旋光仪示值误差测量结果的不确定度评定

温仪示值误差
413 合成标准不确定度的计算
输入量 A、A0、t彼此独立不相关, 所以合成标准不
确定度按下式计算: u2c ( v A ) =
9( v A) # u( A) 2 9( A)
+
9( v A) 9( A0 )
#
u
(
A0
)
2
+
9( v A) 9( t)
#Leabharlann Baidu
u(
t)
2
5计量与测试技术 6 2007年第 34卷第 8期
输入量 A0 的标准不确定度主要来源于标准旋光
管定值的不确定度, 可以根据证书上给出的定值不确
定度来评定, 因此应采用 B 类方法评定。证书给出的
不确定度为 01003b, 包含因子 k = 2, 则
u ( A0 ) = A/k = 0. 003 / 2= 0. 0015b
估计
vu u(
( A0 A0 )
赵玉琴: 旋光仪示值误差测量结果的不确定 度评定
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旋光仪示值误差测量结果的不确定度评定
E valuation of Uncerta inty about Indication E rror of P olarim eter inM easurem ent
赵玉琴
(哈尔滨市计量检定测试所, 黑龙江 哈尔滨 150036)
表2
标准不确定度 不确定度 标准不确
分量 u(xi )
来源
定度
u ( A)
旋光仪测量 01 0011b
不重复性
Ci
|C i |# u ( xi) vi
1
01 0011b 90
旋光管定值
u ( A0 )
不确定度
01 0015b - 11 00144 01 0015b 50
精密电阻测
u ( t)
01 1155e - 0100504b/e 01 00058b 12
+
u4 (AN 2 ) v (AN 2 )
=
11 37444 1124724 /
9
=
13
( 2) 线材测试仪 (导通机 ) 分辨力的标准不确定度
u(Ax ) 经多次实验证明, 校准线材测试仪 ( 导通机 )的绝
http://www.grain17.com/yq_class/yq_275_1.html
准旋光管在筒内静止 10分钟左右, 读出仪器示值和温 度值。旋光仪的测量值 ( A) 是仪器示值与仪器零点值
之差, 根据测量时标准旋光管的温度对其标准值 ( A0 ) 加以修正。 6次测量值的算述平均值与修正后的标准 旋光管的标准值之差即为仪器示值误差。
116 评定结果的使用: 在符合上述条件下的测量结
相对扩展不确度:
U r95 =
3. 0M 8 100M 8
=
3%
作者简介: 何韵, 女, 工程师。工作单位: 广东省计量科学研 究院。通讯 地址: 510405 广州市广园中路松柏东街 30 号。 收稿时间: 2007- 06 - 04
6 测量不确定度的报告与表示
01 01 级自 动旋 光 仪 示 值 误 差 测 量 结 果 的 扩 展 不 确定度为: U95 = 0. 0038b veff = 100
参考文献
[ 1] 谷智铭, 丁海铭 1 JJG 536- 1998 旋光仪及旋光糖量计 检定规程
1 北京: 中国计量出版社, 19981
)
=
0.
10, 则自由度
v2 = 50
313 输入量 t的标准不确定度 u( t)的评定
输入量 t的标准不确定定度主要来源于精密电阻 测温仪。精密电阻测温仪为 015级, 可以认为服从均
匀分布, 则包含因子 k = 3
u ( t) = a /k = 0. 5% @ 40 / 3= 0. 1155e
估计
]4 +
[ C3 # u ( t) ] 4 =
102
v1
v2
v3
5 扩展不确定度的评定
为了 方 便使 用, veff 可 近 似 为 100, 置 信 概 率取
95% , 查 t分布表得: k95 = t95 ( 100) = 1. 984
扩展不确定度为:
U95 = k95 # uc = 1. 984 @ 0. 0019= 0. 0038b ( p = 0. 95, k= 1. 984)
合并样本标准差为: Sp =
1 m
m
E
j=
1S2j
=
01 0026b
实际情况, 在重复条件下连续测量 6次, 以算术平
均值为测量结果, 则可得到不确定度
u ( A) = 010026 / 6= 010011b 自由度
m
v1 =
E
j=
1vj
=
18
@
(
6-
1)
=
90
312 输入量 A0 的标准不确定度 u( A0 )的评定
缘电阻时, 它的分辨力 为设定值的 1% , 则在 100M8
点, e3 = 1% @ 100= 1M 8 属均匀分布, k = 3, 按半宽计算, 故
u (Ax ) = e3 /2k = 1 /2 3= 012887M8
( 3)合成标准不确定度
uc 2 = u2 (Ax ) + u2 (AN ) = 1. 9723( M8 ) 2
即 uc = 1. 4044M 8 有效自由度为
veff =
uc4
u4 (Ax ) v(Ax )
+
u4 (AN ) v (AN )
=
1.
