Государственная система обеспечения единства измерений

СТАНДАРТНЫЕ ОБРАЗЦЫ СОСТАВА
МОНОЛИТНЫХ И ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Способы оценивания однородности

ГОСТ 8.531-2002

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ
ПО квадрат отклоненийрезультатов измерений от средних значений для каждой пробы

и между пробами

Характеристику однородности оценивают поформуле

Если , то полагают

где М - наименьшая представительная пробаСО.

5.5 Оценивание характеристики однородности по компонентам-индикаторам

В качестве компонентов-индикаторов выбирают компоненты,относительно которых из литературных данных или на основании предварительныхисследований известно, что их распределение в материале СО имеет наибольшуюнеоднородность.

По выбранным I компонентам-индикаторамоценивают в соответствии с 5.1- 5.4характеристики однородности S_нi (i = 1, 2,..., I). Каждую характеристику однородности для i-го компонента-индикатораоценивают для пробы массой М_oi и наименьшей представительной пробы М_i

5.6 Для любого другогоаттестуемого компонента, не входящего в число компонентов-индикаторов,характеристику однородности оценивают следующим образом.

Вычисляют относительные характеристикиоднородности компонентов-индикаторов

где А_i - аттестационноезначение СО i-го компонента-индикатора илисреднее арифметическое результатов для i-го компонента по формуле (2).

Вычисляют среднюю характеристикуоднородности и среднюю массу проб для компонентов-индикаторов по формулам:

и

Характеристику однородности дляаттестуемых компонентов, не входящих в число компонентов-индикаторов, оцениваютпо формуле

где А - аттестованное значение СО;

М - наименьшая представительная проба СО для данногокомпонента.

5.7 Пример оцениванияоднородности дисперсного материала приведен в приложенииБ.

6Оценивание однородности монолитных материалов

6.1 Оценку характеристикоднородности проводят после отработки технологии получения материала СО,исключающей регулярные изменения содержании аттестуемого элемента, порядкаприготовления материала СО и разделения его на экземпляры.

6.2 Из общего количестваэкземпляров СО отбирают случайным образом К экземпляров СО (K ≥25).

6.3 Подготовляют на каждомотобранном экземпляре СО аналитические поверхности в соответствии с методикойспектрального анализа, используемой для оценивания однородности.

6.4 На каждой аналитическойповерхности проводят два измерения со случайным выбором места возбуждения приоценивании однородности эмиссионным методом или два измерения без измененияположения СО - при оценивании однородности рентгенофлуоресцентным методом.

6.5 После проведения измеренииразрезают каждый экземпляр СО по плоскости, параллельной аналитическойповерхности. Положение плоскости разреза на каждом экземпляре СО определяютслучайным образом на веси его длине (высоте). Подготовляют на срезах аналитическиеповерхности и проводят измерения в соответствии с 6.4.

6.6 Результаты измерении длякаждого аттестуемого элемента записывают в таблицу, форма которой приведена в приложенииВ (таблица В.1). В таблице принятыследующие обозначения:

i - номерэкземпляра СО (i = 1, 2,..., К);

j - номераналитической поверхности (j = 1, 2);

п - номер измерения (n = 1, 2);

Х_ijn - результат n-гo измерения на j-й поверхности в i-м СО.

6.7 Вычисляют значенияследующих величин и записывают их в соответствующие столбцы таблицы:

- сумму результатов для j-й аналитической поверхности в i-м СО.

- сумму результатов для i-го экземпляра СО

- сумму квадратов результатовдля i-го экземпляра СО

6.8 В свободной таблицерезультатов, приведенных в 6.7, вычисляют суммы по столбцам, обозначенныесимволами от V до IX.

На основе данных в таблице результатоввычисляют следующие суммы квадратов:

Для контроля правильности вычислений проверяютсоотношение между суммами квадратов. Если вычисления проведены правильно, тодолжно быть выполнено равенство

В том случае, если суммы квадратов удовлетворяютуравнению (21), вычисляют средние квадраты:

6.9 Вычисляют выборочноесреднее квадратическос отклонение

где S_м характеризуетслучайную погрешность рснтгенофлуорссцснтного метода анализа. При оцениванииоднородности эмиссионным методом S_м характеризует суммарную погрешность, определяемую как случайнойпогрешностью метода, так и различием содержания аттестуемого элемента ваналитических объемах.

6.10 Оценки характеристикпогрешности S_мак и S_мик проводят в зависимости от соотношений между среднимиквадратами MSW, MSBB иMSBL по формулам, приведенным в таблице2. В таблице2 приняты следующие обозначения:

m - количествоизмерений для воспроизведения аттестованного значения СО эмиссионным методом.

