计量科学与技术

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基于患者临床检验数据的白血病识别算法的测量不确定度评定

姜超凡, 闫静婷, 王亭亭, 张加涛, 崔伟群

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0125

摘要(28)

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摘要:
随着数字时代的到来，越来越多的算法主导着各种产业的发展和新型产业的兴起，以数字经济为主导的产业应运而生。计量作为测量及其应用的科学，正在加速步入数字时代，推动计量行业的数字化转型也成为计量工作的重中之重。因此，如何给出算法软件输出结果的准确性和可靠性的评价成为目前研究的热点。采用基于参考数据的数字计量方法，以患者临床检验数据的白血病识别算法软件的输出量为测量结果，建立白血病识别算法的评价模型，给出其测量不确定度评定的具体流程，计算该被测量的合成标准不确定度。

基于蒙特卡洛法的活塞有效面积不确定度评定

王博文, 杨远超, 杨莹, 马坤, 悦进

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0013

摘要(47)

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摘要:
不确定度评定是量值传递工作的重要组成部分，随着JJF 1059.2-2012《用蒙特卡洛法评定测量不确定度》的发布，蒙特卡洛法也越来越多地应用于各计量专业的不确定度评定。基于python语言采用蒙特卡洛法和自适应蒙特卡洛法两种方法编写了计算代码，以100 MPa油介质活塞压力计的校准为例，对活塞有效面积校准结果的不确定度进行了评定，分析计算了各输入量不确定度及概率分布模型对输出量不确定度的影响，并与传统评定方法的结果进行了比较。结果表明：活塞有效面积校准不确定度的主要来源为标准活塞有效面积引入的不确定度，采用蒙特卡洛法的结果与传统评定结果一致，相对扩展不确定度（k=2）均为32 ppm，有效面积校准结果的概率密度分布取决于主要影响量的概率密度分布。

针对国六标准汽车尾气排放检测的溯源性探讨

刘沂玲, 李秀丽, 郝静坤

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0058

摘要(99)

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摘要:
随着我国汽车保有量不断增加，汽车尾气造成的污染问题日益严峻，为了控制环境污染问题，我国早在1987年颁布了《中华人民共和国大气污染防治法》。2013年欧盟发布了欧六标准（EURO VI A- VI D），我国借鉴欧六标准结合本国国情，于2016年颁布GB 18352.6-2016《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》（以下简称国六标准），并于2020年1月始分阶段实施，该标准对汽车尾气排放的监管和质量控制溯源提出了新的要求。对比国五标准和国六标准排放物质量控制要求的区别，介绍了国六排放标准中更新排放限制的污染物：一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）、非甲烷碳氢化合物（NMHC）、氧化亚氮（N₂O）、粒子数量（PN）、颗粒物（PM）等的测量方法。同时从汽车尾气排放国家气体标准物质研制、计量标准的建立以及全国汽车检测中心的成立等方面介绍了我国尾气排放检测和溯源技术。分析了现有能力和技术水平无法满足国六标准中部分排放检测要求，提出了目前溯源技术中需要进一步优化研究的项目，如粒子数量（PN）测量仪中凝结核粒子计数器，指出下一步对颗粒浓度衰减系数、挥发性颗粒物去除效率、稀释比等计量指标需要加快研究和完善。针对欧六标准规定的一氯二甲酸酯、苯并[a]芘污染物测定要求，我国目前还没有相应标准物质和溯源体系，需研发符合要求的标准物质并建立溯源标准，做好技术储备，以应对国际国内日益更新的质控要求，并对欧洲第七阶段排放标准（欧7）提案的发布提出应对建议。

化妆品基体标准物质研究进展

李硕, 刘喆, 吴雪, 李庆武, 张正东, 李莉

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0159

摘要(39)

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摘要:
近10年来，化妆品质量安全问题日益成为广大消费者关注的焦点，许多知名品牌化妆品被报道检出含有禁限用物质，不仅损害了消费者权益，给化妆品企业带来了经济损失，也对化妆品监管机构和化妆品质量安全检验检测机构提出了挑战。化妆品基体标准物质由于具有真实样品的特性，普遍用于与其有相同或相似基体的化妆品分析方法开发和评价、实验室能力验证以及定性定量分析过程的质量控制，对于保证检测结果的准确性、可靠性和溯源性具有不可替代的作用，是分析领域重要的“计量器具”。对1993年至今我国化妆品基体标准物质的发展状况进行了综述，从化妆品定义及分类入手，对化妆品基体标准物质的添加目标物种类、基质类型、标准物质定级等方面进行了分析，并在提出该领域研究面临的主要问题的基础上，对化妆品基体标准物质的需求与趋势进行了展望，提出解决制约化妆品基体标准物质发展的方法，旨在为后续化妆品基体标准物质研究提供一定的参考与借鉴。

