凌博

摘 要：本文介紹了透射式煙度計(jì)示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定以及表示方法。文章在不確定度的幾個(gè)層面上 ，分析了透射式煙度計(jì)檢定用中示值誤差測量結(jié)果的不確定度表達(dá)方式和具體的精度等級。

關(guān)鍵詞：透射式煙度計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)中性濾光片、測量結(jié)果不確定、示值誤差

隨著中國經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展和人民生活水平的提高，我們對環(huán)境保護(hù)問題越來越重視，機(jī)動(dòng)車尾氣是環(huán)境污染的重要源頭之一，因此改善環(huán)境污染是當(dāng)前主要問題。中國的機(jī)動(dòng)車輛尾氣的排放標(biāo)準(zhǔn)越來越走上國際化，正逐步向歐美等國家靠近，機(jī)動(dòng)車輛尾氣檢測使用的測量設(shè)備—透射式煙度計(jì)，也隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步走到了人們的面前，正以大躍進(jìn)的方式逐漸的取代淘汰的測量設(shè)備—濾紙式煙度計(jì)，走向我國的市場，它的需求也越來越重要。透射式煙度計(jì)是適用于測量壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)或裝有壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)排放可見污染物的儀器設(shè)備。測量不確定來源的分析取決于對測量方法、測量設(shè)備、測量條件及對被測量的影響。以下的相關(guān)內(nèi)容是對汽車尾氣的測量設(shè)備—透射式煙度計(jì)示值誤差和測量結(jié)果的不確定度評定所進(jìn)行的分析和闡述。

1有關(guān)概念闡述

煙度計(jì)：煙度計(jì)是用來測量壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排放可見污染物的儀器。透射式煙度計(jì)的基本原理是利用透光衰減率來測定煙氣濃度，它的主要元件有光源、充滿排氣并有一定長度的光通路及放置在光源對將透光信號轉(zhuǎn)變成電信號的光電元件。光電元件的輸出與煙氣所造成的光強(qiáng)度衰減成正比。煙度計(jì)一般由取樣探頭、測量部件、控制系統(tǒng)和顯示儀表等部分組成。

測量不確定度：表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。測量不確定度就是說明被測量之值分散性的參數(shù)，它不說明測量結(jié)果是否接近真值。測量不確定度表征被測量的真值所處量值范圍的評定。它按某一置信概率給出真值可能落入的區(qū)間。它可以是標(biāo)準(zhǔn)差或其倍數(shù)，或是說明了置信水準(zhǔn)的區(qū)間的半寬。

2適用范圍

適用于機(jī)動(dòng)車檢測用透射式煙度計(jì)的首次檢定、后續(xù)檢定以及使用中檢定結(jié)果不確定度的評定與表示。

3引用文件

①JJG976-2010《透射式煙度計(jì)》計(jì)量檢定規(guī)程

②JJG1059-1999《測量不確定度評定與表示》

③JJG1033-2008《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》

4 測量方法

1.1測量依據(jù)：JJG976—2010 《透射式煙度計(jì)》

1.2 測量用標(biāo)準(zhǔn)器：標(biāo)準(zhǔn)中性濾光片

1.3環(huán)境條件：室內(nèi)溫度（0-40）℃，相對濕度≤85%，電源電壓AC（220±22）V。

1.4被檢測量儀器：透射式煙度計(jì)，量程范圍為（0-98.6）%，其中最大允許誤差為±2.0%。

1.5測量過程：將被檢透射式煙度計(jì)按說明書上規(guī)定條件提前預(yù)熱后，將標(biāo)準(zhǔn)中性濾光片依次插入煙度計(jì)的所要求的規(guī)定使用位置，分別讀取相應(yīng)的吸收比N的示值，依次重復(fù)測量三次，取三次示值的平均值與標(biāo)準(zhǔn)中性濾光片的吸收比值之差作為相應(yīng)結(jié)果。

1.6評定結(jié)果的采用：對于符合以上要求條件下進(jìn)行的測量過程，一般可直接使用本標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定結(jié)果作為計(jì)算結(jié)果，否則不適用。

本檢定（校準(zhǔn)）透射式煙度計(jì)開機(jī)后首先要進(jìn)行預(yù)熱、接著將測量儀器調(diào)至零點(diǎn)，最后將標(biāo)準(zhǔn)中性濾光片插入測量時(shí)的規(guī)定部位，讀取透射式煙度計(jì)吸收比示值，透射式煙度計(jì)的光吸收比N示值誤差是其主要的技術(shù)指標(biāo)。

5 建立數(shù)學(xué)模型，列出相應(yīng)的不確定度式

檢定煙度計(jì)光吸收比N示值誤差時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)中性濾片為標(biāo)準(zhǔn)器。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)中性濾光片為某標(biāo)準(zhǔn)透射比時(shí)，讀取煙度計(jì)相應(yīng)的光吸收比N示值，按公式（①）計(jì)算煙度計(jì)示值誤差（煙度計(jì)光吸收比示值N、標(biāo)準(zhǔn)中性濾光片標(biāo)準(zhǔn)透射比 為輸入量，煙度計(jì)示值誤差△為輸入量的數(shù)學(xué)模型）。

（①）

式中： 煙度計(jì)的光吸收比N示值誤差；

N――煙度計(jì)的光吸收比示值；

標(biāo)準(zhǔn)中性濾光片的標(biāo)準(zhǔn)透射比值。

因?yàn)楦鞣至縉， 互不相關(guān)，由不確定度傳播律：

（②）

式中：

故不確定度為：

（③）

6 輸入量的不確定度來源

6.1 被檢煙度計(jì)N示值（測量不重復(fù)性）

6.2 被檢煙度計(jì)N示值（數(shù)顯量化誤差）

6.3 標(biāo)準(zhǔn)透射比值

7 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

7.1 被檢煙度計(jì)N示值估計(jì)值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

被檢煙度計(jì)N示值估計(jì)值的不確定度主要來源于煙度計(jì)N的測量不重復(fù)性及數(shù)顯儀器的示值量化誤差。測量不重復(fù)性不可以通過連續(xù)測量得到的測量列，采用A類方法進(jìn)行評定。

等精度重復(fù)測量10次，測量數(shù)據(jù)經(jīng)處理得單次測量實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差s（N）：

實(shí)際測量時(shí)，在重復(fù)條件下連續(xù)測量3次，以3次測量的算術(shù)平均值作為測量結(jié)果，則可得標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

自由度：

7.2 被檢定的透射式煙度計(jì)N示值估計(jì)值（數(shù)顯量化誤差）的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

煙度計(jì)N示值的分辨力為0.1%，其量化誤差以等概率分布（矩形分布）落在寬度

為0.1%/2=0.05%的區(qū)間內(nèi)?？紤]其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

自由度：

7.3 標(biāo)準(zhǔn)透射比值 估計(jì)值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

標(biāo)準(zhǔn)中性濾光片送上級計(jì)量技術(shù)檢定部門進(jìn)行檢定，其標(biāo)準(zhǔn)透射比

的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.3%（相對誤差），則

估計(jì)該標(biāo)準(zhǔn)不確定度的可靠程度90%，則自由度：