标准物质的研制与应用
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. 标准物质的定义
• 基准方法（Primary Method of Measurement）（PMM） 具有最高计量品质的测量方法，它的 操作可以完全的被描述和理解，其不确定 度可以用SI单位表述，测量结果不依赖被 测量的测量标准。
• 基准标准物质： 一种具有最高计量品质、用基准方法
确定量值的标准物质。
2020/2/6
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一、标准物质及其作用
• 标准物质是具有准确量值的测量标准，它 在化学测量、生物测量、工程测量与物理 测量领域得到了广泛的应用。标准物质具 有以下特点：
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• （1）标准物质的量值只与物质的性质有 关，与物质的数量和形状无关；
• （2）标准物质种类多，仅化学成份量标 准物质就数以千计，其量限范围跨越12 个数量级；
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例2 钢铁生产
目前我国钢铁产品已突破1亿吨，原 材料和产品均需经过化验，因此冶金生 产一天也离不开标准物质。由于我国中 小型企业多，生产中仍多采取湿式化学 分析，消耗的标准物质量大。据估计每 年消耗的标准物质在20000kg以上。目 前经国家一级、二级冶金标准物质和原 冶金部发布的行业标准物质已达2388种， 仪器用标准物质137套，单点仪器用标准 物质42种。这些标准物质在冶金产品质 量保证中起到了良好的作用。
• （3）标准物质实用性强，可在实际工作 条件下应用，即可用于校准检定测量仪 器，评价测量方法的准确度，也可用于 测量过程的质量评价以及实验室的计量 认证与测量仲裁等；
• （4）标准物质具有良好的复现性，可以 批量制备并且在用完后再行复制。
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1. 标准物质的定义
• 按照"国际通用计量学基本术语"和"国际 标准化组织指南30"，标准物质有如下定 义：
标准物质的研制与应用
倪晓丽
2020/2/6
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目录
一、标准物质及其作用 二、我国标准物质的管理及其发展 三、国外标准物质的现状 四、标准物质的制备 五、标准物质的均匀性及其检验 六、标准物质的稳定性及其检验 七、标准物质的定值 八、有证标准物质的使用 九、标准物质的申报审批程序 十、标准物质的申报材料要求
（1）标准物质（Reference Material） （RM）
具有一种或多种足够均匀和很好确 定了的特性值，用以校准设备，评价测 量方法或给材料赋值的材料或物质。
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1. 标准物质的定义
• （2）有证标准物质（Certified Reference Material）（CRM）
附有证书的标准物质，其一种或多 种特性值用建立了溯源性的程序确定，使 之可溯源到准确复现的用于表示该特性值 的计量单位，而且每个标准值都附有给定 置信水平的不确定度。
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2. 标准物质的分类
• 按标准物质的技术特征分类，通常可以分 为四类：
（1）化学成份或纯度标准物质 （2）物理化学特性标准物质 （3）工程技术特性标准物质 （4）生物化学特性标准物质
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2. 标准物质的分类
• 按学科专业分类，国际标准化组织标准物质委员 会（ISO/REMCO）将标准物质分为十七类，它 们是：1、地质学；2、物理化学；3、核材料、 放射性材料；4、环境；5、有色金属；6、黑色 金属；7、塑料、橡胶、塑料制品；8、玻璃、陶 瓷；9、生物、植物、食品；10、生物医学、药 物；11、临床化学；12、纸；13、石油；14、无 机化工产品；15、有机化工产品；16、技术和工 程；17、物理学和计量学
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2. 标准物质的分类
• 按标准物质的用途分类，通常可以分为： （1）用于产品交换，即国内外贸易用的标准
物质； （2）用于质量控制，即用于生产流程的监测、
产品的检验的标准物质； （3）用于特性测定的标准物质； （4）科学研究用的标准物质。
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3. 标准物质的分级
（1） 至少用一种准确、可靠的分析方 法定值。
（2） 和一级标准物质相比较的方法 定值
准确度 均匀性
