心电图机内定标电压测量结果的不确定度评定.doc

心电图机内定标电压测量结果的不确定度评定.doc 心电图机内定标电压测量结果的不确定度评定 摘要:根据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》规范要求，了影响心电图机内定标电压测量结果不确定度的几个因素，针对具体数据进行了详细计算，为相关工作提供参考。 关键词:心电图机;内定标电压;示值误差;不确定度 收稿日期:2011-08-09 作者简介:于前访(1971―)，男，河南襄城人，工程师，主要从事医学计量、电磁计量方面的研究工作。 中图分类号:TH789 文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2011)09-0192-03 1 引言 在心电图机检定过程中,内定标电压测量是其中的最重要技术指标,对其测量结果不确定度分析是其中必不可少的一项工作。根据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》规范要求,分析影响心电图机内定标电压测量结果不确定度的几个因素,针对具体数据进行了详细分析、计算,为从事该项计量检定提供了可靠的依据。测量依据为JJG543-2008《心电图机》检定规程。环境条件为温度(20?10)?,相对湿度不大于80%。测量标准为心电图机检定仪,型号EGC-1B。被测对象为 心电图机,型号ECG-9130P。 2 内定标电压测量结果的不确定度评定 2.1 测量方法 依据JJG543-2008《心电图机》检定规程,将被检心电图机置标准导联状态(灵敏度设置为1.0mV/10mm,走纸速度为25mm/s),被检定仪器必须良好接地。检定仪输出电压1.0mV方波,调节被检心电图机增益使描记的幅值H0达10mm。在同样条件下描记被检定仪器对应的内定标电压,得到其描记的幅值为Hd。按规程给出的公式即可算出被检心电图机的定标电压示值误差。 2.2 数学模型 eUcm-Ucn。 因为UKH,所以得: eK(Hd-H0)。 其中e为心电图机内定标电压误差,mV;Ucm为被检心电图机定标电压标称值,mV;Ucn为检定仪信号输出标准电压在被检心电图机上的描记值,mV;Hd为被检心电图机内定标电压的描记高度,mm;H0为输入标准电压的描记高度,mm;K为心电图机灵敏系数,规程设置k1.0mV/10mm。 3 各输入量的标准不确定度分量 u(Hd)的评定 3.1 输入量Hd不确定度u(Hd)的评定 输入量Hd不确定度u(Hd)主要来源于重复性测量引入的标准不确定度u(Hd1),由记录纸取样引入的标准不确定度u(Hd2),由钢直尺分辨率引入的标准不确定度u(Hd3),由钢直尺最大允许误差引入的标准不确定度u(Hd4),由被测心电图机打印分辨力引入的不确定度u(Hd5)。 3.1.1 由重复性测量引入的标准不确定度u(Hd1)的评定 根据JJG543-2008《心脑电图机检定规程》给出的检定方法,将被测心电图机置手动状态,灵敏度置10mm/mV,关闭滤波器(使滤波器处于不工作状态)。在被测心电图机上描记内部幅度波形,进行10次测量,测量数据见表1。 未接入信号时心电图机重复性测量数据 表1 x?10i1xi10.00mm,单次实验标准差:s0.039mm,由于实际测量时,测量次数为1次,则该项结果的标准不确定度为:u(Hd1)s0.039mm。 3.1.2 由记录纸取样引入的标准不确定度u(Hd2) 波形的线宽最大为0.5mm(经5倍放大约为2.5mm)。判断引入的不确定度分量优于1/6线宽(约0.083mm),按均匀分布计算:u(Hd2)×0.083mm0.048mm。 3.1.3 由钢直尺分辨率引入的标准不确定度 u(Hd3) 钢直尺分辨率最小分度为0.5mm(经5倍放大约为2.5mm),估读的最小分辨力优于1/10,最小分度(0.5mm),按均匀分布:u(Hd3)× 0.05mm0.03mm。 3.1.4 由钢直尺最大允许误差引入的标准不确定度u(Hd4) 钢直尺的最大允许误差:0.1mm。按均匀分布计算:u(Hd4)×0.1mm0.06mm。 3.1.5 由被测心电图机打印分辨力引入的不确定度u(Hd5)的评定 根据光电心电图机ECG-9130P技术指标,该机的打印分辨力为8dots/mm,折算每点距离为0.125mm,按均匀分布计算:u(Hd5)×0.125mm0.07mm。 3.1.6 输入量Hd引入的不确定度u(Hd)的合成 u2(Hd)u2(Hd1)+u2(Hd2)+u2(Hd3)+u2(Hd4)+u2(Hd5)(0.039)2+(0.048)2+(0.03)2+(0.06)2+(0.07)20.0132mm u(Hd)0.115mm。 