胡欣

（農(nóng)業(yè)部漁業(yè)裝備與工程技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國(guó)家漁業(yè)機(jī)械儀器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，上海 200092）

救生衣燈光強(qiáng)測(cè)量不確定度評(píng)定與分析

胡欣

（農(nóng)業(yè)部漁業(yè)裝備與工程技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國(guó)家漁業(yè)機(jī)械儀器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，上海 200092）

主要分析救生衣燈光強(qiáng)測(cè)量的影響因素，對(duì)救生衣燈光強(qiáng)分布測(cè)量的不確定度進(jìn)行評(píng)定，通過(guò)對(duì)GO-R5000分布光度測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行分析，建立數(shù)學(xué)模型，分析救生衣燈光強(qiáng)測(cè)量不確定度來(lái)源。經(jīng)過(guò)計(jì)算A類(lèi)和B類(lèi)不確定度，最后得出測(cè)量結(jié)果的合成不確定度和擴(kuò)展不確定度。通過(guò)分析得出影響測(cè)量的最主要因素是標(biāo)準(zhǔn)燈，同時(shí)救生衣燈的安裝、轉(zhuǎn)臺(tái)精度和試驗(yàn)環(huán)境也會(huì)對(duì)測(cè)量產(chǎn)生一定影響。

救生衣燈；光強(qiáng)測(cè)量；標(biāo)準(zhǔn)燈；不確定度

中國(guó)是全世界最大的漁業(yè)國(guó)家，根據(jù)我國(guó)的《漁船船舶法定檢驗(yàn)規(guī)則（2000）》［1］，每條漁船都應(yīng)根據(jù)其相應(yīng)情況配備相應(yīng)數(shù)量的漁船救生裝備，而救生衣燈就是這些救生裝備產(chǎn)品之一。光強(qiáng)分布測(cè)試采用GO-R5000全空間快速分布光度計(jì)進(jìn)行。GO-R5000光度計(jì)是CIE C-V分布光度系統(tǒng)，可以在C平面和錐面上測(cè)量光強(qiáng)分布，適合于GB/T 5869-2010標(biāo)準(zhǔn)對(duì)救生衣燈上半球發(fā)光強(qiáng)度規(guī)定的要求。整個(gè)測(cè)試過(guò)程均在暗室中進(jìn)行，通過(guò)分布光度計(jì)的2個(gè)旋轉(zhuǎn)式探頭形成2個(gè)相差90°平面的角度變化，獲得數(shù)據(jù)后使用積分計(jì)算的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)救生衣燈光強(qiáng)分布的測(cè)量。光強(qiáng)分布測(cè)試系統(tǒng)由德國(guó)CLASS L精密智能測(cè)光探頭、YW12010精密數(shù)顯直流穩(wěn)流穩(wěn)壓電源、D908標(biāo)準(zhǔn)燈、傳輸光纖和暗室等組成。本文對(duì)使用G0-5000系統(tǒng)測(cè)量救生衣燈光強(qiáng)的不確定度進(jìn)行分析評(píng)定。

1 光強(qiáng)測(cè)量不確定度來(lái)源分析

①樣品重復(fù)測(cè)量隨機(jī)誤差造成的不確定度；②標(biāo)準(zhǔn)燈D908測(cè)量不確定度造成的不確定度；③CLASS L精密智能測(cè)光探頭的測(cè)量誤差造成的不確定度；④YW12010精密數(shù)顯直流穩(wěn)流穩(wěn)壓電源電壓波動(dòng)造成的不確定度；⑤救生衣燈的安裝位置和移動(dòng)造成的不確定度；⑥轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)精度造成的不確定度；⑦光纖的傳輸偏差造成的不確定度；⑧暗室的環(huán)境溫度和氣流波動(dòng)造成的不確定度；⑨雜散光造成的不確定度。

表110 次光強(qiáng)測(cè)試數(shù)據(jù)

2 光強(qiáng)測(cè)量不確定度計(jì)算

2.1 A類(lèi)不確定度計(jì)算

由重復(fù)測(cè)量引起的不確定度分量，最主要是儀器試驗(yàn)條件、樣品本身不夠穩(wěn)定以及讀數(shù)誤差等因素的波動(dòng)所引起的測(cè)試結(jié)果的不確定度分量，而此類(lèi)分量可以用A類(lèi)不確定度評(píng)定［2］。表1是光源一致性測(cè)試時(shí)10次實(shí)測(cè)值。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類(lèi)評(píng)定

在實(shí)際工作中，經(jīng)常遇見(jiàn)無(wú)法取得實(shí)測(cè)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，通常只可以得到一個(gè)概率區(qū)間或者某個(gè)極大值或極小值，并且不能得到其分布方式和自由度的大小，對(duì)于這些只能采用非統(tǒng)計(jì)方法來(lái)評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，統(tǒng)稱(chēng)為B類(lèi)不確定度，用uB表示，有：

