对透射式烟度计标准滤光片不确定度的认识

　　对透射式烟度计标准滤光片不确定度的认识

　　随着我国国民经济的蓬勃发展,大环境的环保工作迫切地被提到议事日程上来。我国机动车尾气的排放标准正在向欧洲Ⅱ号靠近,机动车尾气检测用的具有较高技术指标的透射式烟度计,正在逐步取代滤纸式烟度计走向市场。国家计量检定规程《JJG976-2002透射式烟度计》(以下简称976规程)也已公布执行,这对于生产这种烟度计的厂家和各级计量检定部门及用户都是一件大好事,使我们有章可循,有法可依。

　　1　对滤光片不确定度指标的评估

　　976规程[1]规定了5种中性标准滤光片的标称透射比τi: 71%、50%、34%、27%、20%,其相对合成标准不确定度ucrel不大于0·30%,由此推算该滤光片测量结果的合成标准不确定度为:

　　式中:uc为合成标准不确定度;ucrel为相对合成标准不确定度;τi为滤光片的具体(或标称)透射比值。

　　将上述5个标称透射比值τi代入式中,得表1。

　　由表1可知,在透射比为20%时,其合成标准不确定度uc=0·06%。就是说,对这块滤光片定值时,其定值装置的合成标准不确定度应为0·06%。但据我们掌握,目前我国进口的最好的商用紫外———可见分光光度计波长不确定度可达到0·1nm (紫外部分) ~0·3nm (可见部分)。透射比相对扩展不确定度均为Urel=0·50% (透射比范围10%~90%)。换算成合成标准不确定度,则uc=0·50%/2=0·25%(按惯例设区间置信水平为95%,则包含因子k=2)[3]。研究级的紫外———可见分光光度计透射比合成标准不确定度可能达到0·06%,但国外产量也很小,且价格昂贵。不知国内哪家曾进口过。若真有,它就应当成为我国这方面的主要比对装置之一。国家一级标准物质GBW13305可见光区透射比标准滤光片(以下简称GBW13305)[4]定值装置———高精度分光光度测量装置(以下简称高精度装置)的国家基准地位就会得到更好的佐证,这方面的国家量值传递系统表就会更好。

　　2　与国家一级标准物质不确定度指标的比较

　　高精度装置的合成标准不确定为uc=0·09%。由它定值的GBW13305的扩展不确定度为U=0·30% (记为UGBW=0·30%),而相对扩展不确定度定为Urel为0·50% (记为UrelGBW=0·50%)。若用高精度装置来定值976规程规定的滤光片,就得到表2的结果。

        为了使表1和表2有可比性,将烟度计滤光片的相对合成标准不确定度Ucrel转换成相对扩展不确定度Urel[3]。由公式(1)计算, 976规程上的相对合成标准不确定度ucrel×透射比τi=合成标准不确定度(即标准偏差)uc为0·30%×(0·02~0·71)即0·06%~0·21%,再按GBW13305的k值水平转换成扩展不确定度U: