定度分量的評(píng)估,可從中找出大分量,從而對(duì)產(chǎn)生這些分量的測(cè)試要素加以控制,以獲得更準(zhǔn)確的 測(cè) 試 結(jié) 果[1-2]。 使用UV1901PC紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)以重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)空白作參比測(cè)定重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的透射比來(lái)核查UV1901PC紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)在 B段(340~900nm)的穩(wěn)定性及可靠性,并進(jìn)行不確定度的評(píng)定。實(shí)驗(yàn)方法是用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在特定波長(zhǎng)、帶寬和室溫條件下,以重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)空白作參比測(cè)定其透射比,運(yùn)用測(cè)量不確度評(píng)定的基本方法和程序來(lái)研究測(cè)試過(guò)程中產(chǎn)生不確定度的各種因素,并建立數(shù)學(xué)模型,計(jì)算其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度及擴(kuò)展不確定度。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 儀器與試劑
UV1901PC紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) ;重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) GBW(E)130066:樣品編號(hào)—6032,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
用配套的 1cm 石 英 皿,取重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液、空白溶液和試劑,在350.0nm 處,帶寬2nm,用紫外分光光度計(jì)測(cè)定其透射比。
2 結(jié)果與討論
2.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
2.1.1 重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液透射比的測(cè)定平行測(cè)定重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液透射比6次,結(jié)果見(jiàn)表1。
2.1.2 吸收池配套性的評(píng)定
用一套1cm 石英皿,裝有2/3體積的蒸餾水做空白試樣,在440.0nm 波長(zhǎng)下,測(cè)定其透射比6次,結(jié)果見(jiàn)表2。
2.1.3 雜散光 A類不確定度測(cè)定
室溫下,用50g/L 亞硝酸鈉 標(biāo) 準(zhǔn) 溶 液,1cm石英皿,蒸餾水做空白,于360.0nm 波長(zhǎng)下平行測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液透射比6次。亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液雜散光的透射比為零。
2.2 計(jì)算各分量不確定度
2.2.1 A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度uA 的評(píng)定根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算重鉻酸鉀溶液、蒸餾水、亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的透射比的6次測(cè)定平均值和單次測(cè)量的不確定度見(jiàn)表3。根據(jù)測(cè) 量 不 確 定 度 評(píng) 定 與 表 示 JJF1059—1999[3],實(shí)驗(yàn) A 類 標(biāo) 準(zhǔn) 不 確 定 度uA 可 通 過(guò) 貝 賽爾公式求出。通過(guò)計(jì)算得出 A 類標(biāo)準(zhǔn)不確定度的各分量見(jiàn)表4。
2.2.2 B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB 的評(píng)定
(1)噪聲uB1與漂移uB2標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定
根據(jù)計(jì)量科學(xué)研究院檢定證書檢定結(jié)果:透射比為0%、噪聲:0.01%;透射比為100%、噪聲:0.02%;透射比為100%、漂移:0.02 %,在置信概率p=95%下,則噪聲uB1=a
k=0.01%
1.96 +0.02%
1.96 =0.02%;漂移uB2=a
k=0.02%
1.96 =0.01%
(2)重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)透射比的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定
① 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB3的
評(píng)定根據(jù) 國(guó) 家 標(biāo) 準(zhǔn) 物 質(zhì) 研 究 中 心 (樣 品 編 號(hào)—6032),國(guó) 家 質(zhì) 量 技 術(shù) 監(jiān) 督 局 批 準(zhǔn) GBW (E)130066的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書,在帶寬2nm、波長(zhǎng)350.0nm、室 溫 25 ℃ 下,標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)透射比的標(biāo)準(zhǔn)值為22.90%,重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)不確定度:uB3=0.20%。
② 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)重復(fù)性的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB4的評(píng)
定依據(jù)《國(guó) 家 計(jì) 量 檢 定 規(guī) 程》JJG178—2007 透射比重復(fù)性為δTδT =Tmax-Tmin=22.36-22.31=0.05 %式中:Tmax—為透射比大值,%;Tmin—為透射比小值,% 通常認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)重復(fù)從三角分布,則k=槡6,
uB4=a
k=0.02 %
(3)電源 電 壓 變 化 的 標(biāo) 準(zhǔn) 不 確 定 度uB5的 評(píng)定
