可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器 示值誤差的不確定度評(píng)定

【摘 要】 本文介紹了可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器示值誤差的不確定度分析，可對(duì)實(shí)際檢定或校準(zhǔn)工作提供一定的幫助。

【關(guān)鍵詞】 可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器 示值誤差 不確定度評(píng)定

1 概述

（1）測(cè)量依據(jù)

JJG693-2011《可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器》檢定規(guī)程。

（2）測(cè)量環(huán)境條件

環(huán)境溫度：0～40℃；相對(duì)濕度：<85%；通風(fēng)良好，無干擾被測(cè)氣體。

（3）測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)

異丁烷標(biāo)準(zhǔn)氣體：濃度為10%LEL，[U=1%]，[k=2]。

異丁烷標(biāo)準(zhǔn)氣體：濃度為40%LEL，[U=1%]，[k=2]。

異丁烷標(biāo)準(zhǔn)氣體：濃度為60%LEL，[U=1%]，[k=2]。

（4）測(cè)量方法

按照J(rèn)JG693-2011的要求，將10%LEL、40%LEL、60%LEL三種濃度的異丁烷按要求方法分別通入可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器中，對(duì)其進(jìn)行三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)濃度點(diǎn)的示值誤差指示檢定。

2 數(shù)學(xué)模型

示值絕對(duì)誤差計(jì)算公式：

[Δ=c]-[cB]

式中：[Δ]—示值誤差；[c]—報(bào)警器三次讀數(shù)的平均值；[cB]—異丁烷標(biāo)準(zhǔn)氣體的濃度值。

3 不確定度分析評(píng)定（以檢定40%LEL濃度點(diǎn)為例）

3.1檢定可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器的示值誤差不確定度來源分析

（1）由可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器及環(huán)境因素和操作因素等引入的儀器測(cè)量值標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量[u(c)]。

（2）由標(biāo)準(zhǔn)氣體引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量[u(cs)]。

3.2各不確定度分量的評(píng)定

（1）[u(c)]的評(píng)定

由可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器及環(huán)境因素和操作因素等引入的不確定度分量主要有報(bào)警器的重復(fù)性和報(bào)警器的分辨力兩部分。

①報(bào)警器的重復(fù)性引入的不確定度分量[u1(c)]

在40%LEL濃度點(diǎn)上重復(fù)測(cè)量10次，測(cè)量結(jié)果為40%LEL、39%LEL、40%LEL、40%LEL、41%LEL、40%LEL、40%LEL、42%LEL、40%LEL、40%LEL。

平均值：[c]=40.2[%]LEL

標(biāo)準(zhǔn)差：[s]=0.4[%]LEL

JJG693-2011規(guī)定實(shí)測(cè)量結(jié)果為重復(fù)測(cè)量三次的平均值，所以[u1(c)=s3]=0.23[%]LEL

②報(bào)警器讀數(shù)分辨力的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u2(c)]

數(shù)字式可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器的分辨力為1%LEL，按均勻分布考慮其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

[u2(c)=123=]0.29[%]LEL

③儀器測(cè)量值標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量[u(c)]

[u(c)=u12(c)+u22(c)]=0.37[%]LEL

（2）[u(cs)]的評(píng)定

[u(cs)=40×1%2]=0.20[%]LEL

4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定（以檢定40%LEL濃度點(diǎn)為例）

4.1靈敏度系數(shù)

[c(c)=1]，[c(cs)=-1]

4.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表（見表1）

表1 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量一覽表

4.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度[uc(Δ)]

[uc(Δ)][=c2(c)#8901;u2(c)+c2(cs)#8901;u2(cs)][=0.42%]LEL

5 擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

[U(40%]LEL)=[k#8901;uc(Δ)][=0.84%]LEL

取[k=2]，可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器在40%LEL濃度點(diǎn)的示值誤差的擴(kuò)展不確定度：

[U(40%]LEL)[=0.74%]LEL，[k=2]

[U(40%]LEL)[=0.94%]LEL，[k=2]

6 結(jié)束語

中國的量值傳遞和溯源體系正在從只給出合格與否的檢定向給出誤差大小及其不確定度的校準(zhǔn)轉(zhuǎn)變。以往的檢定形式對(duì)不確定度的浪費(fèi)很嚴(yán)重，往往是經(jīng)過一級(jí)檢定不確定度就要擴(kuò)大近10倍，這樣的量值傳遞已經(jīng)不適應(yīng)于我國目前的經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展了，為了能更精確的使用計(jì)量器具量值傳遞中給出誤差大小及其不確定度是必不可少的步驟，像可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器這類的強(qiáng)制檢定計(jì)量器具也可以在檢定中加入誤差的計(jì)算及不確定度的評(píng)定，這樣既可以達(dá)到國家強(qiáng)制控制的目的，又可以讓有需要的客戶得到更精確的報(bào)警器。同時(shí)作為計(jì)量工作者，我們也要從以往檢定的思維里走出來，新時(shí)代的計(jì)量工作已經(jīng)不僅僅是檢定計(jì)量器具是否合格，更重要的是計(jì)量器具測(cè)量的不確定度有多大。JJF1059-2012的頒布與實(shí)施又為我們提供了新的不確定的評(píng)定方法，如何將好的方法運(yùn)用到實(shí)際工作中來還需要計(jì)量工作者的繼續(xù)努力。