浅析等效源反射系数以及K. Shimaoka测量方法的局限性

贾超, 张一航, 陈硕, 李勇, 崔孝海

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0090

摘要(19)

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摘要:
等效源反射系数在微波功率测量与测量结果的不确定度评定中占有决定位置。首先介绍了在稳幅信号源系统中的源反射系数，和使用三端口器件测量功率比值时等效源反射系数之间的关系，从失配因子的角度解释了等效源反射系数中“等效”的含义。其次，简要介绍了日本K. Shimaoka提出的利用网络分析仪与三端口器件测量等效源反射系数方法的工作原理与使用的局限性。最后，以N型功分器和定向耦合器为测量对象，基于K.S方法与传统公式方法在1～18GHz频段进行了相关实验与结果的比较与验证。结果表明，K.Shimaoka的等效源反射系数测量方法具有一定局限性，由于该计算方法中获得的传输系数之差较小，该项容易对细微变化敏感，因此不适用于使用方向性较好的三端口器件（如：定向耦合器）时的等效源反射系数测量。

直接比较法在VNA与功率传递标准中的测量对比

蔡成欣, 张一航, 袁文泽, 李勇, 崔孝海

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0141

摘要(8)

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摘要:
校准因子是用于表征射频功率传感器示数准确度的参数，定义为功率传感器显示功率和入射功率的比值，它是功率量值传递的对象。介绍了直接比较法和基于VNA的直接比较法的组成与测量原理，阐述了等效源反射系数在直接校准法里的应用，并使用直接校准法和基于VNA的直接比较法测量了 Rohde Schwarz NRP50T 功率传感器的校准因子。测量结果显示，两种方法测量的修正后校准因子之间的最大差异为3.056%，基于VNA的直接比较法等效源反射系数一般大于直接比较法，直接比较法不确定度评定方法成熟，仍是目前最主流的射频功率传感器校准方法。

自由空间单站反射系数测量中校准方法的比较

杨若楠, 梁伟军, 徐浩

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0080

摘要(42)

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摘要:
微波黑体为微波辐射计提供高精度的亮温信号以精确标定观测目标的辐射信号。微波黑体的发射率是影响其辐射特性的重要参数，因此准确测量黑体发射率对于提高辐射计的定标精度和保证量值的溯源性和有效传递具有重要意义，目前黑体发射率主要通过测量反射率来间接计算得到。实现了自由空间单站反射系数测量中的两种校准方法：偏移短路校准法和滑动负载校准法，采用时域门技术解决了小反射测量过程中多径反射信号的影响。搭建了反射率测量系统，在75～110 GHz频段内测量了同一黑体目标的反射率，并对测量结果进行了分析和比较。两种校准方法解算的误差项具有高度一致性，测量发射率均能到达0.999～0.9999量级。当测量目标满足近似条件时，使用滑动负载校准法具有更高的效率。最后，以偏移短路法为例，采用蒙特卡洛方法对求解的黑体目标反射系数进行了不确定度评定。

三轴光纤陀螺组合光路检测系统的设计

宋丽媛, 弥谦

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0138

摘要(37)

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摘要:
设计了一种基于超辐射发光二极管（Super Luminescent Diode，SLD）光源的三轴光纤陀螺组合光路检测系统。同步使用温控和恒流驱动电路保证SLD全温范围内的正常工作，电源部分进行防浪涌设计，有效避免开关电源或环境变化引起的瞬态冲击，达到对器件的保护效果。检测系统通过对有光和无光情况下的光电探测器输出偏置电压进行监测，同时通过数值分析计算出装配完成的光路系统损耗，以此判断光纤陀螺光路技术指标是否满足设计需求。最后，实验验证了三轴光纤陀螺组合光路检测系统在产品批量化生产过程中的作用，使光纤陀螺的精度稳定性达到了87%，成品性能合格率提升至96%。

基于智能技术的超声弦线体模校准方法和装置的研究

齐芳, 王统宇, 刘哲, 朱卫民

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0350

摘要(73)