根据最终使用要求和经济原则尽可能提高准 确度，力求比最终使用要求的准确度高3~10 倍
取决于最终使用要求
应高于现场分析准确度的3~10倍 取决于最终使用要求
稳定性
稳定期限至少1~2年
如果该标准物质立即获得并能使 用，稳定期限可短至几个星期
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1. 标准物质的定义
• （3）基准标准物质（Primary Reference Material）（PRM） 这是一个比较新的概念。国际计量委 员会（CIPM）于1993年建立了物质量咨询 委员会（CCQM），在1995年的物质量咨 询委员会会议上提出了如下定义：
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一级与二级标准物质的比较
内容 项目
一级标准物质
二级标准物质
研制者 定值方法
国家计量实验室、权威性实验室或其他机构
工业、企业实验室、研究所 及 其他研究机构
（1） 采用定义法，由两位分析人员独立操作，定值。 （2） 采用两种或两种以上独立的、准确可靠的分 析方法定值。 （3） 经检验合格的实验室协作定值
• 一般分为一级标准物质和二级标准物质。
• 一级标准物质主要用来标定比它低一级的标准物质 或者用来检定高准确度的计量仪器或用于评定和研 究标准方法或在高准确度要求的关键场合下应用。
• 二级标准物质或工作标准物质一般是为了满足本单 位的需要和社会一般要求的标准物质，作为工作标 准直接使用，作为现场方法的研究和评价，日常实 验室内质量保证以及不同实验之间的质量保证，即 用来评定日常分析操作的测量不确定度。
主要用途 2020/2/6
（1） （2） （3）
研究或评价标准方法。 二级标准物质定值。 高精度、高准确度测量仪器的校准
（1） 研究或评价现场分析方法。 （2） 现场实验室的质量保证。 （3） 不同实验室间的质量保证
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4. 标准物质的作用
• （1）标准物质在质量监控中的作用
例1:国家地质大调查
国家组织研制了水系沉积物（12种）、土壤（8 种）、岩石（10种）、金（7种）等标准物质，在 全面范围内统一采用密码插入这些标准物质进行质 量监控，有效地控制了不同时间、不同方法及不同 实验室间的测试偏倚，此项工作完成国土460万平 方公里，占全国可工作面积的70%，共测试100多 万个样品，取得了4亿多个定量测试数据，保证了 这些数据的全国性比对和成图，显著提高了成矿异 常的分辩率和找矿效果。
• 基准方法（Primary Method of Measurement）（PMM） 具有最高计量品质的测量方法，它的 操作可以完全的被描述和理解，其不确定 度可以用SI单位表述，测量结果不依赖被 测量的测量标准。
• 基准标准物质： 一种具有最高计量品质、用基准方法
确定量值的标准物质。
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一、标准物质及其作用
• 标准物质是具有准确量值的测量标准，它 在化学测量、生物测量、工程测量与物理 测量领域得到了广泛的应用。标准物质具 有以下特点：
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• （1）标准物质的量值只与物质的性质有 关，与物质的数量和形状无关；
• （2）标准物质种类多，仅化学成份量标 准物质就数以千计，其量限范围跨越12 个数量级；
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例2 钢铁生产
目前我国钢铁产品已突破1亿吨，原 材料和产品均需经过化验，因此冶金生 产一天也离不开标准物质。由于我国中 小型企业多，生产中仍多采取湿式化学 分析，消耗的标准物质量大。据估计每 年消耗的标准物质在20000kg以上。目 前经国家一级、二级冶金标准物质和原 冶金部发布的行业标准物质已达2388种， 仪器用标准物质137套，单点仪器用标准 物质42种。这些标准物质在冶金产品质 量保证中起到了良好的作用。
• （3）标准物质实用性强，可在实际工作 条件下应用，即可用于校准检定测量仪 器，评价测量方法的准确度，也可用于 测量过程的质量评价以及实验室的计量 认证与测量仲裁等；
• （4）标准物质具有良好的复现性，可以 批量制备并且在用完后再行复制。
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1. 标准物质的定义
• 按照"国际通用计量学基本术语"和"国际 标准化组织指南30"，标准物质有如下定 义：
标准物质的研制与应用
倪晓丽
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目录
一、标准物质及其作用 二、我国标准物质的管理及其发展 三、国外标准物质的现状 四、标准物质的制备 五、标准物质的均匀性及其检验 六、标准物质的稳定性及其检验 七、标准物质的定值 八、有证标准物质的使用 九、标准物质的申报审批程序 十、标准物质的申报材料要求
