ARL3460型直读光谱仪测量中低合金钢中锰元素含量不确定度的计算

　　一切测量结果都不可避免地具有不确定度。测量结果在有不确定度说明时才是完整和有意义的。测量不确定度简称不确定度，是指表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数。直读光谱仪因具有分析准确、快速、稳定的特点，普遍应用于冶炼生产的炉前、炉后工艺以及金属材料的快速分析与检测工作。本文依据GB/T4336- 2002 碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法，对光电直读光谱法测定中低合金钢中锰元素含量的不确定度进行评定。通过测量不确定度的评价来定量地评价测量结果的质量，以确定测量结果的可信程度。

　　1 实验部分

　　1) 实验仪器及样品。美国热电公司 ARL3460 型直读光谱仪，光栅：2160gr/mm;焦距：1 米;氩气纯度≥99.999%，氩气流量：分析时 3.5L/min，待机时 0.35L/min;工作环境：相对湿度≤70%，温度：23℃，最大温度变化 1℃/h。GSBA68073—92 碳钢、中低合金钢光谱标准样品。2) 实验方法。按照GB/T4336- 2002 碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法(常规法) 标准进行测定，内标线为Fe 271.4nm，分析线为 Mn293.30nm。分析试样激发两次，结果取平均值。如果两次结果超过实验室内允许差时，重新进行分析。

　　2 不确定度评定

　　2.1 测量不确定度来源分析

　　光电直读光谱法测定中低合金钢锰元素含量从检测仪器、实验环境、实验方法、操作人员、被测对象等方面考虑不确定度来源，做到不遗漏、不重复，特别应考虑对结果影响大的不确定度来源。在大多情况下，测量仪器引入的不确定度可由仪器的最大允差直接算出.清华大学在实验教学中，直接将仪器误差限值作为B 类分量。本文应用已经拟合的原厂工作曲线，由分析曲线拟合引起的不确定度不予考虑;实验环境受严格控制，仪器标准化后一定时间内温湿度几乎不发生变化，由实验环境温湿度变化引起的不确定度予以忽略。因此从以下方面计算光电直读光谱法测定低合金钢中锰元素含量的不确定度：重复测量引入的不确定度、仪器稳定性引入的不确定度、标准物质定值引入的不确定度、分析方法引入的不确定度。

　　2.2 A类标准不确定度评定

　　用对观测列的统计得出的不确定度。对同一问题的计算表明，极差法与贝塞尔法相比，不确定度增大，特别是所得自由度下降，这说明采用极差法进行不确定度评定时，可靠性降低，因此本文采用贝塞尔法。

　　1) 样品测量重复性引入的不确定度评定。相同条件下，对 GSBA68073—92—08标准样品的锰元素含量做9 次重复分析测量，测量结果见表1。通过贝塞尔公式计算实验室标准差：