Unsicherheit . 84 Literaturhinweise 88 Annex C (informative) Examples of uncertainty calculations . 67 C.1 Measurement of carbon monoxide (CO) in automobile emissions 67 C.1.1 Int

27、roduction 67 C.1.2 Collaborative study data . 67 C.1.3 Control of bias . 67 C.1.4 Precision . 69 C.1.5 Relevance of test items . 69 C.1.6 Uncertainty estimate . 69 C.2 Determination of meat content. 69 C.2.1 Introduction 69 C.2.2 Basic equations . 69 C.2.3 Experimental steps in meat-content determin

28、ation . 71 C.2.4 Uncertainty components 71 C.2.5 Evaluating uncertainty components . 71 C.2.6 Combined uncertainty . 75 C.3 Uncertainty for AOAC method 990.12: Aerobic Plate Count . 75 C.3.1 Introduction 75 C.3.2 Collaborative study data . 75 C.3.3 Control of bias . 77 C.3.4 Control of precision 77

29、C.3.5 Establishing relevance to the test item . 79 C.3.6 Combined standard uncertainty 79 C.3.7 Expanded uncertainty . 79 C.3.8 Additional considerations 79 C.4 Uncertainty for crude fibre determination . 81 C.4.1 Introduction 81 C.4.2 Calculation of fibre concentration . 81 C.4.3 Collaborative stud

30、y data . 81 C.4.4 Control of bias . 83 C.4.5 Control of precision 83 C.4.6 Variation of uncertainty with level of response . 83 C.4.7 Additional factors 85 C.4.8 Combined standard uncertainty 85 C.4.9 Expanded uncertainty . 85 Bibliography 88 DIN ISO 21748:2014-05 5 Nationales Vorwort Dieses Dokumen

31、t (ISO 21748:2010) wurde vom Internationalen Technischen Komitee ISO/TC 69 Application of statistical methods“, Unterkomitee SC 6 Measurement methods and results“ erarbeitet, dessen Sekretariat von JISC (Japan) gehalten wird. Fr die deutsche Mitarbeit ist der Arbeitsausschuss NA 147-00-02 AA Angewan

32、dte Statistik“ im Normenausschuss Qualittsmanagement, Statistik und Zertifizierungsgrundlagen“ (NQSZ) im DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. zustndig. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN und/oder die DKE sind nicht daf

33、r verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Zu den im Inhalt zitierten Internationalen Normen und Dokumenten wird im Folgenden auf die entsprechenden Deutschen Normen hingewiesen: ISO 3534-1 siehe DIN ISO 3534-1 ISO 3534-2 siehe DIN ISO 3534-2 ISO 5725-1:1994 si

34、ehe DIN ISO 5725-1 ISO 5725-2:1994 siehe DIN ISO 5725-2 ISO 5725-3:1994 siehe DIN ISO 5725-3 ISO 5725-4:1994 siehe DIN ISO 5725-4 ISO 5725-5:1998 siehe DIN ISO 5725-5 ISO 5725-6:1994 siehe DIN ISO 5725-6 ISO 10576-1 siehe DIN ISO 10576-1 ISO 11648 siehe DIN ISO 11648-1 ISO 19011 siehe DIN EN ISO 190

35、11 ISO/IEC 17025 siehe DIN EN ISO/IEC 17025 ISO/IEC 17043 siehe DIN EN ISO/IEC 17043 Die Norm ISO 8258:1991 Shewhart control charts wurde durch die ISO 7870-2:2013 Control charts Part 2: Shewhart control charts ersetzt. DIN ISO 21748:2014-05 6 Nationaler Anhang NA (informativ) Literaturhinweise DIN

36、ISO 3534-1, Statistik Begriffe und Formelzeichen Teil 1: Wahrscheinlichkeit und allgemeine statistische Begriffe DIN ISO 3534-2, Statistik Begriffe und Formelzeichen Teil 2: Angewandte Statistik DIN ISO 5725-1, Genauigkeit (Richtigkeit und Przision) von Messverfahren und Messergebnissen Teil 1: Allg

37、emeine Grundlagen und Begriffe DIN ISO 5725-2, Genauigkeit (Richtigkeit und Przision) von Messverfahren und Messergebnissen Teil 2: Grundlegende Methode fr Ermittlung der Wiederhol- und Vergleichprzision eines vereinheitlichten Messverfahrens DIN ISO 5725-3, Genauigkeit (Richtigkeit und Przision) vo

