标准物质的约定标尺

1.自早期文明以来，人们使用过很多种测量标尺，最初的测量标尺几乎全部都是约定的、无关的和不准确的。科学技术的进步以及国际贸易的发展建立了一个唯一的、合理的、自洽的国际单位制（SI），且已在全世界广泛使用。

然而，SI对某些测量类型不适用，对于这些测量需要建立、确认并使用某些不属于SI范围的约定单位。

另外，有些与被测量的量有关的单位虽然处在SI框架内，但按照定义复现该单位时在技术上却是非常困难且昂贵的。

因此使用将材料特性赋予标准值而建立的实用标尺实现测量则显得更为方便。虽然一个标准值标尺和单纯的约定标尺在理论上彼此不同，但就标准物质/标准样品使用而言它们是类似的。

2.约定标尺是以标准物质/标准样品赋值为基础，赋值由标准规范、国际提议或其它标准文件规定，因此复现约定标尺的一个固定点的标准物质/标准样品在全世界应当具有相同性质，这种类型的有证标准物质/标准样品按特性值定值，亦即在标准仪器上用标准方法测量。

3.显然标准物质/标准样品只能保证一个测量标尺的固定点。在标尺的测量上，或是要求一个固定点和通过此点的一个数学函数，或要求两个或多个固定点，在各点之间应用规定的内插方法。

注意：存在一些特殊的和不连续的标尺。

例如在地质实验中用于测量硬度的Mohs标尺，该标尺是以赋于十个硬度级的十个矿物为基础，每一比较硬的矿物都能将比较不硬的矿物划痕。

4.一个约定标尺有两个基本前提条件：

一个是用于复现固定点的标准物质/标准样品，

另一个是相应的测量程序的标准规范（或类似文件）。

它们都应严格确定以确保在该约定标尺上的测量一致性。标准规范提供建立和使用以赋值为基础的标尺所需要的详细信息，或者提供依据假设的测量中所使用的实验和计算的程序。建议在详述测量程序的同一标准规范中规定对于有证标准物质/标准样品的要求。借助于必需的有证标准物质/标准样品和相应的标准规范，用户能创建测量标尺，并利用这一标尺测量其样品或校准仪器。

5.在估计某一标尺上的测量不确定度时，用户应考虑创建标尺的不确定度以及用有证标准物质/标准样品确定固定点时的不确定度。

有时用户的最终使用中所需要的不确定度水平比由有证标准物质/标准样品所确定的固定点的不确定度要低（例如血液pH测量）。

应当意识到在标尺上测量的不确定度必定大于固定点的不确定度。另外，有证标准物质/标准样品的重复测量和标尺的建立（测量点的合理选择、内插方法的特征及重复性等）也影响总不确定度。

6.确定标尺固定点的有证标准物质/标准样品的选择应当取决于最终使用要求的不确定度水平。为使标尺上测量值的不确定度减到最小，用户应当使用以标尺单位定值的有证标准物质/标准样品。

显然，用户理应通晓有关复现标尺的程序以及正确使用该有证标准物质/标准样品的声明的全部信息。

在某些情况下，以标尺单位定值的有证标准物质/标准样品若得不到或价格昂贵，或者在测量的不确定度水平下不必使用这种有证标准物质/标准样品，则用户可以应用纯的化学化合物来确定固定点。若选择此方法，用户应当知道物质纯度和所依据标尺的特性之间的关系，而且测量的不确定度只能粗略估计。约定标尺有多种多样，确定它们时有证标准物质/标准样品的使用方法很不相同。

实例：PH标尺

1.由于绝对单离子活度不能用实验方法测量，因而pH被认为是一个不严格的物理量。为了使被测的pH尽可能有意义，采用了一个约定的pH标尺，它由赋予pH值的标准溶液来定义。这些溶液的pH值是通过测量无迁移的氢-银/氯化银电池的电动势，并根据约定用给定的计算方法计算得到的。

2.很多国家标准规范中描述了标准溶液的制备以及pH的赋值方法，标准溶液的标准值不确定度限定在千分之几的pH单位之内。