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【摘 要】 本文主要分析了六氟化硫检测报警仪的不确定度来源及合成标准不确定度的评定。
【关键词】 六氟化硫 报警器 不确定度
【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2015.08.012
1 测量方法
依据JJF1263-2010《六氟化硫检测报警仪校准规范》，六氟化硫报警器基本误差检定是采用直接测量法。在规定的条件下，向仪器通入气体标准物质，其基本示值误差为示值减去标准气体浓度值。
2 数学模型
[c=][c-cs]
式中：[c]——被测仪器基本示值误差；[c]——被测仪器示值；[cs]——气体标准物质标准值。
3 输入量的标准不确定度评定
3.1 气体标准物质的不确定度
气体标准物质的检定证书给出了气体标准物质199.6μmol/mol、397.8μmol/mol、602.4μmol/mol、788.6μmol/mol点定值的扩展不确定度1%，包含因子[k=2]，则：
199.6μmol/mol点标准不确定度为：
[u1a=U/K]=1%/2×199.6μmol/mol=0.10μmol/mol
397.8μmol/mol点标准不确定度为：
[u1b=U/K]=1%/2×397.8μmol/mol=1.99μmol/mol
602.4μmol/mol点标准不确定度为：
[u1c=U/K]=1%/2×602.4μmol/mol=3.01μmol/mol
788.6μmol/mol点标准不确定度为：
[u1d=U/K]=1%/2×788.6μmol/mol=3.94μmol/mol
3.2 被检报警器分辨率引起的不确定度[u2]
报警器读数分辨率是1μmol/mol，取区间半宽度，其引起的不确定度为均匀分布，[k=3]，199.6μmol/mol、397.8mol/mol、602.4μmol/mol、788.6μmol/mol点被检仪器读数分辨率引起的不确定[u3]度一致。
[u2=123]=0.29μmol/mol
3.3 测量结果重复性导致的不确定度分量[u3]
六氟化硫报警仪示值的标准不确定度主要来源于六氟化硫气体报警仪的测量重复性，可以通过连续测量得到测量列，采用A类方法进行评定。
选一台六氟化硫报警仪，用602.4μmol/mol的标准气体进行测量，结果如下表（单位：μmol/mol）。
单次相对标准偏差[s=1ci=1n（ci-c）n-1×100%]
实际检定工作中，以3次测量值的算术平均值作为测量结果，则标准不确定度为：
199.6μmol/mol点标准不确定度为：
[u3=s/3]=0.92%×199.6μmol/mol=1.06μmol/mol
397.8μmol/mol点标准不确定度为：
[u3=s/3]=1.18%×397.8μmol/mol=2.71μmol/mol
602.4μmol/mol点标准不确定度为：
[u3=s/3]=0.38%×602.4μmol/mol=1.32μmol/mol
788.6μmol/mol点标准不确定度为：
[u3=s/3]=0.64%×788.6μmol/mol=2.91μmol/mol
因为分辨率导致的不确定度小于测量结果重复性导致的不确定度，因此不考虑分辨率导致的不确定度的影响。流量波动、减压阀、管路等的影响已涵盖在重复性中，可忽略不计。
4 合成标准不确定度的评定
4.1 灵敏系数
数学模型[c=c-cs]
灵敏系数[c1=?d/?x=1]，[c2=?d/?xs=1]
4.2 标准不确定度分量汇总表，见表1
4.3 合成标准不确定度的计算
199.6μmol/mol点合成标准不确定度为：
[uc=（c1u1）2+（c2u3）2]=1.06μmol/mol
397.8μmol/mol点合成标准不确定度为：
[uc=（c1u1）2+（c2u3）2]=3.36μmol/mol
602.4μmol/mol点合成标准不确定度为：
[uc=（c1u1）2+（c2u3）2]=3.29μmol/mol
788.6μmol/mol点合成标准不确定度为：
[uc=（c1u1）2+（c2u3）2]=4.90μmol/mol
5 扩展不确定度的评定
取包含因子[k=2]，扩展不确定度分别为：
199.6μmol/mol时，[U]=2.1μmol/mol
397.8μmol/mol时，[U]=6.7μmol/mol
602.4μmol/mol时，[U]=6.6μmol/mol
788.6μmol/mol时，[U]=9.8μmol/mol
6 结论
常规校准应对六氟化硫气体检测报警仪199.6μmol/mol、397.8μmol/mol、602.4μmol/mol、788.6μmol/mol共4点进行校准，其不确定度见下表。
作者简介
