紫外可见分光光度计波长和透射比示值误差测量结果的不确定度评定

紫外可见分光光度计波长和透射比示值误差测量结果的不确定度评定

吴成兰

贵州理化测试技术研究院有限公司 贵州贵阳 550000

摘要：本文对紫外可见分光光度计波长和透射比示值误差测量结果的不确定度评定进行了分析。

关键词：紫外可见分光光度；波长；透射；测量结果不确定度

1 概述

1.1 编制依据：JJG 178-2007 《紫外、可见、近红外分光光度计检定规程》、JJF 1059.1-2012《测量不确定度的评定与表示》；

1.2 环境条件：环境温度：（10~35）℃，相对湿度：30%RH~85%RH；

1.3 被测对象：紫外可见分光光度计；

1.4 测量用标准器：

（1）氧化钬、镨钕标准滤光片：U=0.2nm，k=2；

（2）紫外光区、可见光区透射比标准滤光片： U_rel = 0.37%~0.62 %，k=2；

（3）杂散光标准滤光片： U_rel = 8.9%~17 %，k=2；

1.5 测量方法：用被检分光光度计直接测量氧化钬、镨钕标准滤光片的特征峰峰值波长，重复测量3次，3次的算数平均值与波长参考值之差，即为波长示值误差；用被检分光光度计在特定波长下直接测量紫外光区、可见光区透射比标准滤光片，重复测量3次，3次的算数平均值与透射比参考值之差，即为透射比示值误差。

2. 波长示值误差测量结果不确定度

2.1 数学模型

用波长标准滤光片检定仪器的波长，测量结果为：

式中： —3次测量的平均值，nm；

—仪器的波长示值误差,nm；

—波长标准值,nm。

根据测量模型和数学模型，波长示值误差测量结果的不确定度来源主要有：①由计量标准器引入的测量不确定度分量；②测量方法引入的不确定度；③环境条件的影响；④人员检定操作的影响；⑤被检定仪器的重复性。 由于采用直接比较法进行检定，测量方法的不确定可以不予考虑。在规程规定的环境条件下进行检定，环境条件的影响较小，可忽略。人员检定操作的影响，读数和被校仪器的随机变动影响体现在测量重复性中。因此，紫外可见分光光度计波长准确度检定结果的不确定度主要来源有计量标准量值的不确定度和仪器测量重复性的不确定度两项。

2.2 各输入量的标准不确定度分量的评定

2.2.1 测量重复性引入的标准不确定度分量 u()

在重复性测量条件下，用被测对象对钬玻璃滤光片在360nm附近进行峰值波长的测量，测量10次得到测量结果：360.8nm、360.8nm、360.9nm、360.9nm、360.8nm、360.9nm、360.8nm、360.7nm、360.7nm、360.7nm，计算标准偏差s，在实际测量过程中取3次测量结果的平均值来计算示值误差，故用平均值的标准偏差作为测量重复性引入 的不确定度：

2.2.2 标准器引入的不确定度分量

由标准器证书可得：

2.3 合成标准不确定度u_c(λ)

以上分量互不相关，则有：

=0.11 nm

2.4扩展不确定度

取k = 2 ，U=2×0.11nm=0.3 nm

3 透射比示值误差的测量结果不确定度

3.1 数学模型

用透射比标准滤光片检定仪器的透射比，测量结果为：

式中： —3次测量结果的平均值；

—仪器的透射比示值误差；

—透射比标准值。

根据测量模型和数学模型，透射比示值误差测量结果的不确定度来源主要有：①由计量标准器引入的测量不确定度分量；②测量方法引入的不确定度；③环境条件的影响；④人员检定操作的影响；⑤被检定仪器的重复性。 由于采用直接比较法进行检定，测量方法的不确定可以不予考虑。在规程规定的环境条件下进行检定，环境条件的影响较小，可忽略。人员检定操作的影响，读数和被校仪器的随机变动影响体现在测量重复性中。因此，紫外可见分光光度计透射比准确度检定结果的不确定度主要来源有计量标准量值的不确定度和仪器测量重复性的不确定度两项。

3.2 各输入量的标准不确定度分量评定

3.2.1 测量重复性引入的标准不确定度分量 u_r( )

在重复性测量条件下，用被测对象在波长为546nm处对透射比标准滤光片在20.0%测量点重复测量10次得到测量结果：28.72%、28.79%、28.76%、28.73%、28.71%、28.77%、28.76%、28.74%、28.79%、28.77%，计算标准偏差s，在实际测量过程中取3次测量结果的平均值来计算示值误差，故用平均值的标准偏差作为测量重复性引入的不确定度：

3.2.2 透射比标准滤光片引入的不确定度u(Τ_s)

由校准证书可知，透射比标准滤光片的相对扩展不确定度为:0.37%~0.62%，k=2，则有：

注：波长35nm、257nm、313nm、440nm、546nm、635nm处U_rel=0.37%，

k=2；波长350nm处U_rel=0.62%，k=2。

3.3 合成标准不确定度

3.4扩展不确定度

取k = 2 ，U_r=2× =0.4%~0.7%。

4. 不确定度报告：

波长示值误差测量结果的不确定度：（190~900）nm：U=0.3nm，k=2；

透射比示值误差测量结果的不确定度：0~100%：U_r=0.4%~0.7%，k=2。