催化燃烧式甲烷测定器测量结果的不确定度评定.doc

催化燃烧式甲烷测定器测量结果的不确定度评定.doc 催化燃烧式甲烷测定器测量结果的 不确定度评定 1.概述 1.1测量依据:JJG678–1996《催化燃烧式甲烷测定器检定规程》。 1.2环境条件:温度(15~35)?;相对湿度:?85%;大气压强:(86~106)kPa。 1.3测量:标准物质浓度值总不确定度?3% 。 1.4被测对象:催化燃烧式甲烷测定器。仪器在规定的正常工作条件下,示值与真值之差应不超过1规定。 表1 测量范围 0~4 (%CH4) 分段 0?X?1 1,X?2 2,X?4 (%CH4) 基本误差 ?0.1 ?0.2 ?0.3 (%CH4) 1.5测量过程:通入一定浓度的标准气体, 平衡后读取被测仪器的示值,每点重复测量3次,3次的算术平均值与标准气体实际值的差值,即为催化燃烧式甲烷测定器的示值误差。 1.6评定结果的使用:在符合上述条件下的测量结果,一般可直接使用本不确定度的评定结果。 2、数学模型 ,,,,,,s ,,,式中:-催化燃烧式甲烷测定器示值误差;-催化燃烧式甲烷测定器示值算术 ,s平均值;-标准气体浓度实际值。 3.输入量的标准不确定度评定 3.1输入量的标准不确定度u()的评定输入量的不确定度来源是催化燃烧,,, 式测定器的测量重复性,采用A类方法评定。对于一台催化燃烧式甲烷测定器, 选择2.01%标准浓度的甲烷气体,连续测量10次得到测量列 2.00、2.01、2.01、1.99、1.99、 2.00、1.99、2.02、2.01、2.01(%) ,,,/n,2.01% ,i 单次实验标准差 2(,),,,iS ,,0.01%1n,1 任意选取3台同类型催化燃烧式甲烷测定器,每台分别用3种浓度的标准气体 (0.5%，1%,3%).各在重复性条件下连续测量10次,共得到9组测量列,每组测量列分别按上述方法计算得到实验标准差如表2。 表2 标准浓度 0. 5% 1% 3% 标 S= 0.0094% S= 0.0099% S= 0.0098% 123 准 S= 0.0098% S= 0.0100% S= 0.0101% 456 差 S= 0.0097% S= 0.0098% S= 0.0100% 789合并样本标准差 2S,S/m,0.0098% ,pj 实际测量情况，在重复性条件下连续测量3次，因该3次测量算术平均值为测量结果，则可得到 u(,)S/3,0.0057%,p 自由度:u=81 1 3.2输入量的标准不确定度的评定 ,u(,)ss 输入量的标准不确定度主要来源于标准气体浓度定值的不确定度,可根据,s 证书给出的定值不确定度来评定, 因此应采取B类方法评定。 标准甲烷气体是国家二级标准物质,浓度值的相对不确定度为, 包,,2.0%含因子.标准不确定度为: k,1.96u(,)s 浓度 1:u(,),a/k,0.005%s 浓度 2:u(,),a/k,0.01%s 浓度则 3:u(,),a/k,0.03%s u自由度为50。 2 4.合成标准不确定度的评定 4.1标准不确定度汇总表(见表 3) 表 3 标准不确定度 不确定度来源 u(X)分量 I 甲烷气体测定器 S= 0. 01% u(,)1 的测量重复性 标准气体浓度值 浓度1:0.005% 的不确定度 浓度2:0.01% u(,)s 浓度3:0.03% 4.2合成标准不确定度的计算输入量与彼此不相关,所以合成标准不确定度,,s可按下式得到: 222 u(,,),u(,)，u(,)cs 22浓度:1:u(,(,),s，(浓度1),0.012% c11 22浓度:2:u(,,),s，(浓度2),0.015% c21 22uc(,,),s，(浓度3),0.032%浓度:3: 31 相对不确定度为: 浓度1: u(,,),uc(,,)/0.5%,2.4%cre111 浓度2: u(,,),uc(,,)/1.0%,1.5%cre122 浓度3: u(,,),uc(,,)/3.0%,1.1%cre333 三种浓度相应三个测量点的相对合成标准不确定度值选取一最大值,使用为 浓度0.5%测量点的代表三个测量点的相对合成标准不确定度。 U(,,)cre1 4.3合成标准不确定度有效自由度 u,75，为使用方便，且对结果不会影响太大，u可近似为50. effeff 5.扩展不确定度评定 取置信概率p=95%，查t分布得到t(50)=2.01 95 相对扩展不确定度 U,t(50),u(,,),4.9%95cre195cre16(测量不确定度的表示 催化燃烧式甲烷测定器示值误差测量结果的相对扩展不确定度为: ，u,50 U,4.9%eff95cre1