式（1）中，xi為輸入估計(jì)值，可以通過(guò)校準(zhǔn)證書(shū)、檢定證書(shū)、生產(chǎn)廠(chǎng)的說(shuō)明書(shū)、檢測(cè)依據(jù)的標(biāo)注、引用手冊(cè)的參考數(shù)據(jù)以及以前測(cè)量的數(shù)據(jù)等方式獲得；ki為包含因子，可以通過(guò)B類(lèi)不確定度的實(shí)際分布形式來(lái)確定。a為該分量的B類(lèi)不確定度的分散區(qū)間的半寬。

2.2.4 救生衣燈的安裝位置和轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)精度造成的不確定。使用十字激光對(duì)準(zhǔn)器對(duì)救生衣燈的安裝位置以及轉(zhuǎn)動(dòng)中心位置校準(zhǔn)，轉(zhuǎn)角精度：c軸0.1°，γ軸0.1°。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可知，兩項(xiàng)影響造成的誤差≤±1%，認(rèn)為服從均勻分布，則k=，傳播系數(shù)1，所以由安裝位置及轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)引起的不確定度分量為

2.2.5 暗室環(huán)境溫度和空氣波動(dòng)造成的不確定度。實(shí)驗(yàn)室溫度范圍25±1℃，溫度精確度為±0.2℃，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)空氣流動(dòng)速度不超過(guò)0.2m/s。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)溫度和空氣流動(dòng)造成的極限誤差≤±1%，認(rèn)為誤差均服從均勻分布，所以k=，所以由環(huán)境和空氣波動(dòng)引起的測(cè)量不確定度分量為

2.2.6 光纖的傳輸偏差、雜散光燈造成的不確定度。由于光纖的傳輸偏差和雜散光沒(méi)有明確具體的誤差參數(shù)，并且通常認(rèn)為這兩種誤差引起的測(cè)量不確定度十分微小，所以這里不進(jìn)行評(píng)定。

2.3 光強(qiáng)的擴(kuò)展不確定度

擴(kuò)展不確定度由合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uC乘以包含因子k而得到，置信概率為95%時(shí)，k=2，所以擴(kuò)展不確定度為U=kuC=3.08（cd）；相對(duì)擴(kuò)展不確定度為3.08/ 132.33×100%=2.33%。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)救生衣燈光強(qiáng)分布測(cè)量不確定度的系統(tǒng)分析可以得出，在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中，對(duì)測(cè)量不確定度影響最大的是由標(biāo)準(zhǔn)燈所引起的。因此，盡可能提高標(biāo)準(zhǔn)燈的精度，同時(shí)定期維護(hù)計(jì)量光強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)燈都可以提高測(cè)量準(zhǔn)確度。其次，救生衣燈的安裝及轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)精度也會(huì)引起光強(qiáng)測(cè)量不確定度，所以應(yīng)經(jīng)常對(duì)控制臺(tái)位進(jìn)行校準(zhǔn)，以保證其精度。環(huán)境和空氣的波動(dòng)也會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生一定量的影響，所以保持良好的暗室環(huán)境也可以降低對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。本次測(cè)試由于采用了高精度穩(wěn)壓穩(wěn)流電源，所以對(duì)試驗(yàn)影響較小。

［1］漁業(yè)船舶法定檢驗(yàn)規(guī)則檢驗(yàn)（2000）［S］.

［2］JJF 1059-1999.測(cè)量不確定度評(píng)定與表示指南［S］.

Evaluation and Analysis of Uncertainty in Light Intensity Measurement of Life Jackets

Hu Xin
（Key Laboratory of Fishery Equipment and Engineering Technology，Ministry of Agriculture，National Fishery Machinery and Equipment Quality Supervision and Inspection Center，Shanghai 200092）

The factors affecting the intensity measurement of the lifejacket lamp were analyzed,the uncertainty of the intensity distribution measurement of the lifejacket lamp was evaluated.By analyzing the GO-R5000 distributed photometric system,the mathematic model was established,the source of uncertainty of light intensity measurement of life jacket was analysed.After compute the uncertainties of Class A and Class B,the composite uncertainty and extended uncertainty of the measured results were obtained.Through analysis,the most important factor affecting the measurement is the standard lamp.Meanwhile,the installation of the lifejacket lamp,turntable accuracy and the experimental environment also have some impact on the measurement.

life jacket lamp；light intensity measurement；standard lamp；uncertainty

TM923.34

A

1003-5168（2016）11-0076-02

2016-10-21

胡欣（1987-），男，碩士，工程師，研究方向：漁業(yè)機(jī)械儀器。