吳華建（中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司,重慶　400037）

JZG-Ⅱ型數(shù)字式光干涉甲烷測定器檢定裝置的不確定度評(píng)定

吳華建
（中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司,重慶400037）

根據(jù)JJF1059.1-2012《測量不確定度評(píng)定與表示》和JJG1014-2008《數(shù)字式光干涉甲烷測定器檢定儀檢定規(guī)程》的要求, 對(duì)JZG-Ⅱ型光干涉甲烷測定器檢定裝置測量不確定度的評(píng)定與表示方法進(jìn)行了介紹,并運(yùn)用合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度算法，對(duì)最大量程點(diǎn)7500Pa和75.00kPa的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行了評(píng)定，對(duì)于光干涉甲烷測定器檢定裝置值量值傳遞提供重要的依據(jù)。其他計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)在進(jìn)行不確定度評(píng)定時(shí)可以作為參考。

光干涉甲烷測定器檢定裝置；不確定度；計(jì)量檢定；評(píng)定方法

光干涉甲烷測定器是煤礦安全生產(chǎn)必備的計(jì)量儀表。根據(jù)我國計(jì)量法規(guī)定，屬于安全防護(hù)、環(huán)境監(jiān)測的計(jì)量器具，必須定期進(jìn)行強(qiáng)制性檢定。檢定光干涉甲烷測定器所使用的檢定裝置的不確定度，對(duì)于光干涉甲烷測定器量值的統(tǒng)一和量值傳遞的準(zhǔn)確、可靠，是尤為重要的一個(gè)因素。

JZG-Ⅱ型光干涉甲烷測定器檢定裝置（以下簡稱裝置），是目前為止全國各地煤礦儀器儀表計(jì)量機(jī)構(gòu)應(yīng)用較為廣泛的一種裝置。本文通過在規(guī)程規(guī)定的檢定條件下，通過建立測量過程的數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用簡化數(shù)值法對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)不確定度進(jìn)行評(píng)定，并計(jì)算合成不確定度。下面以國家礦山安全計(jì)量站標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置為例，對(duì)其不確定度評(píng)定進(jìn)行介紹。

1　JZG-Ⅱ/7500型光干涉甲烷測定器檢定裝置的不確定度評(píng)定

1.1測量方法

依據(jù)JJG1014-2008《數(shù)字式光干涉甲烷測定器檢定儀檢定規(guī)程》，采用壓力比較法，用量程為(0.0000～40.0000)kPa，相對(duì)擴(kuò)展不確定度U=0.0003kPa，k=2的數(shù)字壓力計(jì)與數(shù)字式光干涉甲烷測定器檢定裝置相連，用加壓泵同時(shí)加壓。取10次測量的平均值作為測量結(jié)果，溫度、濕度及大氣壓力影響可忽略不計(jì)。

1.2數(shù)學(xué)模型

1.3不確定度來源和不確定度分量的評(píng)定

采用B類方法評(píng)定。數(shù)字壓力計(jì)儀器的分辨率為0.0001kPa，則不確定度區(qū)間半寬為0.00005kPa，設(shè)為均勻分布，取，則：

采用B類方法評(píng)定。由校準(zhǔn)證書中9.9917kPa的點(diǎn)引入的擴(kuò)展不確定度U=0.0003kPa，取k=2，則：

（2）由數(shù)字式光干涉甲烷測定器檢定裝置分辨力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

該裝置的分辨率為1Pa，則不確定度區(qū)間半寬為0.5Pa，k=2，則：（3）示值重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。示值重復(fù)性導(dǎo)致的不確定度，用A類方法評(píng)定。采用JJG1014-2008《數(shù)字式光干涉甲烷測定器檢定儀檢定規(guī)程》規(guī)定的測試方法，將數(shù)字壓力計(jì)與數(shù)字式光干涉甲烷測定器檢定裝置相連，用加壓泵同時(shí)加壓，在最大壓力點(diǎn)7500Pa讀取儀器穩(wěn)定示值，每點(diǎn)做10次，取其算術(shù)平均值為儀器的示值。10次測量結(jié)果見表1：

表1

用貝塞爾公式計(jì)算得到單次測量值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差，做為示值重復(fù)性的不確定度：

確定擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

取包含因子k=2，則分辨率為1Pa的數(shù)字式光干涉甲烷測定器檢定裝置校準(zhǔn)值的擴(kuò)展不確定度為：

所以，被檢定的數(shù)字式光干涉甲烷測定器檢定裝置的校準(zhǔn)值的擴(kuò)展不確定度為：

2　JZG-Ⅱ/75000型光干涉甲烷測定器檢定裝置的不確定度評(píng)定

2.1測量方法

依據(jù)JJG1014-2008《數(shù)字式光干涉甲烷測定器檢定儀檢定規(guī)程》，采用壓力比較法，用量程為(0.000～160.000)kPa，相對(duì)擴(kuò)展不確定度U=0.002kPa，k=2的數(shù)字壓力計(jì)與數(shù)字式光干涉甲烷測定器檢定裝置相連，用加壓泵同時(shí)加壓。取10次測量的平均值作為測量結(jié)果，溫度、濕度及大氣壓力影響可忽略不計(jì)。

2.2數(shù)學(xué)模型

2.3不確定度來源和不確定度分量的評(píng)定

數(shù)字壓力計(jì)，采用B類方法評(píng)定。數(shù)字壓力計(jì)儀器的分辨率為0.001kPa，則不確定度區(qū)間半寬為0.0005kPa，設(shè)為均勻分布，取，則：

數(shù)字壓力計(jì)，采用B類方法評(píng)定。由校準(zhǔn)證書中60.142kPa的點(diǎn)引入的擴(kuò)展不確定度U=0.0002kPa，取k=2，則：

3）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

（2）由數(shù)字式光干涉甲烷測定器檢定裝置分辨力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

該裝置的分辨率為0.01kPa，則不確定度區(qū)間半寬為0.005kPa，k=2，則：

（3）示值重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。示值重復(fù)性導(dǎo)致的不確定度，用A類方法評(píng)定。采用JJG1014-2008《數(shù)字式光干涉甲烷測定器檢定儀檢定規(guī)程》規(guī)定的測試方法，將數(shù)字壓力計(jì)與數(shù)字式光干涉甲烷測定器檢定裝置相連，用加壓泵同時(shí)加壓，在最大壓力點(diǎn)7500Pa讀取儀器穩(wěn)定示值，每點(diǎn)做10次，取其算術(shù)平均值為儀器的示值。10次測量結(jié)果見表2：

表2

用貝塞爾公式計(jì)算得到單次測量值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差，做為示值重復(fù)性的不確定度：

確定擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

取包含因子k=2，則分辨率為0.01kPa的數(shù)字式光干涉甲烷測定器檢定裝置校準(zhǔn)值的擴(kuò)展不確定度為：

所以，被檢定的數(shù)字式光干涉甲烷測定器檢定裝置的校準(zhǔn)值的擴(kuò)展不確定度為：

3　其他計(jì)量機(jī)構(gòu)對(duì)該裝置進(jìn)行不確定度評(píng)定時(shí)的注意事項(xiàng)

其他計(jì)量機(jī)構(gòu)在進(jìn)行該裝置不確定度評(píng)定時(shí)，應(yīng)注意示值重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，應(yīng)用等級(jí)較高的壓力標(biāo)準(zhǔn)器與數(shù)字式光干涉甲烷測定器檢定裝置相連進(jìn)行測試，數(shù)據(jù)如實(shí)記錄。