ISO 11843-4:2003

Capability of detection — Part 4: Methodology for comparing the minimum detectable value with a given value

ISO 11843-4:2003 deals with the assessment of the capability of detection of a measurement method without the assumptions in ISO 11843-2 of a linear calibration curve and certain relationships between the residual standard deviation and the value of the net state variable Instead of estimating the minimum detectable value, ISO 11843-4:2003 provides a criterion for judging whether the minimum detectable value is less than a given level of the net state variable, and the basic experimental design for testing the conformity of this criterion.

Capacité de détection — Partie 4: Méthodologie de comparaison de la valeur minimale détectable avec une valeur donnée

L'ISO 11843-4:2003 traite de l'évaluation de la capacité de détection d'une méthode de mesure sans recourir aux hypothèses de l'ISO 11843-2, lesquelles s'appuyent sur une courbe d'étalonnage linéaire et sur certaines relations existant entre l'écart-type résiduel et la valeur de variable nette d'état. Au lieu d'estimer la valeur minimale détectable, l'ISO 11843-4:2003 donne, d'une part, un critère permettant de juger si la valeur minimale détectable est inférieure à un niveau donné de la variable nette d'état et, d'autre part, la méthode de base pour tester la conformité de ce critère.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 03-Nov-2003
• ICS: 03.120.30 - Application of statistical methods
• ICS: 17.020 - Metrology and measurement in general
• Technical Committee: ISO/TC 69/SC 6 - Measurement methods and results
• Drafting Committee: ISO/TC 69/SC 6/WG 5 - Capability of detection
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Completion Date: 29-Jul-2020

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11843-4
First edition
2003-11-01


Capability of detection —
Part 4:
Methodology for comparing the minimum
detectable value with a given value
Capacité de détection —
Partie 4: Méthodologie de comparaison de la valeur minimale
détectable avec une valeur donnée




Reference number
ISO 11843-4:2003(E)
©
ISO 2003

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ISO 11843-4:2003(E)
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Published in Switzerland

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ISO 11843-4:2003(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 11843-4 was prepared by Technical Committee ISO/TC 69, Applications of statistical methods,
Subcommittee SC 6, Measurement methods and results.
ISO 11843 consists of the following parts, under the general title Capability of detection:
 Part 1: Terms and definitions
 Part 2: Methodology in the linear calibration case
 Part 3: Methodology for determination of the critical value for the response variable when no calibration
data are used
 Part 4: Methodology for comparing the minimum detectable value with a given value
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ISO 11843-4:2003(E)
Introduction
An ideal requirement for the capability of detection with respect to a selected state variable would be that the
actual state of every observed system can be classified with certainty as either equal to or different from its
basic state. However, due to systematic and random variations, this ideal requirement cannot be satisfied for
the following reasons.
a) In reality all reference states, including the basic state, are never known in absolute terms of the state
variable. Hence, all states can only be characterized correctly in terms of differences from the basic state,
i.e. in terms of the net state variable.
b) In order to prevent erroneous decisions, it is generally recommended to report differences from the basic
state only, i.e. data in terms of the net state variable.
NOTE In ISO Guide 30 and in ISO 11095, no distinction is made between the state variable and the net state
variable. As a consequence, in those two documents reference states are — without justification — assumed to be known
with respect to the state variable.
c) Furthermore, the calibration and the processes of sampling and preparation add random variation to the
measurement results.
In this part of ISO 11843
 the probability is α of detecting (erroneously) that a system is not in the basic state when it is in the basic
state;
 the probability is β of (erroneously) not detecting that a system, for which the value of the net state
variable is equal to the minimum detectable value (x ) is not in the basic state.
d
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 11843-4:2003(E)

Capability of detection —
Part 4:
Methodology for comparing the minimum detectable value with
a given value
1 Scope
This part of ISO 11843 deals with the assessment of the capability of detection of a measurement method
without the assumptions in ISO 11843-2 of a linear calibration curve and certain relationships between the
residual standard deviation and the value of the net state variable
NOTE These assumptions are often doubtful for values of the net state variable close to zero.
Instead of estimating the minimum detectable value, this part of ISO 11843 provides
 a criterion for judging whether the minimum detectable value is less than a given level of the net state
variable, and
 the basic experimental design for testing the conformity of this criterion.
For assessment of the capability of detection, for instance as part of the validation of a measurement method,
it is often sufficient to confirm that the method has a minimum detectable value that is less than a given value.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 3534-1, Statistics — Vocabulary and symbols — Part 1: Probability and general statistical terms
1)
ISO 3534-2:— , Statistics — Vocabulary and symbols — Part 2: Applied statistics
ISO 3534-3:1999, Statistics — Vocabulary and symbols — Part 3: Design of experiments
ISO 5479:1997, Statistical interpretation of data — Tests for departure from normal distribution
ISO 5725-2:1994, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results — Part 2: Basic
method for the determination of repeatability and reproducibility of a standard measurement method
ISO 11095:1996, Linear calibration using reference materials
ISO 11843-1:1997, Capability of detection — Part 1: Terms and definitions
ISO Guide 30:1992, Terms and definitions used in connection with reference materials

