可见分光光度计测量不确定度

二、可见分光光度计波长示值误差和透射比示值误差测量结果的不确定度评定

A、可见分光光度计波长示值误差测量结果的不确定度评定

（一）、测量过程简述

1、测量依据：JJG178-1996可见分光光度计检定规程

2、测量环境条件：温度 (10-30)℃相对湿度≤85%

3、测量标准：氧化钬滤光片或干涉滤光片

①氧化钬滤光片，波长不确定度≤0.2nm，包含因子k95=1.96

②干涉滤光片, 波长不确定度≤1.0nm，包含因子k95=1.96

4、被测对象：可见分光光度计。波长示值误差：光栅型±1.0 nm；棱镜型±（3.0-10）nm

5、测量方法：在规定的条件下，用被测可见分光光度计直接测氧化钬滤光片或干涉滤光片，测得的吸收峰波长，重复测量3次，3次的算术平均值与标准波长之差值，既为波长示值误差。

6、评定结果的使用：在符合上述条件下的测量结果，对光栅型可见分光光度计一般可直接使用本中用氧化钬滤光片测量标准所得的不确定度的评定结果。对棱镜型可见分光光度计一般可直接使用本中用干涉滤光片测量标准所得的不确定度的评定结果。

（二）、数学模型：

∆λ =-

λ

s

式中：∆λ——被检仪器波长示值误差

λ——被检仪器波长示值的算术平均数

s λ—— 氧化钬滤光片或干涉滤光片波长实际值

（三）、各输入量的标准不确定度分量的评定 1、输入量λ的标准不确定度)(λu 的评定

输入量λ的不确定度来源主要是可见分光光度计的测量不重复性，可以通过连续测量得到测量列，采用A 类方法进行评定。

① 对光栅型仪器，当使用氧化钬滤光片时，对一台可见分光光度计用氧化钬滤光片，连续测量10次，得到3组不同波长测量列，其中一组测量列为527.1，527.6，527.6，527.1，528.1，527.1，527.1，527.6，527.1，527.1 nm 。

λ=∑=n

i i n 1

1λ=527.4 nm 单次实验标准差 s =

()

1

2

--∑n i

λ

λ

=0.35 nm

任意选取3台同类型可见分光光度计，每台分别用氧化钬滤光片测得不同波长点，各在重复性条件下连续测量10次，共得到9组测量列，每组分别按上述方法计算得到单次实验标准差

表2-1 m 组实验标准差如表所示：

合并样本标准差为 P s =∑=m j j s m 1

2

1=0.48 nm 实际测量情况，在重复性条件下重复测量3次，以该3次次量算

术平均值为测量结果，则得到

)(λu =P s /3=0.28 nm 自由度为 1v =∑=m

j j 11ν=9×(10-1)=81

② 对棱镜型仪器，当使用干涉滤光片时，对一台可见分光光度计用干涉滤光片，连续测量10次，得到3组不同波长测量列，其中一组测量列为448,448,449,449,448,448,448,449,448,449 nm.

λ =∑=n

i i n 1

1λ=448.4 nm

单次实验标准差 s =

()

1

2

--∑n i

λ

λ

=0.52 nm

任意选取3台同类型可见分光光度计，每台分别用干涉滤光片得个不同波长点，各在重复性条件下连续测量10次，共得到9组测量列，每组分别按上述方法计算得到单次实验标准差

表2-2 m 组实验标准差如表所示：

合并样本标准差为 P s =∑=m j j s m 1

2

1=0.64 nm 实际测量情况，在重复性条件下重复测量3次，以该3次次量算术平均值为测量结果，则得到

)(λu =P s /3=0.4 nm

自由度为 1v =∑=m

j j 1

1ν=9×(10-1)=81

2、输入量s λ的标准不确定度)(s u λ的评定

输入量s λ的不确定度来源主要是氧化钬滤光片或干涉滤光片波长定值不确定度，可根据定值证书给出的定值不确定度来评定。因此，采用B 方法进行评定。

① 氧化钬滤光片。氧化钬滤光片波长证书给出的定值不确定度为0.2 nm ，包含因子95k =1.96，则标准不确定度为

)(s u λ=k a =0.2/1.96=0.10 nm

估计()

()

s

s u u λλ∆为0.10，则自由度为2v =50

② 干涉滤光片。干涉滤光片波长证书给出的定值不确定度为1.0，包含因子95k =1.96，则标准不确定度为

)(S u λ=k a =1.0/1.96=0.51 nm

估计()

()

s

s u u λλ∆为0.10，则自由度为2v =50

（四）、合成标准不确定度及扩展不确定度的评定 1、灵敏度系数 数学模型：

∆λ =λ-s λ

1c =λλ∂∆∂/=1 2c =s λλ∂∆∂/=-1

2、各不确定度分量汇总及计算表表2-3 氧化钬滤光片

表2-4 干涉滤光片

3、合成标准不确定度的计算

)(2

λ∆C

u =()

2

⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅∂∆∂λλλu ＋()2

⎥⎦

⎤⎢

⎣⎡⋅∂∆∂s s u λλλ=()[]2

1λu c ＋()[]22s u c λ ①氧化钬滤光片。)(λ∆C u =0.30 nm ②干涉滤光片 )(λ∆C u =0.65 nm 4、有效自由度

eff v =

()

()[]

()[]

2

4

21

4

1

4νλνλλs c u c u c u +

∆

①氧化钬滤光片 eff v =103 ②干涉滤光片 eff v =107

为使用方便，eff v 均可近似为100，不会对最后结果有太大影响。 取置信概率p =９５%有效自由度eff v ＝100，查t 分布表得到

()==eff v t k 9595 1.984

扩展不确定度为：c eff u v t U ⋅=)(9595=0.6 nm （氧化钬滤光片）

c eff u v t U ⋅=)(9595=1.3 nm （干涉滤光片）

（五）、测量不确定度的报告

可见分光光度计的波长示值误差测量结果的扩展不确定度： ①氧化钬滤光片 =95U 0.6 nm =eff v 100 ②干涉滤光片 =95U 1.3 nm =eff v 100

B 、可见分光光度计透射比示值误差测量结果的不确定度评定 （一）、测量的过程简述

1、测量依据：JJG178-1996可见分光光度计检定规程