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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二氧化硫氣體檢測儀使用標(biāo)準(zhǔn)的研究與驗證王曉明（淮南市計量測試檢定所，安徽 淮南 232001）1 概述二氧化硫檢測儀（以下簡稱檢測儀）是依據(jù) JJG551-2003《二氧化硫氣體檢測儀》國家計量檢定規(guī)程在規(guī)程的條件下，檢測儀采用比較法進行量值溯源，用 U rel =2%（k=3）二氧化硫氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值與檢測儀示值進行比較，計算出二氧化硫檢測儀在不同檢定點示值誤差，據(jù)此評定檢測儀計量性能。但是在生產(chǎn)企業(yè)和使用單位現(xiàn)實工作中，有時難以采購到規(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儀量值傳遞過程中的影響進行分析和驗證。2 測量方法2.1 測量依據(jù)JJG551-2003《二氧化硫氣體檢測儀》。2.2 測量方法在規(guī)定的檢定環(huán)境條件下，檢測儀經(jīng)預(yù)熱穩(wěn)定后用零點氣和濃度為測量范圍上限值 80伊10 -6 mol/mol 左右的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，校準(zhǔn)儀器零點和示值后，在測量范圍內(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)，讀取被測儀器的穩(wěn)定實際示值，重復(fù)測量 3 次，取其算術(shù)平均值，按公式計算二氧化硫氣體檢測儀的示值誤差。

2.3 測量標(biāo)準(zhǔn)二氧化硫氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的相對擴展不確度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)U rel =2%（k=3）；二氧化硫氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的相對擴展不確度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) U rel =2%（k=2）。2.4 測量對象測量范圍（0耀100）伊10 -6 mol/mol，最大允許誤差為依5%FS，型號 XRD4000-T 二氧化硫氣體檢測儀。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 -檢測儀的示值誤差；C j -測量值的算術(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)不確定度的計算4.1 測量不確定度的來源輸入 C j 量的不確定度來源主要是二氧化硫氣體檢測儀的測量重復(fù)性。輸入量 C s 的標(biāo)準(zhǔn)確不確度主要來源于氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度二氧化硫檢測儀，可根據(jù)證書給出的定值標(biāo)準(zhǔn)不確定度來評定。標(biāo)準(zhǔn)不確度的另一主要來源由分辨力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。流量計引入的測量不確定度分量較小忽略不計；人員操作、環(huán)境條件的影響和被測儀器的變動性影響體現(xiàn)在測量重復(fù)性中。4.2 輸入量 C j 的不確定度的計算摘 要：文章依據(jù) JJG551-2003《二氧化硫氣體檢測儀檢定規(guī)程》探討量程（0~100）伊10 -6 mol/mol 的二氧化硫氣體檢測使用不同擴展不確定度的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對測量結(jié)果的影響，進行分析和驗證。

關(guān)鍵詞：二氧化硫氣體檢測儀；測量結(jié)果；影響中圖分類號院TH83 文獻標(biāo)志碼院A 文章編號院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作者簡介：王曉明（ 1967- ），男，本科，高級工程師二氧化硫檢測儀，研究方向：計量測試。

曾主持編制了《網(wǎng)絡(luò)電雷管電阻測試儀》、 《礦用溫度傳感器》等安徽省地方計量檢定規(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 不確定度來源主要是二氧化硫氣體檢測儀的測量重復(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，對同一臺重復(fù)性好的 XRD4000-T 型二氧化硫氣體檢測儀連續(xù)測量 10 次，得到測量示值列：采用 A 類評定方法，單位實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差為根據(jù)檢定規(guī)程規(guī)定每一檢測點測量次數(shù)為 3 次，以該3 次測量的算術(shù)平均值為測量結(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)，相同條件下再次測量，得到測量示值列：采用 A 類評定方法，單位實驗標(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 類評定環(huán)氧乙烷報警器，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 的評定輸入量 C s 的不確定度主要來源于標(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)證書給出的定值相對擴展不確定度來評定，因此應(yīng)采用 B 類方法評定。采用相對擴展不確定度為 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采用相對擴展不確定度為 2%（k=2）二氧化硫氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，同理求得測量點 50伊10 -6 mol/mol 時，u 22（C S ）=0.5伊10 -6 mol/mol。

5 各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量淵見表 3冤6 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計算采用 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 擴展不確定度的評定由于二氧化硫氣體檢測儀示值誤差檢定為等精度直接檢測，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)時二氧化硫檢測儀，求得相對擴展不確定度為：測量點 50伊10 -6 mol/mol 時：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，同理可求得相對擴展不確定度為：測量點 50伊10 -6 mol/mol 時：U rel2 =1.1伊10 -6 mol/mol。

8 結(jié)束語本文給出了二氧化硫氣體檢測儀在量程 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)，在量值傳遞過程中對示值誤差的影響，但擴展不確定度均在規(guī)定范圍。參考文獻院[1]JJG551-2003 二氧化硫氣體檢定儀檢定規(guī)程[S].[2]JJF1059.1-2012 測量不確定度的評定與表示[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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