1) To be published. (Revision of ISO 3534-2:1993)
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ISO 11843-4:2003(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 3534 (all parts), ISO 5479,
ISO 5725-2, ISO 11095, ISO 11843-1 and ISO Guide 30 apply.
4 Experimental design
4.1 General
The measurement method is assumed to be standardized. The same complete method shall be used for all
measurements, whether of the reference states or of actual states (test samples).
4.2 Choice of reference states and reference materials
The reference states shall include two values of the net state variable
 the value zero of the net state variable (i.e. in analytical chemistry, a sample of the blank material), and
 a given value, x , which will be tested to determine whether it is greater than the minimum detectable
g
value.
The composition of the reference materials representing the reference states should be as close as possible
to the composition of the material to be measured in order to satisfy the requirement that reference and test
materials behave in the same way in the measuring system.
4.3 Number of replications
It is assumed that the capability of detection is assessed in a separate experiment with the same number of
replications for both reference states specified in 4.2. In an application of the method, measurements are
performed for the reference material (representing the value zero of the net state variable) and the actual state.
The number of replications used in applications of the method are usually smaller than the number of
replications used in the assessment of the capability of detection of the method. The following notations are
used:
 J is the number of replications of measurements on the reference material representing the value zero
 of the net state variable (blank sample) in an application of the method;
 K is the number of replications of measurements on the actual state (test sample) in an application of the
 method.
 N is the number of replications of measurements on each reference material (see 4.2) in assessment of
the capability of detection;
The value of
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 11843-4
Première édition
2003-11-01



Capacité de détection —
Partie 4:
Méthodologie de comparaison de la
valeur minimale détectable avec une
valeur donnée
Capability of detection —
Part 4: Methodology for comparing the minimum detectable value with a
given value




Numéro de référence
ISO 11843-4:2003(F)
©
ISO 2003

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ISO 11843-4:2003(F)
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peut être imprimé ou visualisé, mais ne doit pas être modifié à moins que l'ordinateur employé à cet effet ne bénéficie d'une licence
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l'exploitation de ce fichier par les comités membres de l'ISO. Dans le cas peu probable où surviendrait un problème d'utilisation,
veuillez en informer le Secrétariat central à l'adresse donnée ci-dessous.


©  ISO 2003
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Publié en Suisse

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ISO 11843-4:2003(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 11843-4 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 69, Application des méthodes statistiques,
sous-comité SC 6, Méthodes et résultats de mesure.
L'ISO 11843 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Capacité de détection:
 Partie 1: Termes et définitions
 Partie 2: Méthodologie de l'étalonnage linéaire
 Partie 3: Méthodologie pour déterminer la valeur critique d'une variable de réponse lorsque aucun
étalonnage n'est utilisé
 Partie 4: Méthodologie de comparaison de la valeur minimale détectable avec une valeur donnée
© ISO 2003 — Tous droits réservés iii

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ISO 11843-4:2003(F)
Introduction
L'exigence idéale relative à la capacité de détection d'une variable d'état choisie serait que l'état réel de
chaque système observé puisse être classé avec certitude comme étant égal à ou différent de son état de
base. Toutefois, par suite d'écarts systématiques et aléatoires, cette exigence idéale ne peut pas être
satisfaite pour les raisons suivantes.
a) Dans la réalité, tous les états de référence, y compris l'état de base, ne sont jamais connus en termes
absolus de la variable d'état. Ainsi, tous les états ne peuvent être caractérisés de façon correcte qu'en
termes de différences par rapport à l'état de base, c'est-à-dire en termes de la variable nette d'état.
b) Afin d'éviter toutes décisions erronées, il est généralement recommandé de ne consigner que les
différences par rapport à l'état de base, c'est-à-dire les données en termes de la variable nette d'état.
NOTE Dans le Guide ISO 30 et dans l'ISO 11095, aucune distinction n'est faite entre la variable d'état et la variable
nette d'état. Par conséquent, dans ces deux documents, les états de référence sont supposés, sans justification, être
connus en ce qui concerne la variable d'état.
c) Par ailleurs, l'étalonnage et les processus d'échantillonnage et de préparation ajoutent une variation
aléatoire aux résultats des mesures.
Dans la présente partie de l'ISO 11843,
 α correspond à la probabilité de détecter (par erreur) qu'un système n'est pas dans son état de base
alors qu'il est bien à l'état de base;
 β correspond à la probabilité de ne pas détecter (par erreur) qu'un système, pour lequel la valeur de la
variable nette d'état est égale à la valeur minimale détectable (x ), n'est pas dans son état de base.
d

iv © ISO 2003 — Tous droits réservés

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NORME INTERNATIONALE ISO 11843-4:2003(F)

