Утв. Приказом федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 октября 2015 г. N 1471-ст
Национальный стандарт РФ ГОСТ Р ИСО 11843-6-2015
"СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ. СПОСОБНОСТЬ ОБНАРУЖЕНИЯ. Часть 6. МЕТОДОЛОГИЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ И МИНИМАЛЬНОГО ОБНАРУЖИВАЕМОГО ЗНАЧЕНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ АППРОКСИМАЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПУАССОНА НОРМАЛЬНЫМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ"
Statistical methods. Capability of detection. Part 6. Methodology for the determination of the critical value and the minimum detectable value in Poisson distributed measurements by normal approximations
Дата введения - 1 декабря 2016 г.
Введен впервые
Предисловие
1 Подготовлен Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (АО "НИЦ КД") на основе собственного аутентичного перевода на русский язык англоязычной версии международного стандарта, указанного в пункте 4
2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 125 "Применение статистических методов"
3 Утвержден и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 октября 2015 г. N 1471-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 11843-6:2013 "Способность обнаружения. Часть 6. Методология определения критического значения и минимального обнаруживаемого значения с применением аппроксимации распределения Пуассона нормальным распределением" (ISO 11843-6:2013 "Capability of detection - Part 6: Methodology for the determination of the critical value and the minimum detectable value in Poisson distributed measurements by normal approximations", IDT).
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5 (подраздел 3.5).
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
5 Введен впервые
Введение
В приборах различного типа для обнаружения сигналов часто используют метод подсчета импульсов (датчик рентгеновской, электронной и ионной спектроскопии, такие как рентгеновские дифрактометры, рентгеновские флуоресцентные спектрометры, рентгеновские фотоэлектронные спектрометры, оже-электронные спектрометры, масс-спектрометры вторичной ионизации, хромато-масс-спектрометры и др.). В этом случае сигналы состоят из серии импульсов, появляющихся случайным образом через нерегулярные интервалы времени. Для их описания может быть применено распределение Пуассона, а методология определения минимального обнаруживаемого значения может быть выведена с применением статистической теории.
Определение минимального обнаруживаемого значения иногда важно в практической работе. Это значение обеспечивает критерий принятия решения, когда "сигнал не обнаружен или когда сигнал значимо отличается от фонового шума" [1 - 8]. Например, это важно, когда измеряемая величина представляет опасные вещества или поверхностное загрязнение полупроводниковых материалов. Ограничения на опасные вещества устанавливают пределы использования шести опасных материалов (шестивалентный хром, свинец, ртуть, кадмий и огнезащитные агенты, пербромодифенил) в производстве электронных компонентов и соответствующих товаров, продаваемых в ЕС. Для проверки используют специальные приборы. Рентгеновские флуоресцентные спектрометры и газохроматографические масс-спектрометры являются такими приборами. Рентгеновские дифрактометры используют для измерения уровня опасности асбеста и кристаллического кремния в окружающей среде или в строительных материалах.
Методы, используемые для определения минимального обнаруживаемого значения, должны в течение некоторого времени широко использоваться в области аналитической химии, но не там, где используют метод подсчета импульсов. Необходимо установить методологию определения минимального обнаруживаемого значения в этой области.
В настоящем стандарте распределение Пуассона аппроксимировано нормальным распределением, обеспечивающим согласованность с подходом IUPAC, лежащем в основе серии стандартов ISO 11843. Обычную аппроксимацию используют для генерации дисперсии, критического значения отклика, критерия способности обнаружения и минимального обнаруживаемого значения [1].
В настоящем стандарте:
α- вероятность ошибочного обнаружения того, что система не находится в базовом состоянии, если в действительности она находится в базовом состоянии;
β- вероятность ошибочного не обнаружения того, что система не находится в базовом состоянии, если значение переменной состояния равно минимальному обнаруживаемому значению (xd).
Настоящий стандарт полностью согласован с ИСО 11843-1, ИСО 11843-3, ИСО 11843-4.
1 Область применения
В настоящем стандарте установлены методики определения критического значения переменной отклика и минимального обнаруживаемого значения по результатам измерений, подчиняющихся распределению Пуассона. Стандарт применим в тех случаях, когда изменчивость фонового шума и сигнала могут быть описаны распределением Пуассона. Обычно для распределения Пуассона используют аппроксимацию в виде нормального распределения (см. ИСО 11843-3 и ИСО 11843-4).
