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2019 年 28 期 研究視界科技創(chuàng)新與應(yīng)用Technology Innovation and Application二氧化硫氣體檢測(cè)儀使用標(biāo)準(zhǔn)的研究與驗(yàn)證王曉明（淮南市計(jì)量測(cè)試檢定所，安徽 淮南 232001）1 概述二氧化硫檢測(cè)儀（以下簡(jiǎn)稱(chēng)檢測(cè)儀）是依據(jù) JJG551-2003《二氧化硫氣體檢測(cè)儀》國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程在規(guī)程的條件下，檢測(cè)儀采用比較法進(jìn)行量值溯源，用 U rel =2%（k=3）二氧化硫氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值與檢測(cè)儀示值進(jìn)行比較，計(jì)算出二氧化硫檢測(cè)儀在不同檢定點(diǎn)示值誤差，據(jù)此評(píng)定檢測(cè)儀計(jì)量性能。但是在生產(chǎn)企業(yè)和使用單位現(xiàn)實(shí)工作中，有時(shí)難以采購(gòu)到規(guī)程規(guī)定的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，使用的是U rel =2%（k=2）的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，本文是就二種氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在固定式二氧化硫檢測(cè)儀量值傳遞過(guò)程中的影響進(jìn)行分析和驗(yàn)證。2 測(cè)量方法2.1 測(cè)量依據(jù)JJG551-2003《二氧化硫氣體檢測(cè)儀》。2.2 測(cè)量方法在規(guī)定的檢定環(huán)境條件下，檢測(cè)儀經(jīng)預(yù)熱穩(wěn)定后用零點(diǎn)氣和濃度為測(cè)量范圍上限值 80伊10 -6 mol/mol 左右的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，校準(zhǔn)儀器零點(diǎn)和示值后，在測(cè)量范圍內(nèi)依次通入濃度分別為量程上限值 50伊10 -6 mol/mol 左右的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，讀取被測(cè)儀器的穩(wěn)定實(shí)際示值，重復(fù)測(cè)量 3 次，取其算術(shù)平均值，按公式計(jì)算二氧化硫氣體檢測(cè)儀的示值誤差。

2.3 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)二氧化硫氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的相對(duì)擴(kuò)展不確度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)U rel =2%（k=3）；二氧化硫氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的相對(duì)擴(kuò)展不確度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) U rel =2%（k=2）。2.4 測(cè)量對(duì)象測(cè)量范圍（0耀100）伊10 -6 mol/mol，最大允許誤差為依5%FS，型號(hào) XRD4000-T 二氧化硫氣體檢測(cè)儀。3 數(shù)學(xué)模型E i =C j -C SE r =C j -C SR伊100%式中：E i 、E r -檢測(cè)儀的示值誤差；C j -測(cè)量值的算術(shù)平均值；C s -標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度值；R-量程。4 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算4.1 測(cè)量不確定度的來(lái)源輸入 C j 量的不確定度來(lái)源主要是二氧化硫氣體檢測(cè)儀的測(cè)量重復(fù)性。輸入量 C s 的標(biāo)準(zhǔn)確不確度主要來(lái)源于氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度二氧化硫檢測(cè)儀，可根據(jù)證書(shū)給出的定值標(biāo)準(zhǔn)不確定度來(lái)評(píng)定。標(biāo)準(zhǔn)不確度的另一主要來(lái)源由分辨力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。流量計(jì)引入的測(cè)量不確定度分量較小忽略不計(jì)；人員操作、環(huán)境條件的影響和被測(cè)儀器的變動(dòng)性影響體現(xiàn)在測(cè)量重復(fù)性中。4.2 輸入量 C j 的不確定度的計(jì)算摘 要：文章依據(jù) JJG551-2003《二氧化硫氣體檢測(cè)儀檢定規(guī)程》探討量程（0~100）伊10 -6 mol/mol 的二氧化硫氣體檢測(cè)使用不同擴(kuò)展不確定度的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，進(jìn)行分析和驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：二氧化硫氣體檢測(cè)儀；測(cè)量結(jié)果；影響中圖分類(lèi)號(hào)院TH83 文獻(xiàn)標(biāo)志碼院A 文章編號(hào)院2095-2945淵2019冤28-0060-02Abstract：According to JJG551-2003 "Verification Regulation of Sulfur Dioxide Gas Detector", this paper discusses the influenceof gas standard materials with different extended uncertainty upon the measurement results in the detection of sulfur dioxide gas inthe measuring range 淵0~100冤伊10 -6 mol/mol, and analyzes and verifies the results.Keywords：sulfur dioxide gas detector; measurement results; influence作者簡(jiǎn)介：王曉明（ 1967- ），男，本科，高級(jí)工程師二氧化硫檢測(cè)儀，研究方向：計(jì)量測(cè)試。