顾萍，毕业于中国石油大学机器制造及其自动化专业，目前就职于鞍山市计量监督检定所理化室，从事计量工作16年。
（责任编辑：张晓明）
【关键词】 六氟化硫 报警器 不确定度
【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2015.08.012
1 测量方法
依据JJF1263-2010《六氟化硫检测报警仪校准规范》，六氟化硫报警器基本误差检定是采用直接测量法。在规定的条件下，向仪器通入气体标准物质，其基本示值误差为示值减去标准气体浓度值。
2 数学模型
[c=][c-cs]
式中：[c]——被测仪器基本示值误差；[c]——被测仪器示值；[cs]——气体标准物质标准值。
3 输入量的标准不确定度评定
3.1 气体标准物质的不确定度
气体标准物质的检定证书给出了气体标准物质199.6μmol/mol、397.8μmol/mol、602.4μmol/mol、788.6μmol/mol点定值的扩展不确定度1%，包含因子[k=2]，则：
199.6μmol/mol点标准不确定度为：
[u1a=U/K]=1%/2×199.6μmol/mol=0.10μmol/mol
397.8μmol/mol点标准不确定度为：
[u1b=U/K]=1%/2×397.8μmol/mol=1.99μmol/mol
602.4μmol/mol点标准不确定度为：
[u1c=U/K]=1%/2×602.4μmol/mol=3.01μmol/mol
788.6μmol/mol点标准不确定度为：
[u1d=U/K]=1%/2×788.6μmol/mol=3.94μmol/mol
3.2 被检报警器分辨率引起的不确定度[u2]
报警器读数分辨率是1μmol/mol，取区间半宽度，其引起的不确定度为均匀分布，[k=3]，199.6μmol/mol、397.8mol/mol、602.4μmol/mol、788.6μmol/mol点被检仪器读数分辨率引起的不确定[u3]度一致。
[u2=123]=0.29μmol/mol
3.3 测量结果重复性导致的不确定度分量[u3]
六氟化硫报警仪示值的标准不确定度主要来源于六氟化硫气体报警仪的测量重复性，可以通过连续测量得到测量列，采用A类方法进行评定。
选一台六氟化硫报警仪，用602.4μmol/mol的标准气体进行测量，结果如下表（单位：μmol/mol）。
单次相对标准偏差[s=1ci=1n（ci-c）n-1×100%]
实际检定工作中，以3次测量值的算术平均值作为测量结果，则标准不确定度为：
199.6μmol/mol点标准不确定度为：
[u3=s/3]=0.92%×199.6μmol/mol=1.06μmol/mol
397.8μmol/mol点标准不确定度为：
[u3=s/3]=1.18%×397.8μmol/mol=2.71μmol/mol
602.4μmol/mol点标准不确定度为：
[u3=s/3]=0.38%×602.4μmol/mol=1.32μmol/mol
788.6μmol/mol点标准不确定度为：
[u3=s/3]=0.64%×788.6μmol/mol=2.91μmol/mol
因为分辨率导致的不确定度小于测量结果重复性导致的不确定度，因此不考虑分辨率导致的不确定度的影响。流量波动、减压阀、管路等的影响已涵盖在重复性中，可忽略不计。
4 合成标准不确定度的评定
4.1 灵敏系数
数学模型[c=c-cs]
灵敏系数[c1=?d/?x=1]，[c2=?d/?xs=1]
4.2 标准不确定度分量汇总表，见表1
4.3 合成标准不确定度的计算
199.6μmol/mol点合成标准不确定度为：
[uc=（c1u1）2+（c2u3）2]=1.06μmol/mol
397.8μmol/mol点合成标准不确定度为：
[uc=（c1u1）2+（c2u3）2]=3.36μmol/mol
602.4μmol/mol点合成标准不确定度为：
[uc=（c1u1）2+（c2u3）2]=3.29μmol/mol
788.6μmol/mol点合成标准不确定度为：
[uc=（c1u1）2+（c2u3）2]=4.90μmol/mol
5 扩展不确定度的评定
取包含因子[k=2]，扩展不确定度分别为：
199.6μmol/mol时，[U]=2.1μmol/mol
397.8μmol/mol时，[U]=6.7μmol/mol
602.4μmol/mol时，[U]=6.6μmol/mol
788.6μmol/mol时，[U]=9.8μmol/mol
6 结论
常规校准应对六氟化硫气体检测报警仪199.6μmol/mol、397.8μmol/mol、602.4μmol/mol、788.6μmol/mol共4点进行校准，其不确定度见下表。
作者简介
顾萍，毕业于中国石油大学机器制造及其自动化专业，目前就职于鞍山市计量监督检定所理化室，从事计量工作16年。
（责任编辑：张晓明）