凌博

摘 要：本文介紹了透射式煙度計示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定以及表示方法。文章在不確定度的幾個層面上 ，分析了透射式煙度計檢定用中示值誤差測量結(jié)果的不確定度表達方式和具體的精度等級。

關(guān)鍵詞：透射式煙度計、標準中性濾光片、測量結(jié)果不確定、示值誤差

隨著中國經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展和人民生活水平的提高，我們對環(huán)境保護問題越來越重視，機動車尾氣是環(huán)境污染的重要源頭之一，因此改善環(huán)境污染是當前主要問題。中國的機動車輛尾氣的排放標準越來越走上國際化，正逐步向歐美等國家靠近，機動車輛尾氣檢測使用的測量設(shè)備—透射式煙度計，也隨著社會的發(fā)展和進步走到了人們的面前，正以大躍進的方式逐漸的取代淘汰的測量設(shè)備—濾紙式煙度計，走向我國的市場，它的需求也越來越重要。透射式煙度計是適用于測量壓燃式發(fā)動機或裝有壓燃式發(fā)動機排放可見污染物的儀器設(shè)備。測量不確定來源的分析取決于對測量方法、測量設(shè)備、測量條件及對被測量的影響。以下的相關(guān)內(nèi)容是對汽車尾氣的測量設(shè)備—透射式煙度計示值誤差和測量結(jié)果的不確定度評定所進行的分析和闡述。

1有關(guān)概念闡述

煙度計：煙度計是用來測量壓燃式發(fā)動機汽車排放可見污染物的儀器。透射式煙度計的基本原理是利用透光衰減率來測定煙氣濃度，它的主要元件有光源、充滿排氣并有一定長度的光通路及放置在光源對將透光信號轉(zhuǎn)變成電信號的光電元件。光電元件的輸出與煙氣所造成的光強度衰減成正比。煙度計一般由取樣探頭、測量部件、控制系統(tǒng)和顯示儀表等部分組成。

測量不確定度：表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。測量不確定度就是說明被測量之值分散性的參數(shù)，它不說明測量結(jié)果是否接近真值。測量不確定度表征被測量的真值所處量值范圍的評定。它按某一置信概率給出真值可能落入的區(qū)間。它可以是標準差或其倍數(shù)，或是說明了置信水準的區(qū)間的半寬。

2適用范圍

適用于機動車檢測用透射式煙度計的首次檢定、后續(xù)檢定以及使用中檢定結(jié)果不確定度的評定與表示。

3引用文件

①JJG976-2010《透射式煙度計》計量檢定規(guī)程

②JJG1059-1999《測量不確定度評定與表示》

③JJG1033-2008《計量標準考核規(guī)范》

4 測量方法

1.1測量依據(jù)：JJG976—2010 《透射式煙度計》

1.2 測量用標準器：標準中性濾光片

1.3環(huán)境條件：室內(nèi)溫度（0-40）℃，相對濕度≤85%，電源電壓AC（220±22）V。

1.4被檢測量儀器：透射式煙度計，量程范圍為（0-98.6）%，其中最大允許誤差為±2.0%。

1.5測量過程：將被檢透射式煙度計按說明書上規(guī)定條件提前預(yù)熱后，將標準中性濾光片依次插入煙度計的所要求的規(guī)定使用位置，分別讀取相應(yīng)的吸收比N的示值，依次重復(fù)測量三次，取三次示值的平均值與標準中性濾光片的吸收比值之差作為相應(yīng)結(jié)果。

1.6評定結(jié)果的采用：對于符合以上要求條件下進行的測量過程，一般可直接使用本標準不確定度的評定結(jié)果作為計算結(jié)果，否則不適用。

本檢定（校準）透射式煙度計開機后首先要進行預(yù)熱、接著將測量儀器調(diào)至零點，最后將標準中性濾光片插入測量時的規(guī)定部位，讀取透射式煙度計吸收比示值，透射式煙度計的光吸收比N示值誤差是其主要的技術(shù)指標。

5 建立數(shù)學(xué)模型，列出相應(yīng)的不確定度式

檢定煙度計光吸收比N示值誤差時，標準中性濾片為標準器。當標準中性濾光片為某標準透射比時，讀取煙度計相應(yīng)的光吸收比N示值，按公式（①）計算煙度計示值誤差（煙度計光吸收比示值N、標準中性濾光片標準透射比 為輸入量，煙度計示值誤差△為輸入量的數(shù)學(xué)模型）。

（①）

式中： 煙度計的光吸收比N示值誤差；

N――煙度計的光吸收比示值；

標準中性濾光片的標準透射比值。

因為各分量N， 互不相關(guān)，由不確定度傳播律：

（②）

式中：

故不確定度為：

（③）

6 輸入量的不確定度來源

6.1 被檢煙度計N示值（測量不重復(fù)性）

6.2 被檢煙度計N示值（數(shù)顯量化誤差）

6.3 標準透射比值

7 輸入量的標準不確定度評定

7.1 被檢煙度計N示值估計值的標準不確定度評定

被檢煙度計N示值估計值的不確定度主要來源于煙度計N的測量不重復(fù)性及數(shù)顯儀器的示值量化誤差。測量不重復(fù)性不可以通過連續(xù)測量得到的測量列，采用A類方法進行評定。

等精度重復(fù)測量10次，測量數(shù)據(jù)經(jīng)處理得單次測量實驗標準差s（N）：

實際測量時，在重復(fù)條件下連續(xù)測量3次，以3次測量的算術(shù)平均值作為測量結(jié)果，則可得標準不確定度為：

自由度：

7.2 被檢定的透射式煙度計N示值估計值（數(shù)顯量化誤差）的標準不確定度評定

煙度計N示值的分辨力為0.1%，其量化誤差以等概率分布（矩形分布）落在寬度

為0.1%/2=0.05%的區(qū)間內(nèi)?？紤]其引入的標準不確定度為：

自由度：

7.3 標準透射比值 估計值的標準不確定度評定

標準中性濾光片送上級計量技術(shù)檢定部門進行檢定，其標準透射比

的合成標準不確定度為0.3%（相對誤差），則

估計該標準不確定度的可靠程度90%，則自由度：