Таблица 2 - Оценка характеристикS_мак и S_мик при различных соотношениях между средними квадратами MSW, MSBB, MSBL

6.11 Оценку характеристикиоднородности S_н получают по формуле

6.12 Пример расчетахарактеристики однородности СО состава монолитного материала для спектральногоанализа приведен в приложенииГ.

7Учет погрешности, обусловленной неоднородностью

Характеристику погрешности, обусловленнойнеоднородностью, учитывают при оценивании погрешности аттестованного значения CO(D_aт) по формуле

где D_м - погрешность метода, используемого для установления аттестованногозначения СО.

ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справочное)

Форма представления результатов измерений приоценивании однородности
дисперсных материалов

Таблица А.1

ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(справочное)

Пример оценивания однородности дисперсногоматериала

Материал СО - черноземная почва.Аттестуемый компонент - оксид калия. Среднее квадратическое отклонение случайнойпогрешности S_МВИ равно 0,11 %, допускаемое значение погрешностиаттестованного значения СО - 0,25 %.

Вычисляют отношение Q для расчета числа отбираемыхпроб:

Q = 0,25/0,11 = 2,3.

Количество многократных измерений J = 3. По этим данным всоответствии с таблицей 1 находят число отбираемых проб N = 18. Массаотбираемой пробы для исследования однородности М₀ = 1г.

Результаты измерений Х_nj - записывают в таблицу (таблица Б.1).

Таблица Б.1

По результатам, приведенным втаблице Б.1, вычисляют по формуле (3) средниерезультаты по пробам  и записывают их в последнюю графутаблицы. Вычисляют по формуле (4) суммуквадратов

SS_e = 0,1904.

Вычисляют по формуле (3) среднее арифметическое всех результатов , котороесоставило 2,21, и сумму квадратов

SS_н = 0,2193.

Вычисляют средние квадраты отклоненийрезультатов внутри проб

и средние квадраты отклонений результатовмежду пробами

Наименьшая представительная проба М для данного аттестуемого компонентаравна 0,5 г.Вычисляют оценку характеристики однородности по формуле (8)

S_н =[(0,0129 - 0,005289) * (l/0,5)/3]^0,5= 0,07 %.

ПРИЛОЖЕНИЕ В
(справочное)

Форма представления результатов измерений приоценивании однородности монолитных материалов для спектрального анализа

Таблица В.1

ПРИЛОЖЕНИЕ Г
(справочное)

Пример оценивания однородности монолитногоматериала для спектрального анализа

Материал СО - бронза. Аттестуемыйкомпонент - олово.

Однородность СО исследована методомэмиссионного спектрального анализа по ГОСТ9716.2.

Результаты измерений X_ijn записывают в таблицу.

Таблица Г.1

Суммируют последние столбцы таблицы и получают следующиесуммы:

V = 444,43;

VI = 1978,4111;

VII = 444,43;

VIII = 1976,8912;

IX = 1979,7637.

Вычисляют по формулам (17)- (20) суммы квадратов:

SSBL = 1976,8912 -(444,43)²/(4 * 25) = 1,7110;

SSBB = 1978,4111 -1976,8912 = 1,5199;

SSW = 1979,7637 -1978,4111 = 1,3526;

SST = 1979,7637 - (444,43)²/(4 * 25) = 4,5835.

Проверяют по формуле (21)выполнение соотношения между суммами квадратов

1,7110 + 1,5199 + 1,3526 = 4,5835.

Вычисляют по формулам (22)- (24) средние квадраты:

MSBL = 1,7110/(25 - 1) =0,07129;

MSBB = 1,5199/25 =0,06080;

MSW = 1,3526/(2 * 25) =0,09167.

Для данного случая выполняется следующее соотношениемежду средними квадратами:

MSW > MSBB, MSBB < MSBL.

Следовательно, оценку характеристикоднородности S_мак и S_мик проводят по формулам второй строки таблицы2.

Вычисляют по формуле (27)

и по формуле (25)

S_м = (l/3) * (0,09167)^0,5 = 0,1009.

Характеристика макронеоднородности

S_мак =(0,002622)^0,5 = 0,051,

а характеристика микронеоднородности при m = 2

S_мик =0,1009/(2)^0,5 = 0,071.

По этим характеристикам оцениваютхарактеристику однородности по формуле (27)

S_н = (0,051²+ 0,071²)^0,5 = 0,09.

Ключевые слова: стандартные образцы, однородность, монолитныематериалы, дисперсные материалы