蒙特卡洛模拟法在分析方法不确定度评定中的应用

ghsunmer

2016/08/22

私聊

实验室认可/资质认定

8月18日下午4点，由我要测网和仪器论坛共同举办的【我要测网微课堂】蒙特卡洛模拟法在分析方法不确定度评定中的应用如期进行
分享专家：北京市劳动保护科学研究所室内环境检测中心实验室技术负责人朱佐刚副研究员
分享形式：采用PPT图片+语音形式
参与人数：3000+（8个微信群群同步直播）
内容整理：实验室认可/资质认定版面新人-ghsunmer
微课堂现场：

首先要感谢朱老师为大家进行这堂微课的讲解，朱老师是北京市劳动保护科学研究所室内环境检测中心实验室技术负责人。长期从事室内空气和车内空气中污染物检测以及检测方法的开发。参与了标准方法HJ/T 400-2007 (车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法)的检测方法编写和检测方法验证。在实验室分析质量控制方面有非常丰富的经验。朱老师论坛ID：zzg2002，欢迎来与朱老师交流@普通用户63

嘉宾分享环节

蒙特卡洛模拟法很多领域已经得到了广泛应用，但是在分析化学中的较少。所以本次讲座先为大家介绍下蒙特卡洛模拟法的原理，然后为大家梳理下不确定度计算的基本方法，最后为大家介绍下蒙特卡洛模拟法在不确定度判定的中的具体应用与举例。

首先，我们来了解下什么是蒙特卡洛模拟法。

我们从两个例子来认识下蒙特卡洛模拟法的具体内容，首先是蒙特卡洛模拟法计算圆周率：

蒙特卡洛模拟法计算圆周率的算法如下：

用vba编程后的模拟输出结果：

可以看出随着模拟次数增加，圆周率的计算结果越接近真实值，所以，蒙特卡洛模拟法如果要达到一定的精度则需要一定的模拟次数支持。
下面来看第二个例子，用蒙特卡洛模拟法计算定积分：

定积分的物理意义就是曲线与x轴相围成的面积。

解题思想与圆周率的计算相似：

模拟结果如下：

到次蒙特卡洛模拟法的基本原理就介绍完了，下面来介绍下蒙特卡洛模拟法用于不确定度的评定，首先还是先来梳理下不确定度的定义与一般计算方法：

值得特别注意的是，不确定度与分析结果的准确性没有必然联系，概念上大家要区分清楚。
区间估计的概念如下，如果不能很好理解可以参考数理统计相关书籍学习。

标样证书上的标样量值就是以区间估计的形式给出的。
下面大家一起来回顾下与不确定度相关的计量学名词：

常用的不确定度评定方法：

GUM法的评定原理与步骤：

GUM法的主要问题在于假设分析结果必须符合正态分布，但在实际应用中有许多情况是无法满足的，这就是MCM的出现原因。
蒙特卡洛模拟法的理论基础：

MCM法的基本原理与步骤：

蒙特卡洛模拟法计算不确定度的应用举例：

此外，大家还可以参考朱老师的原创【车内空气中甲苯浓度测定不确定度评定-蒙特卡洛模拟法】http://bbs.instrument.com.cn/topic/6259605 进行学习与讨论。
提问解答环节
1、CMA扩项是不是不一定要做不确定度报告啊？CNAS是不是必须要做？有没有什么规定？做的话怎么选择，按仪器来分还是其他什么？

扩项的主要目的是向评审专家展示自己的不确定度评定的能力，所以在模拟报告里应该有不确定的报告。一般情况下要涵盖仪器的不确定度和方法不确定度，而仪器的不确定度是由检定机构提供的，方法不确定度则来自于前处理、实验过程以及仪器中的不确定度。
2、z=x-y这样的模型如何评定不确定度？由于涉及到很多数学符号。朱老师亲自手写作答，并扫描给大家参阅！