什么是实验室天平的称量不确定度？-尊龙在线登录
在选择实验室天平并评估它是否符合您的标准时，不确定性并不像可读性或线性等其他因素那样广为人知，但它同样重要。虽然不确定性用于各种科学和变量，但在这篇博文中，我们将帮助您了解与实验室天平相关的称量不确定性。
什么是称重不确定度？
称量不确定度是可以合理假设在测量精确值范围内的值范围。这是一个笨拙的定义，所以让我们解开它。
例如，当您测量粉末并且尊龙在线登录-尊龙网址登录官网告诉您它的重量为 0.0067 克时，您假设粉末的质量为 0.0067 克。根据天平的可读性，您可以假设它是向上或向下舍入的（因此它实际上可能是 0.006712g 或 0.006699g，因为您的天平只显示小数点后 4 位）但您的结果仍在可接受的范围内测量的真实值。
实验室设定了称为容差的要求来解释不确定性。只要尊龙在线登录-尊龙网址登录官网的不确定度在指南规定的公差范围内，就可以接受。
准确性和不确定性之间有什么区别？
我们将准确性定义为“显示与已知重量的理想值相匹配的值的能力”。如果这听起来很像不确定性的定义，那么你并不是唯一一个犯这个错误的人。尽管是两个不同的概念，但由于它们的关系，这两个术语经常互换使用。准确度表示读数与准确值的接近程度，而不确定性则涉及可能影响结果准确度的因素。因此，准确性告诉您测量值和准确值有多相似，不确定性量化了这种相似性，让您知道它的可靠性。还在挠头吗？让我们举个例子。
假设您正在测量样品。你在天平上测量了几次（只是为了举例；这样的测试应该在实验室环境中至少进行十次），你得到 0.0100g、0.0101g、0.0102g 和 0.0100g。这意味着您的结果范围在 0.0100g 和 0.0102g 之间。根据您的天平等级和您实验室的要求，您可以通过使测试的称量落在真实值的一定百分比内来检查准确性（通常使用 0.10%，但可能取决于当地计量和您自己的实验室）。但是你有多确定重量实际上在这个范围内？这就是不确定性的来源。通过计算不确定性，您可以获得一个数字（通常是百分比），表示您对测量值真正落在该范围之间的把握程度。
为什么不确定性是测量的重要参数？
不确定性是理解和分析仪器校准结果、灵敏度、可读性、可重复性、标准偏差等的关键因素。必须为质量控制措施正确计算它，因为它是决定产品或测试是否可接受的变量之一。
如果没有适当的不确定性测量，就不可能获得实验室认证。计算不确定度允许用户设置公差，以确保高标准的可重复结果。对于测量浓度足够高的极小物质的实验室来说，不确定度测量是必不可少的，因为它们可以帮助提供可靠的结果。不确定性是校准实验室的基础，因为它们设定了判断所有结果的标准。
此外，不确定性可以用来判断实验的质量，让人们更有意义地比较结果。如果实验室告诉您他们进行了 20 次测量并获得了精确而准确的结果，您可能会对他们的结果印象深刻。但假设他们只有 67% 的人确信他们的结果是准确的，而 69% 的人确信他们的结果是准确的。还印象深刻吗？
它还可以帮助人们比较实验。如果两个团队进行实验以证明一种物质对人有一定的影响，那么他们的不确定性测量是了解哪个团队创造了更好的实验以及是否可以进行比较的好方法。
不确定性和标准偏差之间的关系是什么？
如果您认为准确性和不确定性之间的差异令人困惑，我很抱歉地说标准偏差没有帮助。标准偏差是测量值与真实值之间的差异。准确性是这些值的接近程度，不确定性是测量值的可靠性。标准偏差是影响不确定性的一个因素。存在直接相关性：标准偏差越高，不确定性越高（反之亦然）。不确定性也依赖于其他因素，但标准偏差的影响非常明显，并且往往是评估不确定性的良好参数。
标准偏差影响许多不同的变量，但最有用的计算之一是确定可重复性的标准偏差。
为此，请在相同条件（包括用户和环境条件）下使用相同的天平和样品进行多次测量并记录每个结果。
通过将所有结果相加并将结果之和除以结果数来计算平均值。
