國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心　何雅娟

　　水中油份濃度分析儀的測(cè)量原理是根據(jù)由碳?xì)浠衔锝M成的油份(包括礦物油、植物油和動(dòng)物油)，在3.43μm紅外波段有強(qiáng)烈吸收峰的特性，采用分光或不分光紅外吸收法對(duì)其進(jìn)行測(cè)量。在JJG950-2000《水中油份濃度分析儀》計(jì)量檢定規(guī)程中對(duì)此類儀器檢定的主要指標(biāo)為示值誤差。    

　　一、概述

　　依據(jù)JJG950-2000，對(duì)示值誤差的檢定方法為:在儀器測(cè)量池中放入已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，待儀器讀數(shù)平穩(wěn)后讀取儀器的示值，重復(fù)測(cè)量3次，3次測(cè)量的平均值與標(biāo)準(zhǔn)值之差值與標(biāo)準(zhǔn)值之比即為儀器示值的相對(duì)誤差。其數(shù)學(xué)模型為:
    
　　式中:Δτ——儀器示值的相對(duì)誤差；——3次測(cè)量的平均值；τ_s——標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度值。    

　　二、評(píng)定步驟

　　1.對(duì)輸入量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(τ)的評(píng)定
　　輸入量的不確定度來源于儀器的測(cè)量不重復(fù)性，可通過連續(xù)測(cè)量得到測(cè)量列，采用A類方法進(jìn)行評(píng)定。
　　對(duì)某臺(tái)油份儀，選擇10mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行連續(xù)測(cè)量6次，得到單次測(cè)量實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差為:
    
　　實(shí)際測(cè)量時(shí)，在重復(fù)性條件下連續(xù)測(cè)量3次，以其算術(shù)平均值為測(cè)量結(jié)果，則可得到測(cè)量平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差:
    
    相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差:

　　2.對(duì)輸入量τ_s的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(τ_s)的評(píng)定
　　輸入量τ_s的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源于標(biāo)準(zhǔn)溶液的定值的不確定度和由該標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋成10mg/L時(shí)稀釋過程帶來的不確定度，可根據(jù)證書和規(guī)程給出的不確定度來評(píng)定，采用B類方法。

　　(1)標(biāo)準(zhǔn)溶液的定值不確定度
　　標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度值的相對(duì)不確定度為α₁=3%，包含因子為k=2，故其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
    u_1rel(τ_s)=α₁/k=3%/2=1.5%

　　(2)稀釋過程中容量帶來的不確定度
　　a.移液管體積的不確定度:所用的1mL移液管，規(guī)程中允許的誤差為:
　　α₂=0.015mL，引用的該不確定度可考慮為矩形分布，故其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
　　u₂(τ_s)=α₂ /=0.015/1.732=0.0086mL
　　相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:u_2rel(τ_s)=0.0086mL/1mL×100%=0.866%
　　b.容量瓶體積的不確定度:所用的100mL容量瓶，規(guī)程中允許的誤差為:
　　α₃=0.20mL，引用的該不確定度可考慮為矩形分布，故其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
    
    相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
    u_3rel(τ_s)=0.1155mL/100mL×100%=0.1155%

　　(3)輸入量τ_s的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度合成
    

　　3.合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度
　　(1)數(shù)學(xué)模型
　　在本臺(tái)儀器檢定中:
　　=10.42mg/L
　　τ_s=10.0mg/L
　　所以

　　(2)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度
    

　　4.擴(kuò)展不確定度的評(píng)定
　　取包含因子為k=3
　　擴(kuò)展不確定度U=ku_c(Δτ)=3×0.12%=0.36%≈1.0%    

　　三、結(jié)論

　　水中油份濃度分析儀示值誤差測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為
　　U=1.0%  k=3
　　綜上分析，筆者認(rèn)為該不確定度分析方法可視為對(duì)水中油份濃度分析儀示值誤差檢定結(jié)果的不確定度評(píng)定的一種嘗試性的評(píng)定方法，在進(jìn)行該類儀器的具體檢定中，可將被檢儀器的單次測(cè)量實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差s(mg/L)值和實(shí)測(cè)的示值誤差Δτ(%)值代入其中，即可得出被檢儀器的不確定度結(jié)果。