1. 40444 3744 / 13
=
14
41214 扩展不确定度
取置信概率 P = 95% , K = 2, 则
U95 = tp ( veff ) # uc = t95 ( 14) # uc = 3. 0M 8
果, 一般可直接使用本不确定度的评定结果。
2 数学模式
v A= A- A0 [ 1+ k ( t - t0 ) ] 式中: v A) ) ) 旋光仪的示值误差 ( b) ;
A) ) ) 旋光仪示值的算术平均值 ( b) ; A0 ) ) ) 20e 时标准旋光管的旋光度 ( b); k) ) ) 标准旋光管的温度系数 ( 01000144e - 1 ); t0 ) ) ) 特定温度值 ( 20e )。 3 输入量的标准不确定度评定
测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
测得值 (M8 ) 98 96 97 97 97 94 95 96 95 95
残差 (M8 ) 2 0 1 1 1
-2 -1
0 -1 -1
残差平方 (M8 ) 2 4 0 1 1 1 4 1 0 1 1
v(AN ) =
u4 (AN )
u4 (AN1 ) v (AN 1 )
= C1 # u( A) 2 + C2 # u( A0 ) 2 + C3 # u( t ) 2
uc ( v A ) = 0100112 + 0100152 + 01000582 =
01 0019b
414 合成标准不确定度的有效自由度
veff
=
[C1#
u( A) ] 4 +
u4c ( v A) [C2 # u( A)
摘 要: 本文详细介绍了旋光仪示值误差测量结果的不确定度评定方法。 关键词: 旋光仪; 测量; 不确定度; 自由度
1 概述
111 测量依据: JJG536- 19985旋光仪及旋光糖量计 检定规程 6。
112 环境条件: 温度 ( 15~ 30) e , 相对湿度 [ 85% 。
113 测量标准: 标准旋光管, 其旋光度: + 341981b; -
A=
1 n
n
E
i=
1
Ai
=
3 4.
987b, 单次实验标准差:
S=
n
E(
i= 1
Ai -
A) 2 =
010 028b
n- 1
任意选取 3台同级别的旋光仪, 每台分别用六种
标准旋光管, 各在重复性条件下连续测量 6次, 共得到
18组测量列, 每组测量列分别按上述方法计算单次实
验标准差, 如表 1:
表 1 01 01级自动旋光仪 m 组实验标准偏差计算结果
341983b; + 171041b; - 171065b; + 41976b; - 41941b, 不确定度为 01003b, 包含因子 k = 2。
114 被测对象: 0101级自动旋光仪。
115 测量过程: 首先测出空测试管关闭时的仪器零 点值, 将标准旋光管放入测试筒, 精密电阻测温仪探
头紧贴在标准旋光管的管体上 (靠近石英片一端 ) , 标
旋光度
实验标准差 ( S j) 单位 ( b)
+ 35b - 35b + 17b - 17b + 5b - 5b 010017 01 0026 01 0030 01 0028 01 0027 01 0029 010029 01 0027 01 0026 01 0027 01 0019 01 0028 010027 01 0019 01 0028 01 0030 01 0026 01 0017
[ 2]李慎安, 刘风 1 测量不确定 度评定与 表示 1 北 京: 中国 计量出 版社, 19991
作者简介: 赵玉琴, 女, 高级工程师。工作单位: 哈尔滨市计量 检定测试 所。通讯地址: 150036 哈尔滨市香坊区珠江路 5 号。 收稿时间: 2007- 01 - 09
( 上接第 8页 )
表2
vu u(
( t) t)
=
0.
20, 则自由度
v3 = 12
10
4 合成标准不确定度的评定 411 灵敏系数
数学模型 v A= A- A0 [ 1+ k ( t- t0 ) ] 灵敏系数: C1 = 9( v A) / 9( A) = 1 C2 = 9 ( v A) /9( A0 ) = - [ 1+ k ( t - t0 ) ] = - 1. 00144( t= 30e ) C3 = 9( v A) /9t = - 0. 000144 A0 = - 0. 00504b /e ( A0 = 35b) 412 标准不确定度汇总表
311 输入量 A的标准不确定度 u( A) 的评定 输入量 A的不确定度 来源主要是旋光仪的测量
不重复性, 可以通过连续测量得到测量列, 采用 A 类
方法进行评定。
被测对象为 0101级自动旋光仪, 若选择标准值为 341981b的标准 旋 光管, 连 续测 量六 次, 得 到测 量值
341984b, 341983b, 341989b, 34990, 341988b, 341986b