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摘要:
研究了超声多普勒弦线体模的校准方法，设计研制了一个基于智能技术的超声弦线体模校准装置。该装置可通过双通道激光测速仪采集超声弦线体模的主动轮和从动轮的转速，传入分析系统进行分析计算从而计算出弦线体模的弦线速度，并可采集生理波形周期内各点线速度与数据库中标准的生理波形线速度进行比较，从而判断所设置速度下的测试波形和生理波形曲线是否满足要求。实验结果表明，相较于目前存在的对恒定血流速度的检测方法，该方法和装置不仅能便捷高效地对恒定血流速度进行检测，还可以智能化地对生理波形进行检测，有效地解决了超声弦线体模的校准溯源问题。

表面粗糙度非接触测量中的高斯滤波算法及其LabVIEW软件设计

陈挺, 吴春晖, 卢歆, 王瑛辉, 叶怀储, 陈宁, 郭钢祥

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0032

摘要(54)

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PDF(7)

摘要:
探究高斯滤波方法在表面粗糙度非接触测量中的适应性问题。以基于光谱共焦位移传感器采集的表面粗糙度样块的表面形貌数据为实例，引入高斯滤波算法，计算出滤波中心线，分离出粗糙度信号。在LabVIEW平台中，进行高斯滤波算法的程序设计，计算出粗糙度值，与现行接触校准的结果进行对比。实验结果表明，非接触数据处理后的R_a值的MPE为±5%，高斯滤波方法适用于非接触测量的数据处理。用LabVIEW进行算法的模块化设计容易实现，且易与其他模块集成，便于维护，有一定的推广价值。

基于平行板的低频电场标准装置

刘志鹏, 林浩宇, 吴艳丽, 李恩光, 张柏林

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0086

摘要(46)

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摘要:
由于各厂家生产的探头参差不齐，不同探头的性能也不尽相同，电场标准装置的研制就显得尤为重要。为了满足低频高场强电场探头的校准要求，采用平行板法研制了一套低频电场标准装置。装置由两块边长1 m，板间距0.5 m的方形铝板组成。频率范围为DC～10 kHz，电场强度范围为0～3000 V/m。通过理论分析、软件仿真和测量实验，研究了边缘效应、极板材料、结构形状、工作频率等因素对平行板产生标准电场的影响，并进行了不确定度评定。提出了新的测量模型，并对极板电压、极板间距、平行板内场均匀性、探头夹具、探头对准、平行板有限尺寸和探头影响七个因素导致的不确定度分量分别进行了评定，得到扩展不确定度为U=6.84%(k=2)。结果表明，研制的电场标准装置能够满足低频电场探头的校准要求。

牛奶体细胞数量标准物质定值方法研究与不确定度评定

刘瑛颖, 周玉虎, 王梓权

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0018

摘要(136)

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摘要:
建立了基于显微成像流式细胞技术对牛奶体细胞数量标准物质中的牛奶体细胞浓度进行测量的方法。该方法通过细胞核荧光染料溴化乙锭（Ethidium Bromide）对牛奶体细胞进行标记，显微成像流式细胞技术提供的单细胞多参数显微图像可有效辅助流式细胞分析方法中对目标细胞的圈门识别，从而提高圈门策略的正确性和重复性。通过多份不同体细胞浓度的牛奶体细胞标准物质样本的多次测量分析证明，该方法具有良好的室内重复性和日间重复性。建立了基于显微成像流式技术的牛奶体细胞数量标准物质中牛奶体细胞浓度测量方法的数学模型，分析确定了该测量方法不确定度主要来源于测量重复性、样本前处理、试剂加样、圈门操作和仪器测量体积偏差等。综合评定，针对研究制备的牛奶体细胞数量标准物质候选物V级（～1.0×10⁶ /mL），基于显微成像流式细胞技术的牛奶体细胞浓度测量方法的测量相对不确定度为4.84%。

基于协议传输的车载OBD采集终端数字计量方法的探讨

张洪宝, 江鲲, 马明, 陆嘉玮, 郑晓晓

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0003

摘要(40)

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摘要:
为保障车载OBD采集终端的量值准确可靠，提高重型柴油车尾气排放监测和超标筛查治理的效果，提出了一种数字计量方法。介绍了车载OBD采集终端的定义、应用情况和计量现状，阐述了车载OBD采集终端的校准方法，分别从最大允许误差的确定和不确定度评定两方面论证了车载OBD采集终端的计量特性。通过论证得到三个结论：校准装置发动机实时数据流最大允许误差取协议规定的数据流精度，车载OBD采集终端的最大允差取校准装置允差的二倍；校准装置发动机实时数据流引入的不确定度$U_{\mathrm{rel}} =1 \times 10^{-6} $，$k= \sqrt 3 $，经车载OBD采集终端不确定度评定测算，满足$ U\le \mathrm{M}\mathrm{P}\mathrm{E}\mathrm{V}/3 $的量传要求；试验结果表明，车载OBD采集终端示值误差不超过最大允许误差，计量性能要求合理，校准方法可操作性强。