3.2 输入量H0引入的不确定度u(H0)的评定 输入量H0不确定度u(H0)主要来源于标准器引入的标准不确定度u(H01),由重复性测量引入的标准不确定度u(H02),由记录纸取样引入的标准不确定度u(H03),由钢直尺分辨率引入的标准不确定度u(H04),由钢直尺最大允许误差引入的标准不确定度u(H05),由心电图机打印分辨力引入的不确定度u(H06)。 3.2.1 标准器引入的标准不确定度u(H01)的评定 根据ECG-1B心脑电图机检定仪上级检定证可知,输出电压的最大允许误差为?0.008mV。按均匀分布进行计算,覆盖因子k。则:u(H01),0.046mm。 3.2.2 由重复性测量引入的标准不确定度u(H02)的评定 根据JJG543-2008《心电图机检定规程》给出的检定方法,检定时应将心电图机灵敏度设置为1.0mV/10mm档,检定仪输出电压1mV、周期0.25s的方波,描记心电图机描记高度,进行10次测量,测量数据见表2。 表2 接入信号时心电图机重复性测量数据 x?10i1xi10.10mm。单次实验标准差:s0.073mm。由于实际测量时,测量次数为1次,则该项结果的标准不确定度为:u(Hd2)s0.073mm。 3.2.3 由记录纸取样引入的标准不确定度u(H03)的评定 波形的线宽最大为0.5mm(经5倍放大约为2.5mm)。判断引入的不确定度分量优于1/6线宽(约0.083mm),按均匀分布计算:u(H03)×0.083mm0.048mm。 3.2.4 由钢直尺分辨率引入的标准不确定度u(H04)的评定 钢直尺分辨率最小分度为0.5mm(经5倍放大约为2.5mm),估读的最小分辨力优于1/10,最小分度(0.5mm),按均匀分布:u(H04)×0.05mm0.03mm。 3.2.5 由钢直尺最大允许误差引入的标准不确定度u(H05)的评定 钢直尺的最大允许误差:0.1mm。按均匀分布计算:u(H05)×0.1mm0.06mm。 3.2.6 由心电图机打印分辨力引入的不确定度 u(H06)的评定 根据光电心电图机ECG-9130P技术指标,该机的打印分辨力为 8dots/mm,折算每点距离为0.125mm,按均匀分布计算:u(H06)× 0.125mm0.07mm。 3.2.7 输入量H0引入的不确定度u(H0)的合成 计算为: u2(H0)u2(H01)+u2(H02)+u2(H03)+u2(H04)+u2(H05)+u2 (H06)(0.03)2+(0.073)2+(0.048)2+(0.03)2+(0.06)2+(0.07) 20.017 9mm u(H0)0.135mm。 4 合成标准不确定度及扩展不确定度 4.1 灵敏系数 数学模型为: eK(Hd-H0)。 灵敏系数为: c1K, c2K。 因为:K,1.0mV/10mm,则: c10.1mV/mm, c2-0.1mV/mm。 4.2 各不确定度分量汇总及计算 各不确定度分量汇总见表3。 表3 各不确定度分量汇总 /(mV/mm)|ci|u(x1) /(mV)u(Hd)被测心电图机描记高度0.1150.10.115u(Hd1) u(Hd2) u(Hd3) u(Hd4) u(Hd5)未接入信号时重复性测量引入的不确定度 由记录纸取样引入的不确定度 由钢直尺分辨率引入的不确定度 由钢直尺最大允许误差引入的不确定度 由被测心电图机打印分辨力引入的不确定度0.039 0.048 0.03 0.06 0.07u(H0)标准器描记高度0.135-0.10.013 5u(H01) u(H02) u(H03) u(H04) u(H05) u(H06)检定仪最大允许误差引入的不确定度 接入信号时重复性测量引入的不确定度 由记录纸取样引入的不确定度 由钢直尺分辨率引入的不确定度 由钢直尺最大允许误差引入的不确定度 由被测心电图机打印分辨力引入的不确定度0.046 0.073 0.048 0.03 0.06 0.07 4.3 合成标准不确定度uc(e)的计算 依照公式: e)?Ni12u2(xi)。 u2c( 因为u2c(e)c21u2(Hd)+c22u2(H0)得: uc(e)mV0.0177mV。 5 扩展不确定度的评定 取k2,则扩展不确定度为:Ukuc(e)2×0.0177mV0.036mV。相对扩展不确定度为:Urel×100%3.6%。 6 测量不确定度评定 心电图机内定标电压示值误差测量结果(灵敏度为1.0mV/10mm)档,检定仪输出电压1mV,周期0.25s的输出方波)扩展不确定度为:Urel3.6%,k2。 参考文献: ,1, 国家质量监督检验检疫总局.JJG543-2008《心电图机》检定规 程,S,.北京:国家质量监督检验检疫总局,2008. ,2, 国家质量技术监督局计量司.JJF1059-1999《测量不确定度评 定与表示》校准规范,S,.北京:中国计量出版社,1999.