有效数字新见解在卫生理化检验中的应用浅析

谭成勇

巫山县疾病预防控制中心，重庆404700



有效数字新见解在卫生理化检验中的应用浅析

谭成勇

巫山县疾病预防控制中心，重庆404700

在卫生理化检验过程中，时刻会用到有效数字，为了能够正确掌握和运用有效数字，我们在实际操作中通常会运用误差理论作依据，对其进行卫生理化检验技术分析，对有效数字在可疑位置上的误差有了新的观念和掌握情况，并将此应用到卫生理化检验中的物质称量、卫生理化检验中溶液的吸量、卫生理化检验中样品的定容等具体的卫生理化检验工作之中去，让其能够更好地为卫生理化检验服务，得出符合规定的更加准确的计量数据。

有效数字；新见解；卫生理化检验

有效数字即为可靠数字和可疑数字的总称，在具体的卫生理化检验过程中，人们通常认为一般数据在可疑数字上有±1的误差是正常的。但相关研究指出，在实际的操作过程中，由于人为因素以及测量仪器的绝对误差的影响，我们所得到的数据末尾可疑数字的误差不仅仅只有±1，而是更多。为进一步明确有效数字和测量仪器的精度及误差以及如何在卫生理化检验中更加合理的应用有效数字，我们做了相关研究并报道如下。

1　有效数字的概念新见解

有效数字通常指的是在具体的数字测量工作中，测量人员能够实际测量到的数字。有效数字是可疑数字与可靠数字的总称，其位数包括从数字的左端非0数字开始至数字末尾的所有位数，除了末尾的数字是可疑数字以外，其他所有数字都是准确的［1］。在上述的概念之中，数字是指1～9以及0这十个阿拉伯数码，位数是指每个数字所处的位置。有效数字的具体位数是由计量器具的准确度和精密度决定的，如，在25 mL滴定管上，刻度只刻到0.1 mL，即十分位。13.36 mL这一数值，13.3可以在滴定管上准确读出，而0.06是估计的，有±0.01的出入。原始记录中记录为13.3或13.360都是不对的［2］。为了明确有效数字末尾可疑数字的误差不仅仅为±1，而有可能是±1～±9之间，我们列举了一部分玻璃器皿的允许误差来佐证。具体情况见表1。

表1　标准温度20℃标称容量允差

2　有效数字的用途及意义。

在具体的测量工作中，为了能够取得更加准确的测量结果，要求工作人员严格按照步骤进行准确测量，选取最合适的测量仪器，还需要对数字进行准确的记录和精准的处理。有效数字是指在实际测量中能够测到的数据，它反映了测量物的真实情况，在卫生理化检验过程中具有非常重要的实验价值。

①有效数字的位数能够反映测量仪器的准确度。就拿称量1 g物体作为例子，用万分之一的分析天平对其进行称量，结果记录为1.0000 g。这种记法表明，最后一位数字是估计得来的，具有一定的误差和不确定性，其它各位数字都是准确的。这样所记的数字是有效数字，它之所以有效，是因为万分之一分析天平的精度是万分之一克，即0.0001 g，而记录的数字1.0000 g表示的精度也是万分之一克［5］。

②有效数字的位数能够反映测量的误差。当我们用万分之一的分析天平测量某一物质时，比如：0.38 g或者0.380 g这两个数字，看起来并没有多大的差别，但当我们运用这两个数字分别计算他们的绝对误差和相对误差我们会发现，有效数字的准确率降低了10倍甚至100倍之多。所以，有效数字的准确度与测量的相对误差有关。另外，我们还应该注意，超过仪器准确度的数字是不准确的，比如：在感量十分之一的台秤上称得5.6 g物质，表示准确到0.1 g，该物质的称量结果为（5.6±0.1）g，有效数字是两位）但不能记为5.600或者5.6000 g，因这台秤只能准确称量到0.1 g，小数点后第一个数字已经是可疑数字，因此其后的其他数字就变得没有实际意义了［5］。

