硫化氢气体检测仪示值误差检测结果不确定度分析

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摘要：本文结合实际检测工作，根据JJG695-2003《硫化氢气体检测仪》检定规程、JJF1059-2012 《测量不确定度评定与表示》对《硫化氢气体检测仪进行了分析与评定，其结果对硫化氢气体检测仪的检定与校准具有一定的参考价值

关键词：《硫化氢气体检测仪 不确定度分析

一、概述

1.1测量依据JJG695-2003《硫化氢气体检测仪》检定规程

1.2环境条件：温度：0℃～40℃，相对湿度：≤85%RH

1.3测量标准：标准物质浓度值的相对不确定度2%，包含因子k=2

1.4被测对象：硫化氢气体检测仪，量程：（0～100）×10-6mol/mol。最大允许示值误差：±5×10-6mol/mol。

1.5测量过程：通入一定浓度的标准气体，平衡后读取被测仪器的示值，重复测量三次，三次的算术平均值与标准气体实际值的差值为硫化氢气体检测仪的绝对误差。三次测量的算数平均值与标准气体实际值的差值除以该标准气体实际值后乘以100%为硫化氢气体检测仪的相对误差。

二、测量模型

（1）

其中： ――示值误差；

――显示值的算术平均值；

――标准气体浓度值。

三、标准不确定度评定

1.标准不确定度 的评定

输入量 的不确定度来源主要是仪器测量的不重复性，可以通过连续测量得到测量列。采用A类方法进行评定。

对一台量程为（0～100）×10-6mol/mol的仪器进行检测，仪器的报警浓度值为35×10-6mol/mol，

依据规程 用浓度为75.0×10-6mol/mol，56.9×10-6mol/mol，24.0×10-6mol/mol的硫化氢标准气体在相同条件下对仪器进行连续测量，得到测量列如表1所示。

表1 仪器各点测量列值（×10-6mol/mol）

标准气体浓度值 示值1 示值2 示值3 示值4 示值5 示值6

24 23 24 24 24 24 24

56.9 57 57 57 56 57 57

75.0 75 76 75 75 75 76

由表1、根据公式（2）（3）计算得到各点算术平均值及单次实验标准差

（2） （3）

具体见表2

表2：测量列平均值及单次实验标准差计量结果（×10-6mol/mol）

标准气体浓度值（ ） 测量列平均值（ ） 单次实验标准差（s）

24.0 23.8 0.4

56.9 56.8 0.4

75.0 75.2 0.4

合并样本标准差：

实际测量情况，在重复性条件下连续测量三次，以三次测量算术平均值为测量结果则可得到

则

= =0.23×10-6mol/mol

= =0.23×10-6mol/mol

= =0.23×10-6mol/mol

2.输入量 的标准不确定度 的评定

输入量 不确定度主要来源于标准气体浓度的不确定度，可根据证书给出的定值不确定度来评定，因此应采用B类方法进行评定。

硫化氢气体标准物质，国家二级标准物质，浓度值的相对不确定度为Ur =2%，包含因子k=2

标准不确定度 为

浓度1：

×10-6mol/mol

浓度2：

×10-6mol/mol

浓度3：

×10-6mol/mol

3.合成标准不确定度的评定

3.1数学模型

3.2灵敏系数

3.3合成标准不确定度的计算

输入量 与 彼此独立不相关，所以合成标准不确定度可按下式得到

则：

=

=0.33×10-6 mol/mol

=

=0.61×10-6 mol/mol

=

=0.73×10-6 mol/mol

3.4相对不确定度的评定

则

4、硫化氢气体报警仪示值误差测量量结果扩展不确定度：

取k=2 则：U=k

浓度1：U1=2×1.4%=2.8%

浓度2：U2=2×1.1%=2.2%

浓度3： U3=2×1.0%=2.0%

因为浓度为24×10-6mol/mol、56.9×10-6mol/mol、75.0×10-6mol/mol、示值误差分别为：-0.2×10-6mol/mol、0.1×10-6mol/mol、0.2×10-6mol/mol，取24×10-6mol/mol气体标准物质扩展不确定度做为该仪器的不确定度即仪器示值误差测量结果不确定度为：Ur=2.8% k=2