曾主持編制了《網(wǎng)絡(luò)電雷管電阻測(cè)試儀》、 《礦用溫度傳感器》等安徽省地方計(jì)量檢定規(guī)程 。濃度值 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 50 50.7 50.8 51.0 50.5 51.4 51.8 50.9 51.1 51.0 51.0 單位：伊10 -6 mol/mol 表 160 - -2019 年 28 期 研究視界科技創(chuàng)新與應(yīng)用Technology Innovation and Application輸入量 C j 不確定度來(lái)源主要是二氧化硫氣體檢測(cè)儀的測(cè)量重復(fù)性引起的不確定度分量 u 1 （c j ）和分辨力引起的不確定度分量 u（c j ）。4.2.1 測(cè)量重復(fù)性引起的不確定度分量 u 1 （c j ）（1）采用 U rel =2%（k=3）二氧化硫氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，濃度為 50伊10 -6 mol/mol 的二氧化硫氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為例，對(duì)同一臺(tái)重復(fù)性好的 XRD4000-T 型二氧化硫氣體檢測(cè)儀連續(xù)測(cè)量 10 次，得到測(cè)量示值列：采用 A 類(lèi)評(píng)定方法，單位實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為根據(jù)檢定規(guī)程規(guī)定每一檢測(cè)點(diǎn)測(cè)量次數(shù)為 3 次，以該3 次測(cè)量的算術(shù)平均值為測(cè)量結(jié)果，則可得到。

u 12 （C j ）=s3 姨=0.21伊10 -6 mol/mol（2）采用 U rel =2%（k=2）二氧化硫氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，相同條件下再次測(cè)量，得到測(cè)量示值列：采用 A 類(lèi)評(píng)定方法，單位實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為則可得到：u 22 （C j ）=s3 姨=0.24%4.2.2 分辨力引起的不確定度分量 u 2 （C j ）被檢二氧化硫氣體檢測(cè)儀的分辨力為 0.1伊10 -6 mol/mol，由分辨力引起的不確定度分量采用 B 類(lèi)評(píng)定環(huán)氧乙烷報(bào)警器，數(shù)字顯示的分辨力為 啄，則區(qū)間半寬度為 啄/2 假設(shè)可能值在區(qū)間內(nèi)為均勻分布，查表得 k= 3 姨 ，因此分辨力產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：4.3 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 C s 的評(píng)定輸入量 C s 的不確定度主要來(lái)源于標(biāo)準(zhǔn)氣體的定值不確定度，可根據(jù)氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書(shū)給出的定值相對(duì)擴(kuò)展不確定度來(lái)評(píng)定，因此應(yīng)采用 B 類(lèi)方法評(píng)定。采用相對(duì)擴(kuò)展不確定度為 2%（k=3）二氧化硫氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，濃度為 50伊10 -6 mol/mol 二氧化硫氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，則u 2 （C S ）=U rel 伊50伊10 -6 /k=2%伊50伊10 -6 /3=0.34伊10 -6 mol/mol采用相對(duì)擴(kuò)展不確定度為 2%（k=2）二氧化硫氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，同理求得測(cè)量點(diǎn) 50伊10 -6 mol/mol 時(shí)，u 22（C S ）=0.5伊10 -6 mol/mol。

5 各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量淵見(jiàn)表 3冤6 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算采用 U rel =2%（k=3）二氧化硫氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，濃度為 50伊10 -6 mol/mol，u c1 = u 2 （C j ）+u 12（C S ）姨=0.36伊10 -6 mol/mol采用 U rel =2%（k=2）二氧化硫氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)酒精報(bào)警器，濃度為 50伊10 -6 mol/mol，u c1 = u 2 （C j ）+u 12（C S ）姨=0.51伊10 -6 mol/mol7 擴(kuò)展不確定度的評(píng)定由于二氧化硫氣體檢測(cè)儀示值誤差檢定為等精度直接檢測(cè)，其結(jié)果正態(tài)分布可直接選取包含因子 k=2，采用U rel =2%（k=3）二氧化硫氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)時(shí)二氧化硫檢測(cè)儀，求得相對(duì)擴(kuò)展不確定度為：測(cè)量點(diǎn) 50伊10 -6 mol/mol 時(shí)：U rel2 =k伊u c =2伊0.36伊10 -6 mol/mol=0.8伊10 -6 mol/mol；采用 U rel =2%（k=2）二氧化硫氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)時(shí)，同理可求得相對(duì)擴(kuò)展不確定度為：測(cè)量點(diǎn) 50伊10 -6 mol/mol 時(shí)：U rel2 =1.1伊10 -6 mol/mol。

8 結(jié)束語(yǔ)本文給出了二氧化硫氣體檢測(cè)儀在量程 50%處，分別用采用 U rel =2%（k=3）和 U rel =2%（k=2）二氧化硫氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，在量值傳遞過(guò)程中對(duì)示值誤差的影響，但擴(kuò)展不確定度均在規(guī)定范圍。參考文獻(xiàn)院[1]JJG551-2003 二氧化硫氣體檢定儀檢定規(guī)程[S].[2]JJF1059.1-2012 測(cè)量不確定度的評(píng)定與表示[S].n2i112 26i( x)1s (x ) 100% 0.37n10 mol/mol1 xx???? ? ????濃度值 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 50 50.5 51.4 51.0 51.8 50.6 51.1 50.7 50.7 51.2 51.4 表 2n2i122 26i( x)1s (x ) 100% 0.42n10 mol/mol1 xx???? ? ????26j0.1( ) 100% 0.03 10 mol2 3 2/m l3ou C???? ? ? ?? ? 標(biāo)準(zhǔn)不確 定度分量 不確定度來(lái)源 標(biāo)準(zhǔn)不確定度 k=3 k=2 50 50 u 1 (C S ) 標(biāo)準(zhǔn)氣體不確定度 0.34 0.5 u(C j ) 輸入量不確定度 u 1 (C j )重復(fù)性不確定度 u 2 (C j )分辨力不確定度 0.21 0.21 0.24 0.24 0.03 0.03 單位：伊10 -6 mol/mol單位：伊10 -6 mol/mol 表 361 - -

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