Capacité de détection —
Partie 4:
Méthodologie de comparaison de la valeur minimale détectable
avec une valeur donnée
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 11843 traite de l'évaluation de la capacité de détection d'une méthode de mesure
sans recourir aux hypothèses de l'ISO 11843-2, lesquelles s'appuient sur une courbe d'étalonnage linéaire et
sur certaines relations existant entre l'écart-type résiduel et la valeur de variable nette d'état.
NOTE Ces hypothèses sont souvent peu sûres pour des valeurs de la variable nette d'état proches de zéro.
Au lieu d'estimer la valeur minimale détectable, la présente partie de l'ISO 11843 donne
 un critère permettant de juger si la valeur minimale détectable est inférieure à un niveau donné de la
variable nette d'état, et
 la méthode de base pour tester la conformité de ce critère.
Pour une évaluation de la capacité de détection, faisant, par exemple, partie de la validation d'une méthode
de mesure, il suffit souvent de confirmer que la méthode a une valeur minimale détectable inférieure à une
valeur donnée.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 3534-1, Statistique — Vocabulaire et symboles — Partie 1: Probabilité et termes statistiques généraux
1)
ISO 3534 2:— , Statistique — Vocabulaire et symboles — Partie 2: Statistique appliquée
ISO 3534-3:1999, Statistique — Vocabulaire et symboles — Partie 3: Plans d'expérience
ISO 5479:1997, Interprétation statistique des données — Tests pour les écarts à la distribution normale
ISO 5725-2:1994, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure — Partie 2: Méthode
de base pour la détermination de la répétabilité et de la reproductibilité d'une méthode de mesure normalisée
ISO 11095:1996, Étalonnage linéaire utilisant des matériaux de référence

1) À publier. (Révision de l'ISO 3534-2:1993)
© ISO 2003 — Tous droits réservés 1

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ISO 11843-4:2003(F)
ISO 11843-1:1997, Capacité de détection — Partie 1: Termes et définitions
ISO Guide 30:1992, Termes et définitions utilisés en rapport avec les matériaux de référence
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 3534 (toutes les parties),
l'ISO 5479, l'ISO 5725-2, l'ISO 11095, l'ISO 11843-1 et l'ISO Guide 30 s'appliquent.
4 Plan d'expérience
4.1 Généralités
La méthode de mesure est supposée être normalisée. La même méthode de mesure complète doit être
utilisée pour toutes les mesures de l'état de référence ainsi que pour les états réels (échantillons pour essai).
4.2 Choix des états de référence et des matériaux de référence
Les états de référence doivent comprendre deux valeurs de la variable nette d'état:
 la valeur zéro de la variable nette d'état (soit, en chimie analytique, un échantillon à matrice vierge), et
 une valeur donnée, x , pour laquelle il sera vérifié si elle est plus grande que la valeur minimale
g
détectable.
La composition des matériaux de référence représentant les états de référence doit être aussi proche que
possible de la composition du matériau soumis à la mesure afin de satisfaire à l'exigence que les matériaux
de référence et les matériaux soumis à l'essai se comportent de façon identique dans le système de mesure.
4.3 Nombre de répliques
La capacité de détection est supposée être évaluée dans un essai à part avec le même nombre de répliques
pour les deux états de référence spécifiés en 4.2. Dans une application de la méthode, les mesures sont
réalisées pour le matériau de référence (représentant la valeur zéro de la variable nette d'état) et l'état réel. Le
nombre de répliques utilisé dans les applications de la méthode est généralement plus petit que le nombre de
répliques utilisé pour l'évaluation de la capacité de détection de la méthode. Les notations suivantes sont
utilisées :
 J est le nombre de répliques de mesures effectuées sur le matériau de référence représentant la
valeur zéro de la variable nette d'état (échantillon à matrice vierge) lors d'une application de la
méthode;
 K est le nombre de répliques de mesures portant sur les réponses de l'état réel (échantillon pour essai)
lors d'une application de la méthode.
 N est le nombre de répliques de mesures effectuées sur chaque matériau de
...