心电图机内定标电压测量结果的不确定度评定
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摘要：根据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》规范要求，分析了影响心电图机内定标电压测量结果不确定度的几个因素，针对具体数据进行了详细计算，为相关工作提供参考。
关键词：心电图机；内定标电压；示值误差；不确定度
收稿日期：2011-08-09
作者简介：于前访（1971―），男，河南襄城人，工程师，主要从事医学计量、电磁计量方面的研究工作。
中图分类号：TH789 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2011）09-0192-03
1 引言
在心电图机检定过程中,内定标电压测量是其中的最重要技术指标,对其测量结果不确定度分析是其中必不可少的一项工作。根据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》规范要求,分析影响心电图机内定标电压测量结果不确定度的几个因素,针对具体数据进行了详细分析、计算,为从事该项计量检定提供了可靠的依据。测量依据为JJG543-2008《心电图机》检定规程。环境条件为温度（20±10）℃,相对湿度不大于80%。测量标准为心电图机检定仪,型号EGC-1B。被测对象为心电图机,型号ECG-9130P。
2 内定标电压测量结果的不确定度评定
2.1 测量方法
依据JJG543-2008《心电图机》检定规程,将被检心电图机置标准导联状态（灵敏度设置为1.0mV/10mm,走纸速度为25mm/s）,被检定仪器必须良好接地。检定仪输出电压1.0mV方波,调节被检心电图机增益使描记的幅值H0达10mm。在同样条件下描记被检定仪器对应的内定标电压,得到其描记的幅值为Hd。按规程给出的公式即可算出被检心电图机的定标电压示值误差。
2.2 数学模型
eUcm-Ucn。
因为UKH,所以得:
eK（Hd-H0）。
其中e为心电图机内定标电压误差,mV;Ucm为被检心电图机定标电压标称值,mV;Ucn为检定仪信号输出标准电压在被检心电图机上的描记值,mV;Hd为被检心电图机内定标电压的描记高度,mm;H0为输入标准电压的描记高度,mm;K为心电图机灵敏系数,规程设置k1.0mV/10mm。
3 各输入量的标准不确定度分量
u（Hd）的评定
3.1 输入量Hd不确定度u（Hd）的评定
输入量Hd不确定度u（Hd）主要来源于重复性测量引入的标准不确定度u（Hd1）,由记录纸取样引入的标准不确定度u（Hd2）,由钢直尺分辨率引入的标准不确定度u（Hd3）,由钢直尺最大允许误差引入的标准不确定度u（Hd4）,由被测心电图机打印分辨力引入的不确定度u（Hd5）。
3.1.1 由重复性测量引入的标准不确定度u（Hd1）的评定
根据JJG543-2008《心脑电图机检定规程》给出的检定方法,将被测心电图机置手动状态,灵敏度置10mm/mV,关闭滤波器（使滤波器处于不工作状态）。在被测心电图机上描记内部幅度波形,进行10次测量,测量数据见表1。
表1 未接入信号时心电图机重复性测量数据
x∑10i1xi10.00mm,单次实验标准差:s0.039mm,由于实际测量时,测量次数为1次,则该项结果的标准不确定度为:u（Hd1）s0.039mm。
3.1.2 由记录纸取样引入的标准不确定度u（Hd2）
波形的线宽最大为0.5mm（经5倍放大约为2.5mm）。判断引入的不确定度分量优于1/6线宽（约0.083mm）,按均匀分布计算:u（Hd2）×0.083mm0.048mm。
3.1.3 由钢直尺分辨率引入的标准不确定度
u（Hd3）
钢直尺分辨率最小分度为0.5mm（经5倍放大约为2.5mm）,估读的最小分辨力优于1/10,最小分度（0.5mm）,按均匀分布:u（Hd3）×0.05mm0.03mm。
3.1.4 由钢直尺最大允许误差引入的标准不确定度u（Hd4）
钢直尺的最大允许误差:0.1mm。按均匀分布计算:u（Hd4）×0.1mm0.06mm。
3.1.5 由被测心电图机打印分辨力引入的不确定度u（Hd5）的评定
根据光电心电图机ECG-9130P技术指标,该机的打印分辨力为8dots/mm,折算每点距离为0.125mm,按均匀分布计算:u（Hd5）×0.125mm0.07mm。
3.1.6 输入量Hd引入的不确定度u（Hd）的合成
u2（Hd）u2（Hd1）+u2（Hd2）+u2（Hd3）+u2（Hd4）+u2（Hd5）（0.039）2+（0.048）2+（0.03）2+（0.06）2+（0.07）20.0132mm u（Hd）0.115mm。
3.2 输入量H0引入的不确定度u（H0）的评定