3　有效数字与测量仪器精度的一致性及误差的计算

①有效数字与测量仪器的一致性是指在实际的操作过程中，记录的数据必须用与测量仪器精度一致的有效位数进行数据记录。有效数字的位数是根据测量仪器的自身要求所决定的。对于不同精度的仪器，其所表达的数字位数也是不同的，应该坚持以实际为主的原则，不能随便更改数字的位数。在称量或者吸量物质时记录的有效数字，应该适当选择能够表达其精度的测量仪器，确保有效数字和测量仪器之间的精度保持一致［2］。例如，0.3 g、0.30 g、0.300 g、0.3000 g是表示完全不同的称量精度。称量0.3 g、0.30 g精度的质量时可以采用普通的架盘天平，而称量0.3000则需要精度为万分之一的分析天平才能准确进行称量。又比如，量取50 mL，50.0 mL，50.00 mL的液体也需要不同精度的量筒才可以完成，因为这3个数字表示的是完全不同的量取精度。相关研究表明，根据实际情况选取适当容量的量器，可以减少因量器本身误差带来的影响，就比如量取15 mL的溶液，应当选用25 mL的量器，而不能选用50 mL或者更大的量器，因为越大的容器为有效数字带来的误差也就越大。

②众多的研究已经明确指出，有效数字的可疑数字上的误差不一定只有±1，而是更多，所以要求我们在具体的测量工作中，应当把相关测量仪器的允许误差看作是可疑数字位置上可能的误差，即通常所讲的绝对误差，绝对误差在实际应用中比允许误差更准确，更能反映客观实际。现举例说明：称量0.8000 g的某物质，其绝对误差≤±0.0004 g，相对误差为≤±0.05%（±0.0004g/ 0.8000×100%=±0.05%）。又如，用A级无分度吸管吸取50.00 mL溶液，其绝对误差为≤±0.04 mL，相对误差≤± 0.08%（±0.04 mL/50.00×100%=±0.08%）。

4　有效数字在卫生理化检验技术中的应用

①有效数字在卫生理化检验中的应用比较广泛，其数据的准确性直接关系到检验数据及结果。为阐明这一问题，我们将以误差理论为依据，结合卫生理化检验的特点，采用有效数字来表示称量、吸量物质和定容时所要达到的准确度，正确选取能达到其准确度的称量或吸量仪器，并用有效数字对结果进行检验［3］。众所周知，在实际的卫生理化检验中，被测物质的含量往往非常低，通常含量都在1%以下，有的甚至更低。对于微量成分的比色测定，相对误差的可允许范围相对较大。因此对于测量的准确度，就不要求像是其他方法如重量法和滴定法那样高，而只要求跟该方法的准确度大致相当就够了［4］。我们应用上述原则，对有效数字在卫生理化检验中的具体应用进行分析讨论。

②卫生理化检验中物质称量的分析。在称量过程中，可以用以下数字格式来表示某微量物质，即X.XXXg或X.XXXXg［4］。比如，在采用二硫腙比色法配制铅标准溶液时，精密称取0.1568 g硝酸铅，采用有效数字表示其所要达到的准确度时，“精密”二字可以省去。其绝对误差成≤±0.0002 g，相对误差≤±0.13%（±0.0002/ 0.1568×100%=±0.13%）。这种方法的准确度与该测量方法是相适应的。对固体样品的称量可以表示为：xx.xg或者x.xxg，二者的有效数字同样都是三位。比如：称量5.00 g的样品，其绝对误差为≤±0.01 g，其相对误差为≤±0.2%（±0.01g/5.00=±0.2%），这样的误差可以满足测量允许误差的要求。

③卫生理化检验中对溶液的吸量探讨。标准溶液或者微量物质的水溶液可以表示为：xx.xxmL.x.xxmL.0. xxmL，其有效数字的位数分别为四位、三位、两位。比如：我们在滴定分析时吸取草酸标准溶液50.00 mL，其绝对误差为≤±0.06 mL，相对误差≤±0.12%（±0.06/50.00 mL× 100%=±0.12%），这一相对误差与该方法的准确度是基本上相适应的。对液体样品的量取可以表示为：吸量xx.xmL. x.xxmL或者0.xxmL。比如：吸量0.50 mL的某液体样品，其绝对误差为≤±0.01 mL，相对误差≤±2%（±0.01/0.50× 100%=±2%），这样的准确度也能够与微量物质的测定方法相一致。