38、n Messverfahren und Messergebnissen Teil 3: Przisionsmae eines vereinheitlichten Messverfahrens unter Zwischenbedingungen DIN ISO 5725-4, Genauigkeit (Richtigkeit und Przision) von Messverfahren und Messergebnissen Teil 4: Grundlegende Methoden fr die Ermittlung der Richtigkeit eines vereinheitlicht

39、en Messverfahrens DIN ISO 5725-5, Genauigkeit (Richtigkeit und Przision) von Messverfahren und Messergebnissen Teil 5: Alternative Methoden fr die Ermittlung der Przision eines vereinheitlichten Messverfahrens DIN ISO 5725-6, Genauigkeit (Richtigkeit und Przision) von Messverfahren und Messergebniss

40、en Teil 6: Anwendung von Genauigkeitswerten in der Praxis DIN ISO 10576-1, Statistische Verfahren Leitfaden fr die Beurteilung der Konformitt mit vorgegebenen Anforderungen Teil 1: Allgemeine Grundstze DIN ISO 11648-1, Statistische Aspekte der Probenahme von Massengtern Teil 1: Allgemeine Grundlagen

41、 DIN EN ISO 19011, Leitfaden zur Auditierung von Managementsystemen DIN EN ISO/IEC 17025, Allgemeine Anforderungen an die Kompetenz von Prf- und Kalibrierlaboratorien DIN EN ISO/IEC 17043, Konformittsbewertung Allgemeine Anforderungen an Eignungsprfungen DIN ISO 21748:2014-05 7 Leerseite DIN ISO 217

42、48:2014-05 8 Leitfaden zur Verwendung der Schtzwerte der Wiederholprzision, der Vergleichprzision und der Richtigkeit beim Schtzen der Messunsicherheit Einleitung Die Kenntnis der mit Messergebnissen verbundenen Unsicherheit ist fr die Interpretation der Ergebnisse unerlsslich. Ohne quantitative Bew

43、ertungen der Unsicherheit ist es unmglich zu entscheiden, ob beobachtete Unterschiede zwischen Ergebnissen mehr als die Versuchsstreuung wiedergeben, ob Untersuchungseinheiten die Spezifikationen erfllen oder ob Rechtsvorschriften, die auf Grenzwerte Bezug nehmen, verletzt worden sind. Ohne Informat

44、ionen ber die Unsicherheit besteht ein Risiko zur Fehlinterpretation der Ergebnisse. Falsche Entscheidungen, die auf solch einer Basis getroffen werden, knnen in der Industrie zu unntigen Ausgaben fhren, zu unangenehmer strafrechtlicher Verfolgung sowie zu nachteiligen gesundheitlichen oder sozialen

45、 Auswirkungen. Von Labors, die unter dem ISO/IEC 17025 Akkreditierungssystem und unter hnlichen Systemen arbeiten, wird demzufolge gefordert, die Messunsicherheit von Mess- und Ermittlungsergebnissen zahlenmig zu bestimmen und die Unsicherheit auszuweisen, wo dies von Bedeutung ist. Der von ISO/IEC

46、als ISO/IEC Guide 98-3:2008 verffentlichte Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM) beschreibt ein weithin anerkanntes Standard-Vorgehen. Allerdings setzt er voraus, dass ein Modell des Messprozesses vorliegt. Ein sehr weiter Bereich von Standard-Ermittlungsverfahren basiert jedoc

47、h auf Ringversuchen gem ISO 5725-2:1994. Diese Internationale Norm stellt eine geeignete und wirtschaftliche Methodik bereit zur Schtzung der Unsicherheit, die mit den Ergebnissen dieser Verfahren verbunden ist, welche in vollem Umfang mit den mageblichen Grundstzen des GUM bereinstimmt, whrend sie

48、zugleich die Verfahrenskenngren des Ringversuchs bercksichtigt. Der in dieser Internationalen Norm verwendete allgemeine Lsungsweg erfordert, dass Schtzwerte fr Wiederholprzision, Vergleichprzision und Richtigkeit des verwendeten Verfahrens, die aus Ringversuchen gem ISO 5725-2:1994 stammen, aus ver

49、ffentlichten Informationen ber das verwendete Ermittlungsverfahren vorliegen. Diese liefern Schtzwerte fr die Varianzkomponenten innerhalb der Labors“ und zwischen den Labors“, zusammen mit einem Schtzwert fr die Unsicherheit, die mit der Richtigkeit des Verfahrens verbunden ist; das Labor durch Untersuchung seiner eigenen systematischen Abweichung und Przision besttigt, dass seine Umsetzung des Ermittlungsverfah