Сопоставление точности результатов при использовании распределения Пуассона и его аппроксимации нормальным распределением приведено в приложении С.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
Руководство ИСО 30 Термины и определения, используемые в области стандартных образцов (ISO Guide 30 Terms and definitions used in connection with reference materials)
ИСО 3534-1 Статистика. Словарь и условные обозначения. Часть 1. Общие статистические термины и термины, используемые в вероятностных задачах (ISO 3534-1 Statistics - Vocabulary and symbols - Part 1: General statistical terms and terms used in probability)
ИСО 11843-1 Способность обнаружения. Часть 1. Термины и определения (ISO 11843-1 Capability of detection - Part 1: Terms and definitions)
ИСО 11843-2 Способность обнаружения. Часть 2. Методология в случае линейной калибровки (ISO 11843-2 Capability of detection - Part 2: Methodology in the linear calibration case)
ИСО 11843-3 Способность обнаружения. Часть 3. Методология определения критического значения отклика без использования данных калибровки (ISO 11843-3 Capability of detection - Part 3: Methodology for determination of the critical value for the response variable when no calibration data are used)
ИСО 11843-4 Способность обнаружения. Часть 4. Метод сравнения заданного значения с минимальным обнаруживаемым значением (ISO 11843-4 Capability of detection - Part 4: Methodology for comparing the minimum detectable value with a given value)
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ИСО 3534-1, ИСО 11843-1, ИСО 11843-2, ИСО 11843-3, ИСО 11843-4 и Руководству ИСО 30.
4 Измерительная система и обработка данных
Условия использования в расчетах распределения Пуассона обычно определяют экспериментально. Количество обнаруженных импульсов возрастает при увеличении времени наблюдений и ширины области наблюдаемого спектра. Эти два параметра должны быть установлены и сохраняться в процессе измерений.
Для достоверного определения минимального обнаруживаемого значения необходимо выполнение следующих требований:
a) сигнал и фоновый шум подчиняются распределению Пуассона. Сигнал является средним наблюдаемых значений;
b) исходные данные не обработаны и не сглажены;
c) продолжительный непрерывный интервал времени измерений более предпочтителен, чем несколько коротких промежутков времени наблюдений. Измерения продолжительностью в одну секунду предпочтительнее, чем 10 измерений продолжительностью по 100 мс каждое. Аппроксимация распределения Пуассона нормальным распределением дает более точные результаты для более высоких значений среднего;
d) количество измерений. Поскольку в приведенных методах использованы только средние, для их определения необходимо выполнение повторных измерений. Мощность теста возрастает с увеличением количества измерений;
e) количество каналов, используемых датчиком. Не должно быть наложения соседних пиков. Количество используемых каналов для измерения фонового шума и выборочный спектр должны быть идентичными (приложение D, рисунок D.1);
f) ширина пика. Для мониторинга единственного пика рекомендуется использовать полную ширину на половине максимума (FWHM). Это предпочтительно в случае измерения высоты вершины и/или ширины основания пика. Соответствующее значение FWHM должно быть определено заранее на основе результатов измерений стандартной выборки. Идентичное значение FWHM следует использовать и для фонового шума и для измерений элементов выборки.
Дополнительные факторы. Инструмент должен быть поверен (калиброван), датчик должен работать в пределах его линейного диапазона. Не должно быть сигналов, которые не могли бы быть четко идентифицированы, как не являющиеся шумом. Деградация объекта в процессе измерений должна быть незначительной. Должен быть обнаружен, по крайней мере, один сигнал или пик, относящийся к рассматриваемому объекту.
5 Аппроксимация распределения Пуассона
— Все документы — ГОСТы — ГОСТ Р ИСО 11843-6-2015 СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ. СПОСОБНОСТЬ ОБНАРУЖЕНИЯ. Часть 6. МЕТОДОЛОГИЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ И МИНИМАЛЬНОГО ОБНАРУЖИВАЕМОГО ЗНАЧЕНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ АППРОКСИМАЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПУАССОНА НОРМАЛЬНЫМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ
Городом с самыми дешевыми квартирами в новостройках оказался Воронеж
Аналитик Гутман: период с мая по июль является лучшим периодом для продажи дачи
«МК»: в России не отменят льготную ипотеку
Аренда квартир в Москве подешевела на 10 %
Вице-премьер Хуснуллин: ставка по ипотеке должна быть пять процентов