测量误差造成测量不确定度评定探析

　　依据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》和B/T212-2008《煤的工业分析方法》,查找影响煤炭空气干燥基灰分测定结果不确定度的各个来源,并对各分量进行分析、计算及合成。

　　1测量过程

　　1.1测量方法GB/T212-2008《煤的工业分析方法》中4.1条,采用缓慢灰化法测定。称取一定量空气干燥煤样,放入马弗炉中,以一定速度加热到(815±10)℃,灰化并灼烧至质量恒定,以残留物质量占煤样质量的百分数作为煤样空气干燥基灰分。

　　1.2依据上述测定方法,被测样品的检测结果

　　空气干燥煤样的灰分Aad=15.38%,灼烧后残留物质量m1=0.1538g,空气干燥煤样质量m=1.0000g。

　　1.3测量仪器

　　(天平型号)电子天平,(型号)马弗炉。

　　2 识别不确定源

　　2.1 数学模型

　　式中,m 为称取空气干燥煤样的质量,g;m1 为灼烧后残留质量,g。

　　2.2 分析不确定度来源

　　空气干燥煤样的质量由扣除皮重的称量给出,即分别称量灰皿的质量和灰皿加空气干燥煤样的质量,计算得出空气干燥煤样的质量。扣除皮重的称量有3 个不确定度来源,即称量的重复性、天平的分辨力以及由于天平校准所产生的不确定度分量。天平校准有 2个潜在的不确定度来源,即天平的灵敏度及其线性。灵敏度可以忽略,因为扣除皮重的称量是用同一台天平在很窄的范围内进行,称量的重复性可以和其它输入项的重复性合并成一个总的重复性单独考虑。因此,空气干燥煤样的质量有 2个不确定度来源,即天平的分辨率和线性。灼烧后残留物的质量不确定度来源有2 个方面: ①灼烧过程的影响,由于严格按照 GB/T212-2008 进行操作,且温度经过校准,控温时间准确,这方面的影响可忽略不计;②质量称量的不确定度,来源分析同空气干燥煤样的称量。空气干燥基灰分重复测定。根据煤炭分析试验方法一般规定,一般情况下,煤炭分析检验应作 2 次重复测定,在表面上看来完全相同的条件下,被测量重复测定结果的变化会引入测量结果的不确定度。

　　3 计算标准不确定度分量

　　3.1 空气干燥煤样的质量引入的不确定度

　　空气干燥煤样的质量引入的不确定度,是天平线性引入的不确定度和天平分辨力引入的不确定度的合成。

　　天平的线性就是天平托盘上的实际质量与天平读数的最大差值。根据天平的说明书,天平线性为 0.2mg,按均匀分布处理,天平线性引入的标准不确定度um,a 为

　　um,a=0.2/3=0.12mg

　　称量所用天平的分辨率为0.1mg,根据 JJF1059-1999 标准,由分辨率导致的不确定度按均匀分布计算。因此,天平分辨率引入的不确定度um,b 为um,b=0.29δx=0.29×0.1=0.029mg