依據(jù)《國(guó)家計(jì) 量 檢 定 規(guī) 程》JJG178—2007,按2級(jí)給出透射比為±0.50%。認(rèn)為電源電壓變化服從矩形分布,則k取3,
uB5=a
k=0.29 %
(4)雜散光的不確定度uB6的評(píng)定雜散光的不確定度主要來(lái)源于亞硝酸鈉物質(zhì)的純度,稱量時(shí)天平校準(zhǔn)和重復(fù)性,定容時(shí)容量瓶體積的影響。
① 雜散光純度的相對(duì)不確定度urel(P)根據(jù)試劑標(biāo)識(shí)給出亞硝酸鈉純度為(0.99±0.01),認(rèn)為其服 從 矩 形 分 布,則k 取槡3,u(P)=ak=0.006,相 對(duì) 不 確 定 度:urel (P)=u(P)m =0.006。
② 雜散光質(zhì)量的相對(duì)不確定度urel(m)
天平校準(zhǔn):根據(jù)檢測(cè)中心檢定證書結(jié)果,稱量變動(dòng)性為±0.0003g認(rèn)為服從矩形分布,則k取槡3,u(m1)=ak=0.0002g。天平重復(fù)性:根據(jù)吉林石化公司檢測(cè)中心檢定證書結(jié)果:u(m2)=0.0003g。
雜散 光 純 度 的 相 對(duì)不確定度:u(m)=[u(m1)]2+[u(m2)]2=0.0004 ,相對(duì)不確定度:urel(m)=u(m)m =0.00008。
③ 雜散光體積的相對(duì)不確定度urel(V)
校準(zhǔn):根據(jù)JJG196—2006規(guī)定,20℃時(shí)100mLA級(jí)容量瓶允差為±0.10mL,認(rèn)為其服從矩形分布,則k取槡3,u(V1)=ak=0.103=0.058mL。重復(fù)性:根據(jù)吉林石化公司檢測(cè)中心檢定證書結(jié)果42# 容量瓶為 A 級(jí)u(2)=0.02mL。
校正溫度后引起的體積變化:容量瓶20℃時(shí)校準(zhǔn),現(xiàn)有5℃差異,水的體積膨脹系數(shù)為2.1×10-4/℃,因此,水的體積變化為:ΔV=V×水 的膨脹系數(shù)×ΔT=100×2.1×10-4×5=0.105,則在置信概率p=95%下,k?。保梗叮酰ǎ郑常剑幔耄剑埃埃担矗恚?。
人員讀 數(shù):使用體積容器允許有1%的 讀 數(shù)誤差,認(rèn)為服從 三 角 分 布,則k 取槡6,u(V4)=ak=0.408mL。
雜散光體積的相對(duì)不確定度
urel(V)∶u(V)=槡[u(V1)]2+[u(V2)]2+[u(V3)]2+[u(V4)]2=0.416mL。
相對(duì) 不 確 定 度:urel(V)=v(V)
V =0.416100 =0.004。
雜散光的合成不確定度uB6的計(jì)算:uB6=urel(P)+urel(m)+urel(V)=0.01。2.2.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定ucuc= u2A+u2B=0.59%
通過(guò)計(jì)算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc,同樣可以看出在影響 重 鉻 酸 鉀 透 射 比 的 不 確 定 度 主 要 來(lái) 源中,B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度是主要的影響因素。
2.2.4 擴(kuò)展不確定度的 U 評(píng)定
在置 信 概 率 p=95% 下,UP =kpuc =2×(5)B 類中吸收池配套性的 標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB7的評(píng)定依據(jù)《國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程》JJG178-2007[4]蒸
餾水透射比重復(fù)性為δT,δT=T-T100=100.05%-99.96%=0.09%式中:T—透 射 比 平 均 值,%;T100—透 射 比 空 白值,%。認(rèn)為吸收池配套性的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB7服從
三角分布,則k= 6槡,uB7=ak=0.04 %。
(6)B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度為uB 的計(jì)算
uB=uB1 +uB2 +uB3 +uB4 +uB5 +uB6 +uB7 =
0.59%
重鉻酸鉀透射比不確定度來(lái)源匯總見(jiàn)表 5,由表5可以看出在使用紫外分光光度計(jì) UV2450在B段(340~900nm)測(cè)定重鉻酸鉀的透射比的不確定度評(píng)定中,與 A 類不確定度相比,B類不確定度對(duì)于測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性影響非常大,其中標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的質(zhì)量濃度和儀器電源電壓變化對(duì)于測(cè)試結(jié)果影響較大,標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的質(zhì)量濃度的不確定度uB3為0.2%而儀器電源電壓變化的不確定度uB5大為0.29%。由此可見(jiàn),使用紫外分光光度計(jì) UV2450在B段(340~900nm)測(cè)定透射比時(shí)必須要考慮到
B類不確定度對(duì)于測(cè)試結(jié)果的影響。
0.59%=1.18%≈1.2 %(kp=2)。2.2.5 不確定度的報(bào)告測(cè)定重鉻 酸 鉀 標(biāo) 準(zhǔn) 物 質(zhì) 透 射 比 的 平 均 值:x=22.34%≈22.3 %則標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)透射比的擴(kuò)展不確定度報(bào)告:透射比τ=(22.3±1.2)%。
3 結(jié) 論
在使用紫外分光光度計(jì) UV2450 在 B 段 (340~900nm)測(cè)定重鉻酸鉀透射比的不確定度 評(píng)定實(shí)驗(yàn)中,重鉻酸鉀濃度對(duì)于測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確 性有著非常大的影響,所以建議校正儀器的基準(zhǔn) 試劑應(yīng)統(tǒng)一管理,統(tǒng)一發(fā)放,保證儀器的準(zhǔn)確度, 提高不同儀器測(cè)定樣品的重現(xiàn)性。同時(shí)儀器的電 源電壓變化也影響了測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性,所以這 就導(dǎo)致不同儀器在 B段的測(cè)試準(zhǔn)確度差異較大, 因此,對(duì)新購(gòu)進(jìn)的儀器必須進(jìn)行檢定并給出相應(yīng) 的不確定度,進(jìn)而了解儀器是否適用于檢驗(yàn)。并 且對(duì)于經(jīng)常使用的儀器,尤其是使用年限較長(zhǎng)的 儀器,應(yīng)定期進(jìn)行檢定和核查,保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn) 確性。 [
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