（1）标准物质（Reference Material） （RM）
具有一种或多种足够均匀和很好确 定了的特性值，用以校准设备，评价测 量方法或给材料赋值的材料或物质。
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1. 标准物质的定义
• （2）有证标准物质（Certified Reference Material）（CRM）
附有证书的标准物质，其一种或多 种特性值用建立了溯源性的程序确定，使 之可溯源到准确复现的用于表示该特性值 的计量单位，而且每个标准值都附有给定 置信水平的不确定度。
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2. 标准物质的分类
• 按标准物质的技术特征分类，通常可以分 为四类：
（1）化学成份或纯度标准物质 （2）物理化学特性标准物质 （3）工程技术特性标准物质 （4）生物化学特性标准物质
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2. 标准物质的分类
• 按学科专业分类，国际标准化组织标准物质委员 会（ISO/REMCO）将标准物质分为十七类，它 们是：1、地质学；2、物理化学；3、核材料、 放射性材料；4、环境；5、有色金属；6、黑色 金属；7、塑料、橡胶、塑料制品；8、玻璃、陶 瓷；9、生物、植物、食品；10、生物医学、药 物；11、临床化学；12、纸；13、石油；14、无 机化工产品；15、有机化工产品；16、技术和工 程；17、物理学和计量学
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2. 标准物质的分类
• 按标准物质的用途分类，通常可以分为： （1）用于产品交换，即国内外贸易用的标准
物质； （2）用于质量控制，即用于生产流程的监测、
产品的检验的标准物质； （3）用于特性测定的标准物质； （4）科学研究用的标准物质。
2020/2/6
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3. 标准物质的分级
（1） 至少用一种准确、可靠的分析方 法定值。
（2） 和一级标准物质相比较的方法 定值
准确度 均匀性
根据最终使用要求和经济原则尽可能提高准 确度，力求比最终使用要求的准确度高3~10 倍
取决于最终使用要求
应高于现场分析准确度的3~10倍 取决于最终使用要求
稳定性
稳定期限至少1~2年
如果该标准物质立即获得并能使 用，稳定期限可短至几个星期
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1. 标准物质的定义
• （3）基准标准物质（Primary Reference Material）（PRM） 这是一个比较新的概念。国际计量委 员会（CIPM）于1993年建立了物质量咨询 委员会（CCQM），在1995年的物质量咨 询委员会会议上提出了如下定义：
2020/2/6
2020/2/6
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一级与二级标准物质的比较
内容 项目
一级标准物质
二级标准物质
研制者 定值方法
国家计量实验室、权威性实验室或其他机构
工业、企业实验室、研究所 及 其他研究机构
（1） 采用定义法，由两位分析人员独立操作，定值。 （2） 采用两种或两种以上独立的、准确可靠的分 析方法定值。 （3） 经检验合格的实验室协作定值
• 一般分为一级标准物质和二级标准物质。
• 一级标准物质主要用来标定比它低一级的标准物质 或者用来检定高准确度的计量仪器或用于评定和研 究标准方法或在高准确度要求的关键场合下应用。
• 二级标准物质或工作标准物质一般是为了满足本单 位的需要和社会一般要求的标准物质，作为工作标 准直接使用，作为现场方法的研究和评价，日常实 验室内质量保证以及不同实验之间的质量保证，即 用来评定日常分析操作的测量不确定度。
主要用途 2020/2/6
（1） （2） （3）
研究或评价标准方法。 二级标准物质定值。 高精度、高准确度测量仪器的校准
（1） 研究或评价现场分析方法。 （2） 现场实验室的质量保证。 （3） 不同实验室间的质量保证
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4. 标准物质的作用
• （1）标准物质在质量监控中的作用
例1:国家地质大调查
国家组织研制了水系沉积物（12种）、土壤（8 种）、岩石（10种）、金（7种）等标准物质，在 全面范围内统一采用密码插入这些标准物质进行质 量监控，有效地控制了不同时间、不同方法及不同 实验室间的测试偏倚，此项工作完成国土460万平 方公里，占全国可工作面积的70%，共测试100多 万个样品，取得了4亿多个定量测试数据，保证了 这些数据的全国性比对和成图，显著提高了成矿异 常的分辩率和找矿效果。