一氧化碳不确定度分析

一氧化碳检测报警器误差测量误差的不确定度分析
1概述
1.1 适用范围：本方法适用于一氧化碳检测报警器的检定。

1.2 测量依据：JJG915-2008一氧化碳检测报警器检定规范
1.3 采用方法：仪器开机稳定后，按说明书要求对仪器进行校正，分别通入浓度约为1.5倍仪器报警（下限）设定值、30%测量范围上限值和70%测量范围上限值的标准气体，待仪器示值稳定后(大约需3 min 时间)，记录仪器示值，求出相对误差。

1.4 环境条件：温度（0～40）℃,湿度≤85%RH
1.5 测量主要设备：空气中一氧化碳标准物质GBW （E ）060324，49.5×10-6mol/mol 的不确定度U rel =
2.0%，k =2；292.5×10-6mol/mol 的不确定度U rel =2.0%，k =2；704.5×10-6mol/mol 的不确定度U rel =2.0%，k =2。

2测量的数学模型
测量的数学模型：Δτ=(τ-τs )/ τs
Δτ:仪器示值误差 τ:仪器的示值算术平均值 τs :标准气体浓度标准值 3.方差和传播系数
)()()()(
)(2
2222
s s
c u u u τττττττ∂∆∂+∂∆∂=∆ 灵敏系数： 1-=∂∆∂S τττ
2s S
ττττ-=∂∆∂
则：)()()()()(2222212s S
S c u u u ττττττ-+=∆- 4.测量不确定度的来源
标准不确定度u 的来源主要有四方面：在重复性条件下由仪器的测量不重复引起的不确定度分量u A ，采用A 类方法评定；仪器显示分辨力引起的不确定度u B1、流量控制器带来的不确定度u B2和标准气体准确度引起的不确定度u B3，采用B 类方法评定。

5.由被测重复性引入的不确定度分量u A 的评定 5.1编号为：X13330168的一氧化碳检测报警器
5.1.1用标准值为49.5×10-6mol/mol 的空气中一氧化碳气体标准物质进行10次连续测量，所得数据如下：
51 51 50 50 50 50 50 50 49 49 用Bessel 公式计算得:
平均值 ∑-=n
i i x n x 1
1=50.0×10-6mol/mol
标准偏差 ()1
2
--=
∑
n x xi s =0.471×10-6mol/mol
实际测量中以3次测量平均值作为测量结果，故标准不确定度为：
==3/)(s A u 0.272×10-6mol/mol
5.1.2用标准值为292.5×10-6mol/mol 的空气中一氧化碳气体标准物质进行10次连续测量，所得数据如下：
307 308 308 310 310 310 309 308 310 308 用Bessel 公式计算得:
平均值 ∑-=n
i i x n x 1
1=308.8×10-6mol/mol
标准偏差 ()
1
2
--=
∑n x xi s =0.991×10-6mol/mol
实际测量中以3次测量平均值作为测量结果，故标准不确定度为：
==3/)(s A u 0.572×10-6mol/mol
5.1.3用标准值为704.5×10-6mol/mol 的空气中一氧化碳气体标准物质进行10次连续测量，所得数据如下：
734 734 733 731 730 729 729 727 727 726
用Bessel 公式计算得:
平均值 ∑-=n
i i x n x 1
1=730×10-6mol/mol
标准偏差 ()
1
2
--=
∑n x xi s =2.19×10-6mol/mol
实际测量中以3次测量平均值作为测量结果，故标准不确定度为：
==3/)(s A u 1.264×10-6mol/mol
6.B 类标准不确定度分项u B 的评定
B 类标准不确定度主要是由标准物质带来的影响，流量控制器和仪器显示分辨力带来的不确定度可忽略 。

6.1空气中一氧化碳气体标准物质（49.5×10-6mol/mol ）不确定度为：
U =2.0%,k =2，换算为绝对量的不确定度为49.5×2%=0.99×10-6mol/mol ，故标准不确定度为==2/99.0)(B u 0.495×10-6mol/mol ；
6.2空气中一氧化碳气体标准物质（292.5×10-6mol/mol ）不确定度为：
U =2.0%,k =2，换算为绝对量的不确定度为292.5×2.0%=5.85×10-6mol/mol ，故标准不确定度为==2/85.5)(B u 2.925×10-6mol/mol ；
6.3空气中一氧化碳气体标准物质（704.5×10-6mol/mol ）不确定度为：
U rel =2.0%,k =2，换算为绝对量的不确定度为704.5×2.0%=14.09×10-6mol/mol ，故标准不确定度为==2/09.14)(B u 7.045×10-6mol/mol 。

7. 测量不确定度汇总
通过以上分析，将各分量列表如下： X13330136
8 合成标准不确定度
8.1 编号为：X13330168的一氧化碳检测报警器
8.1.1各影响量相互独立，合成标准不确定度为（τ=50×10-6mol/mol ；τs =49.5×10-6mol/mol ）：
%
15.10115.0)495.0()5.4950()272.0()5.49()()()()()(2
22
2212222
21==-+=-
+=∆--s S S c u u u ττττττ 取包含因子k =2,扩展不确定度为：
U rel =ku c =2×1.15% =2.3%
8.1.2 各影响量相互独立，合成标准不确定度为（τ=308.8×10-6mol/mol ；τ
s
=292.5×10-6mol/mol ）：
%
07.10107.0)
925.2()5.2928.308()572.0()5.292()()()()()(2
22
2212222
2
1==-+=-+=∆--s S S
c u u u ττττττ 取包含因子k =2,扩展不确定度为：
U rel =ku c =2×1.07% =2.14%
8.1.3各影响量相互独立,合成标准不确定度为（τ=730×10-6mol/mol ；τs =704.5×10-6mol/mol ）
%
05.10105.0)
045.7()5.704730()264.1()5.704()()()()()(222
2212222
2
1==-+=-+=∆--s S S
c u u u ττττττ 取包含因子k =2,扩展不确定度为：
U rel =ku c =2×1.05% =2.1%
9.测量结果的报告：
一氧化碳检测报警器（编号为X13330136）检测误差的扩展不确定度为： 49.5×10-6mol/mol 的一氧化碳：U rel =2.3%，k=2； 292.5×10-6mol/mol 的一氧化碳：U rel =2.2%，k=2； 704.5×10-6mol/mol 的一氧化碳：U rel =2.1%，k=2。