④卫生理化检验中样品的定容。通常，一般样品的定容都采用容量瓶。如果对误差概念真正掌握，样品定容时可采用具塞比色管代替容量瓶［4］。表示为：定容至10.0 mL或5.00 mL等，同样也能跟方法的准确度相适应，从而使操作更为简单实用，例如，100 mL比色管绝对误差≤0.4 mL，相对误差≤0.%，（±0.4/100×100%=±0.4%），所以用具塞比色管代替容量瓶是完全可行的。

⑤有效数字及其修约规则。随着计量认证和等级评审的实施，《食品卫生标准使用手册》中规定每个理化指标检验结果应当符合以下要求：一般测定结果的有效数字位数应能满足卫生标准的要求，甚至高于卫生标准，报告结果比卫生标准多一位有效数。但如何根据检验结果和相应的卫生标准及有效数字修约规则进行卫生评价，在实际操作中意见不尽一致，往往同一检验结果用两种方式判定，得出“符合卫生标准”与“不符合卫生标准”两种截然相反的结论［5］。在实际的卫生理化检验过程中，往往会出现检验结果的有效数字位数与卫生标准规定的有效数字位数不一致的情况。比如：某酱油氨基酸态氮按GB/T5009.39-96酸度计法操作，检验结果报告为0.35 g/100 mL，卫生标准GB2717-96中氨基酸态氮≥0.4 g/100 mL，首先应将0.35修约成0.4再做判定，则该结果符合卫生标准之规定；有人直接比较0.4和0.35的绝对值大小来评价，从而判定此酱油氨基酸态氮不符合卫生标准之规定，这是不妥当的［5］。从此实例我们可以得出：同一理化指标的检验结果相同，但在有效位数不同的卫生标准中对该数字做出的最终评论则有可能不同。

5　结语

在实际的卫生理化检验中，数据的检测与记录必须遵守有效数字法则，通过上述表述我们知道，在卫生理化检验方法中，采用有效数字准确地表示称量或吸量的物质，能够达到所要求的准确度，这样既能够满足卫生理化检验工作的具体要求，还能为卫生理化检验工作的创新和发展提供新的契机。

［1］刘军，周辉，张忠仁.有效数字在卫生理化检验中的应用［J］.江苏预防医学，2012，2（2）：86.

［2］金光哲，朱在京，金红梅，等.有效数字在卫生理化检验中的应用［J］中国卫生检验杂志，2000，10（5）：615.

［3］王若燕，周晓萍，殷德荣.卫生理化检验中的有效书记及整理原则［J］.中国卫生检验杂志，2014，5（11）：632-634.

［4］林树及，鲁长豪.有效数字新见解及其在卫生理化检验中的应用［J］.中国卫生检验杂志，1994（3）：175-177.

［5］杨凤梅.有效数字在理化指标卫生评价中的应用［J］.中国公共卫生，2000，16（4）：348.

［6］张宏陶.生活饮用水标准检验法方法注解［M］.重庆：重庆大学出版社，1993.

Effective Number of New Insights in the Health of Physical and Chemical Inspection Application is Analysed

TAN Cheng-yong
Wushan County Center for Disease Control and Prevention，Chongqing，404700 China

In the process of health physical and chemical inspection，time will use valid number，in order to be able to correct understanding and effective digital accurately，we use error theory as the basis，combined with the actual situation of health physical and chemical inspection technology analysis，the significant figures in can position error with new insights，and apply this insight to health in physical and chemical inspection of material weighing，health，physical and chemical absorption quantity of solution，health，physical and chemical inspection，such as the constant volume of the sample of the specific health of physical and chemical inspection，let it can better service for health physical and chemical inspection，it is concluded that more accurate in keeping with the rules.

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1672-5654（2015）10（c）-0132-03

10.16659/j.cnki.1672-5654.2015.30.132

2015-07-24）

谭成勇（1970.6-），男，重庆巫山人，本科，副主任技师，研究方向：质量管理。