从平均值中减去每个结果，然后将差值平方。在这个阶段你应该只有正数。
将平方结果加在一起。
将平方结果的总和除以结果数减一。
得到商的平方根。
（可选）如果您想要平均值的标准差，请取最后一个结果并将其除以结果数的平方根。
要获得百分比形式的标准偏差（相对标准偏差），请将标准偏差乘以 100，然后将乘积除以平均值。
例子：
四个测量值：2、3、2、2
(2 3 2 2) / 4 = (9) / 4 = 2.25
2.25 – 2 = 0.25。2.25 – 3 = -0.75。2.25 – 2 = 0.25。2.25 – 2 = 0.25。2.25 2 = 0.0625。-0.75 2 = 0.5625。2.25 2 = 0.0625。2.25 2 = 0.0625。
0.0625 0.5625 0.0625 0.0625 = 0.75
0.75 / (4 – 1) = 0.75 / 3 = 0.25
√0.25 = 0.5。标准差 = 0.5。
0.5 / √ 4 = 0.5 / 2 = 0.25。rstdm = 0.25。
(0.5 * 100) / 2.25 = 22.22%
不确定性和最小权重
如果您浏览过实验室天平的规格，您可能已经注意到最小重量。最小重量是可以在仪器上测量的最小物质量，其不确定度不会超过所需的公差。这与天平可以测量的最小重量不同，只是在结果被认为太不可靠而无法用于某些应用之前，重量可以有多小。
尊龙在线登录-尊龙网址登录官网可以测量小于最小重量的量，但确定性降低。由于影响不确定度和标准偏差的各种因素，最小重量不是一个稳定的值，这就是为什么用±表示。
大多数实验室建议您始终称量高于最小重量以确保可靠的结果。这意味着如果您需要可靠地测量少量，您应该密切注意天平的最小重量，以及它是否符合您实验室的公差。这就是为什么一些实验室似乎使用比他们需要的更精确的天平的原因。虽然尊龙在线登录-尊龙网址登录官网可能具有足够高的可读性，但科学家可能需要半微量天平的最小重量。
不确定性与错误有何不同？
虽然它们经常互换使用，但不确定性与错误不同。虽然错误会影响不确定性，但它们是会导致某种故障并阻止天平提供正确结果的错误。它们可以增加不确定性，但它们的容差应该要低得多。
由于测量的纯粹性质，不确定性是不可避免的：无论是如何制造的，都有可能在预期质量和最终质量之间存在一些偏差，无论多么微小。这不是一个错误，只是我们生活的世界的一个副产品，并且会受到许多不同因素的影响。
从本质上讲，不确定性意味着无论天平多么精确和准确，无论产品应该如何称量，都可能存在细微的差异，因为我们不知道确切的重量，即使我们知道，外部因素也可能会改变它. 错误是导致天平给出错误读数的问题。
如何计算实验室天平的不确定度？
不确定性不是与单个读数相关的数字。相反，它是衡量结果是否可靠的指标。这意味着在计算不确定度时，需要计算可读性、可重复性、校准、密度、参考质量、误差、称重结果、环境影响以及许多其他因素。遗憾的是，没有明确的答案，因为需要为每个需要评估的值测量不确定性。然后需要将这些不确定性结果组合成方程，以说明它们各自的重要性以及哪些读数相互影响。每次计算的结果都需要作为一个完整的集合来查看，才能真正了解天平可靠性的全貌。由于与计算不确定性相关的复杂性，
可接受的称量不确定度百分比是多少？
这实际上取决于实验室和您需要测量的样品类型。制药实验室和校准实验室可能有不同的可接受百分比，具体取决于天平和样品。因为它是特定于应用程序的，所以您必须参考您实验室的指南和公差。
通常，不确定度可以表示为样品的重量（被测量的值）、±符号和测量不确定度本身的值。因此，如果天平的不确定度测量值为 1mg，而您测量的是 10g，则结果应为 10±0.01%。理想情况下，这个数字应该尽可能低。到底有多低取决于您的容忍度。
称量不确定度是一个复杂的话题，在查看实验室天平时必须了解它。它影响重量测量的几乎所有方面。