输入量H0不确定度u（H0）主要来源于标准器引入的标准不确定度u（H01）,由重复性测量引入的标准不确定度u（H02）,由记录纸取样引入的标准不确定度u（H03）,由钢直尺分辨率引入的标准不确定度u（H04）,由钢直尺最大允许误差引入的标准不确定度u（H05）,由心电图机打印分辨力引入的不确定度u（H06）。
3.2.1 标准器引入的标准不确定度u（H01）的评定
根据ECG-1B心脑电图机检定仪上级检定证书可知,输出电压的最大允许误差为±0.008mV。按均匀分布进行计算,覆盖因子k。则:u（H01）＝0.046mm。
3.2.2 由重复性测量引入的标准不确定度u（H02）的评定
根据JJG543-2008《心电图机检定规程》给出的检定方法,检定时应将心电图机灵敏度设置为1.0mV/10mm档,检定仪输出电压1mV、周期0.25s的方波,描记心电图机描记高度,进行10次测量,测量数据见表2。
表2 接入信号时心电图机重复性测量数据
x∑10i1xi10.10mm。单次实验标准差:s0.073mm。由于实际测量时,测量次数为1次,则该项结果的标准不确定度为:u（Hd2）s0.073mm。
3.2.3 由记录纸取样引入的标准不确定度u（H03）的评定
波形的线宽最大为0.5mm（经5倍放大约为2.5mm）。判断引入的不确定度分量优于1/6线宽（约0.083mm）,按均匀分布计算:u（H03）×0.083mm0.048mm。
3.2.4 由钢直尺分辨率引入的标准不确定度u（H04）的评定
钢直尺分辨率最小分度为0.5mm（经5倍放大约为2.5mm）,估读的最小分辨力优于1/10,最小分度（0.5mm）,按均匀分布:u（H04）×0.05mm0.03mm。
3.2.5 由钢直尺最大允许误差引入的标准不确定度u（H05）的评定
钢直尺的最大允许误差:0.1mm。按均匀分布计算:u（H05）×0.1mm0.06mm。
3.2.6 由心电图机打印分辨力引入的不确定度
u（H06）的评定
根据光电心电图机ECG-9130P技术指标,该机的打印分辨力为8dots/mm,折算每点距离为0.125mm,按均匀分布计算:u（H06）×0.125mm0.07mm。
3.2.7 输入量H0引入的不确定度u（H0）的合成
计算为：
u2（H0）u2（H01）+u2（H02）+u2（H03）+u2（H04）+u2（H05）+u2（H06）（0.03）2+（0.073）2+（0.048）2+（0.03）2+（0.06）2+（0.07）20.017 9mm u（H0）0.135mm。
4 合成标准不确定度及扩展不确定度
4.1 灵敏系数
数学模型为：
eK（Hd-H0）。
灵敏系数为:
c1K,
c2K。
因为:K＝1.0mV/10mm,则:
c10.1mV/mm,
c2-0.1mV/mm。
4.2 各不确定度分量汇总及计算
各不确定度分量汇总见表3。
表3 各不确定度分量汇总
/（mV/mm）|ci|u（x1）
/（mV）u（Hd）被测心电图机描记高度0.1150.10.115u（Hd1）
u（Hd2）
u（Hd3）
u（Hd4）
u（Hd5）未接入信号时重复性测量引入的不确定度
由记录纸取样引入的不确定度
由钢直尺分辨率引入的不确定度
由钢直尺最大允许误差引入的不确定度
由被测心电图机打印分辨力引入的不确定度0.039
0.048
0.03
0.06
0.07u（H0）标准器描记高度0.135-0.10.013 5u（H01）
u（H02）
u（H03）
u（H04）
u（H05）
u（H06）检定仪最大允许误差引入的不确定度
接入信号时重复性测量引入的不确定度
由记录纸取样引入的不确定度
由钢直尺分辨率引入的不确定度
由钢直尺最大允许误差引入的不确定度
由被测心电图机打印分辨力引入的不确定度0.046
0.073
0.048
0.03
0.06
0.07
4.3 合成标准不确定度uc（e）的计算
依照公式:
u2c（e）∑Ni12u2（xi）。
因为u2c（e）c21u2（Hd）+c22u2（H0）得:
uc（e）mV0.0177mV。
5 扩展不确定度的评定
取k2,则扩展不确定度为:Ukuc（e）2×0.0177mV0.036mV。相对扩展不确定度为:Urel×100%3.6%。
6 测量不确定度评定报告
心电图机内定标电压示值误差测量结果（灵敏度为1.0mV/10mm）档,检定仪输出电压1mV,周期0.25s的输出方波）扩展不确定度为:Urel3.6%,k2。
参考文献：
［1］ 国家质量监督检验检疫总局.JJG543-2008《心电图机》检定规程［S］.北京:国家质量监督检验检疫总局,2008.
［2］ 国家质量技术监督局计量司.JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》校准规范［S］.北京:中国计量出版社,1999.