环境空气中苯系物、甲烷及总烃的快速分析方法研究

邓文清, 邓凡锋, 张婷, 徐冰艳, 熊华竞, 潘义

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0037

摘要(120)

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PDF(12)

摘要:
无组织排放的苯系物和总烃对生态环境及人类健康具有不可逆转的危害性，实现苯系物和总烃的快速准确分析一直以来是环境空气监测的研究热点。基于双FID检测器的多维气相色谱仪，开发出用于总烃、甲烷、苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯以及苯乙烯的快速分析方法。结果表明，一次进样可在12 min内完成目标组分的准确快速分析，组分在测量浓度范围内呈现良好的线性和重复性。该方法具有优异的方法检出限，准确性在−7.7%～0.2%之间。方法可在不同时空场景下对分析仪器进行在线校准，在环境空气现场走航监测方面具有潜在应用价值。

组分间的多重共线性对近红外光谱定量模型的影响研究

田璐, 许东情, 苏文鼎, 张孟莎, 李艳坤

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0014

摘要(24)

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摘要:
在近红外光谱结合化学计量学方法进行定量分析中，变量之间存在的多重共线性是影响光谱模型效果的一个关键问题。探究了组分含量间的多重共线性对化学计量学定量模型的影响。设计维生素B6（低浓度）和维生素B1（高浓度）含量之间分别呈强相关性和弱相关性的两个体系，以维生素B6为目标待测组分，利用体系的近红外光谱信息结合偏最小二乘法建立组分含量的预测模型。结果表明，当体系中存在与目标组分具有强相关性的其它较高浓度共存组分时，模型可以借助该共存组分信息实现对较低浓度的目标组分更为准确地预测，从而提高了模型对目标组分定量分析的精确度。通过应用于检测含维生素B6和B1组分的市售口服液，进一步验证了组分含量之间存在强相关的多重共线性能够提高近红外光谱模型的定量预测能力。该研究结论具有很强的理论和实际应用价值，可以将其应用到复杂混合物体系组分的同时定量分析中。

毫米波宽带调频连续波信号的全波形计量校准技术研究

何昭, 徐清华, 刘雪菲, 张亦弛

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0126

摘要(20)

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摘要:
为了更好地满足毫米波汽车雷达领域对调频连续波（FMCW）信号测试设备的校准需求，提升针对毫米波宽带复杂模拟调制信号的计量和测试能力，构建了频域全波形计量标准装置和被校FMCW测试设备的混合测量系统，利用二者对自定义毫米波FMCW信号的原位、同步测量，实现对商用仪表的校准和性能验证。在24 GHz和60 GHz典型毫米波雷达频段，充分对比了不同测量方法和设备的性能差异。实验结果表明，频域全波形计量方法优于相关商用仪器，在200 MHz窄带和2 GHz宽带条件下的线性调频偏差测量结果均小一个数量级，具备开展校准和性能验证的技术条件。

基于非均匀采样的近场散射测量技术研究

司炜康, 王维龙

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0066

摘要(39)

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PDF(0)

摘要:
传统频率步进 (Stepped frequency, SF)测量体制通过一组等间隔的离散点频信号合成大测量带宽。由于采样定理的限制，固定频率间隔数据所对应的时域信号将会呈周期出现，此时场地内的背景、多径干扰都有可能混叠至目标区域内，进而对成像和散射测量造成恶劣影响。围绕频率步进体制快速测量方法进行了探索，提出了一种基于非均匀采样的近场散射测量技术。分析了距离混叠效应对散射测量的影响，根据实际应用需求设计了采样函数的优化原则，通过泊松和公式与驻定相位原理(Principle of stationary phase, POSP)对信号包络进行赋形。针对传统非均匀采样重构方法所造成的散射图像退化问题，提出了一种与非均匀采样策略相适配的加权方法，在有效抑制混叠干扰的同时实现了高分辨率成像，并提升了近远场变换(Near Field to Far Field, NF-FF)的精度。

定标热敏电阻型功率传感器定标结果的研究

聂禄, 李向军, 崔孝海, 王梓灏, 赵岩

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0075

摘要(46)

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PDF(4)

摘要:
热敏电阻型功率计采用直流替代的方法测量微波、毫米波功率，为了补偿环境温度变化对测量带来的影响，功率计通常具备测量电桥和补偿电桥，以双电桥模式进行测量。用微量热计型功率基准定标被校同轴热敏电阻型功率传感器时，不能因为环境温度稳定而单独使用测量电桥，为了保证定标结果的有效性，在基准定标中不仅需要对环境温度进行补偿，还需要对双元件误差导致的陶瓷芯温度变化进行补偿。实验表明，在18 GHz、10 mW电平定标时，分别使用单、双电桥功率计测得N型同轴热敏电阻功率传感器的替代功率偏差为0.38%。波导热敏电阻型功率传感器为单元件结构，定标其有效效率时不需要考虑单、双电桥测量问题。

输入功率对电磁混响室特征参数影响的实验研究

张昊民, 郭晓涛, 刘科, 刘天鑫

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0063

摘要(44)

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摘要:
电磁混响室的校准通常是在较低输入功率下面向场均匀性和归一化场强等特征参数进行，但在电磁兼容抗扰度测试等实际应用中，实际工作在较高输入功率条件下，目前相关国际和国内标准中对此差异是予以忽略的，没有给出具体理论或实验证明。设计并开展了具体的实验研究，确认了输入功率对电磁混响室特征参数的影响程度。其中，低输入功率下的校准采用基于三维光电场探头的快速校准技术方案，高输入功率下的参数测量与汽车零部件抗扰度测试的实际工作状态保持一致。实验结果表明，不同输入功率对场均匀性这一特征参数的影响基本在±0.5 dB以内，对归一化场强的影响在2 dB以内。进一步的，基于对实验结果的分析，给出了相应的电磁混响室校准和测试过程中对场均匀性和归一化场强标定的建议。

基于计量科学数据的频谱分析仪长期性能分析

张越, 丁晟, 林涛, 赵科佳, 张爱敏

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0133

摘要(66)

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PDF(6)

摘要:
频谱分析仪是无线电电子领域中普遍使用的关键仪器设备，其关键指标的长期稳定性一直是用户和生产厂家非常关注的问题，准确的技术指标跟踪对该仪器的研发改进、使用及维护更新具有重要作用。中国计量科学研究院积累了长达十年以上的频谱分析仪校准数据，这些数据具有可溯源性、准确性。基于这些计量科学数据，分别介绍了频谱分析仪的工作组成原理、关键性能指标及测量校准系统及方法，重点分析了国内典型用户的典型频谱分析仪的显示平均噪声电平、输入频率响应在长期使用过程中的变化情况，为频谱分析仪研制、生产、测试、维修保障等方面提供更可靠的依据。

全站仪性能评估与预警系统的设计与实现：一种模糊综合评价方法的应用

石磊, 王冠军, 李娟, 余芳, 金汉乐, 刘黎霞, 谭鋆, 李启雄, 肖引

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0111

摘要(18)

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PDF(1)

摘要:
计量机构在对计量器具进行周期检定过程中会产生大量的检定数据，这些数据蕴藏的巨大的经济社会价值尚未得到充分开发利用。目前，计量器具性能评价还停留在对于单台仪器质量或计量性能的评价阶段。以全站仪检定产生的海量数据为研究对象，提出了一种较为通用的计量器具性能评价及失效预警的方法。首先对全站仪检定数据进行数据分析处理，其次利用Topsis法对单台全站仪的性能进行综合评价，然后利用Vague集决策理论对各生产厂家的全站仪质量进行总体评价，再根据最大允许误差和斜率法对全站仪的有效性进行预警分析，最后基于此方法搭建计量器具性能评价及失效预警系统。通过对实际全站仪检定数据展开实验，开发出来的计量器具性能评价及失效预警系统有效实现了全站仪的性能评价及失效预警。

血清中乳酸含量的测定及不确定度评定

朱天翼, 丁敏, 段嫚雷, 孟娇然

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0353

摘要(136)

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PDF(7)

摘要:
建立一种同位素稀释-气相色谱-质谱法测定血清中乳酸含量的方法，并对测量结果的不确定度进行评定。在血清样品中加入乳酸钠同位素标记物作为内标，样品经前处理及硅烷化衍生后，在选择离子扫描模式下用气相色谱串联质谱仪检测。采用建立的方法对五种不同浓度水平的血清中乳酸进行定量分析，结果表明方法线性良好，相关系数 $ r > 0.999 $，平均加标回收率为 101.2%～102.6%，相对标准偏差为 0.16%～0.59%（n = 6），五种浓度水平的血清中乳酸含量分别为1.16、2.01、5.50、10.02、15.63 mmol/L，结果的相对扩展不确定度 U_rel 均小于 3.0%（k = 2）。方法重复性好、准确度高、结果可靠，可用于临床血清样品中乳酸含量的准确检测。

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