萄见分光光度计不确定度评定 刘鹏飞 （吉林省吉林市计量测试技术研究院，吉林吉林１３２０１３） 摘 要：对可见分光光度计进行不确定度评定。通过多次实验，对波长检定时各分量的标准不确定度、透射 比检定时各分量的标准不确定度以及合成标准不确定度进行评定，根据实验数据进行总结与计算，得出可见光具 备不确定度的结论。 关键词：可见分光光度计；不确定度评定；波长分量；透射比；标准不确定度 可见分光光度计的波长检定要将波长准确度、波长 测试平均值以及波长标准值这几点因素考虑进去，波长 算波长准确值所得到的数据是用来作可见分光光度计测 量的基本参照．此外．还需要对光线的不确定度进行评 定，本文就具体的可见分光光度计不确定度评定操作步 骤进行说明。 １ 波长检定时各分量的标准不确定度评定 １．１数学模型 多次实验的结果进行平均值计算，并求 多项结果的平 均值，能提高最终评定结果的准确性，确保实验的科学 准确值是根据测试平均值与标准值的差值来确定的，计 性和有效性。此外还有对可能会影响到波长干涉因素的 不确定度分析，下面就干涉滤光片不确定度检测进行相 关说明。 １．３ 干涉滤光片的标准不确定度Ｍ（ ￣）评定 干涉滤光片属于波长的间接影响因素。干涉滤光片 的厚度有差异会导致波长折射角度、波长透过长度等存 在偏差，对干涉滤光片进行研究有利于确保波长不确定 度研究评定的准确性。干涉滤光片证书中给出的波长测 量结果的扩展不确定度为０．７ ｒｉｍ，包含因子ｋ＝２，则可 得出其标准不确定度 Ｍ（ ＝ａ／ｋ＝０．７／２＝０．３５ ｎｍ 利用波长检测相关原理建立如下数学模型： △ ＝２一 式中： △ ——波长准确度，ｎｍ； ——波长测量平均值，ＨＩＴＩ； —１．４干涉滤光片标准不确定度一览表 几种较为常见的干涉滤光片的标准不确定度影响因 —波长标准值，ｎｍ。 １．２输入量１－的标准不确定度／１，（１－）评定 “（ｉ－）来源于可见分光光度计的测量值，可以通过 对一台重复性很好的可见分光光度计进行连续测量得到 测量列 素以及标准不确定度分量如表ｌ所示。 表１ 常见干涉滤光片标准不确定度一览表 设计好实验步骤．并将与实验有关的其他各个方面 的影响因素进行细分与归纳，尽量保证每次操作都在相 关规定指导下进行，如符合相关标准的试验要求等，避 免实验过程中出现操作不合理、器材使用不合理等现 ２透射比检定时各分量标准不确定度评定 象。对光栅型仪器用氧化钬滤光片连续测量１０次，得 到３组不同波长测量列．其中为第一组为 ５３６．５，５３６．０，５３６．０ ｎｍ，第二组为５３６．５，５３６．０，５３６．５ ｎｍ， 第三组为５３６．５．５３６．０，５３６．０，５３６．０ ｎｍ，则单次实验标准 式中： ２．１ 数学模型 根据相关定理可建立如下数学模型： Ａｒ＝ —ｆ 差ｓ＝０２６ ｉｒｍ，３次测量平均值的实验标准差 △ｆ——透射比准确度，％； ｓ（ ）＝ｓ／√３＝０．１５ ｒｉｍ 输入量 的标准不确定度 透射比测试平均值，％； ｒ。——透射比标准值，％。 ２．２输入量 的标准不确定度“（ ）评定 ／／，（２－）＝ｓ（１－）＝０．１５ ｎｍ 该数据表明了波长测试中的标准不确定度。对重复 ・ｕ（ ）来源于可见分光光度计的测量值，可以通过 ３８・《轻工标准与质量》２０１６车第６期 连续测量得到测量列，再通过分析测量数据对其进行评 定。在进行连续重复实验中要保证每次结果的准确性， 尽量控制实验操作中的相关各个步骤，将各步骤变量控 制好，且把握大体一致的原则，除了实验对象有个别差 表２透射比标准不确定度一览表 别外尽量保证整个实验操作的可控性。对设备仪器的选 择也要注意采用较耐用、比较适合于重复使用的，要选 定透射性能好的滤光片，将可能会影响到可见分光光度 计不确定度的因素考虑齐全，以确保实验环境的科学有 ３合成标准不确定度 ３．１ 波长合成不确定度 效与合理性。 选择一台重复性很好的可见分光光度计，在６３５ ｎｍ处对透射比为３０％的中性滤光片在重复条件下连续 测量１０次，得到测量列为３０．９％，３０．７％，３０．８％， ３０．６％，３０．５％，３０．８％，３０．９％，３０．７％，３０．８％，３０－５％， 然后通过对实验测量结果的计算。取１０次测量结果的 标准值与平均值以及标准差值与实际测量平均值．则可 得到单次相对实验标准差 ｓ＝０．５１％ 实际测量时，３次测量平均值的实验标准差 Ｓ（ ）＝ｓ／√３：０．２９％ 输入量 的标准不确定度 Ｕ（ ） （ ）＝０．２９％ 利用对可见分光光度计的测量不重复性．以及所计 算出的测量相关标准差值，来作为判定可见分光光度计 不确定度的数据参考，其次还需要对透射比的不确定度 进行测验。 ２．３ 输入量 的标准不确定度¨（ ）评定 ｔ／，（ ）来源于透射比标准滤光片的定值不确定度， 需要根据定值证书中给出的相关定值内容进行不确定 度评定。除了参照证书规定内容外，也要结合实际实 验情况，根据实验所测得实际数值进一步计算进而总 结得出相应结论，同时也作为标准不确定度评定的基 本数据参考。 其中具体的透射标准不确定度计算方式依照透射比 标准滤光片证书给出的透射比相对扩展不确定度为 ０．４％，包含因子ｋ＝２，则标准不确定度 Ｕ（ ）＝ａ／ｋ＝０．４％／２＝０．２％ ２．４透射比标准不确定度一览表 根据实际实验结论分析，我们总结出如表２所示的 内容： 波长合成不确定度 ＝。√“ （ ）＋“ （以）＝√（０ １５）。＋（０－３５） ＝０．３８ ｎｍ ３．２透射比合成标准不确定度 透射比合成标准不确定度 “ ＝４ｂ／ （ ）＋ （ｆ。）－－，／（ｏ．２９） ＋（０ ２） ＝０．３５％ ４扩展不确定度 根据公式有Ｕ＝ｋｘｕ 取 ＝２ 则波长的扩展不确定度 Ｕ＝２ｘ０．３８％＝０．８ ｎｍ 透射比的相对扩展不确定度 Ｕｒ￣，＝２Ｘ０．３５％＝０．７％ ５结束语 通过实验，我们了解到光的不确定度测评具体操作 步骤与实验有关内容，在进行连续重复实验中要保证每 次结果的准确性，尽量控制实验操作中的各个相关步 骤，将各步骤的变量控制好，且把握大体一致的原则， 除了实验对象有个别差别外尽量保证整个实验操作的可 控性。对设备仪器的选择也要注意采用较耐用、比较适 合于重复使用的，要选定透射性能好的滤光片，将可能 会影响到可见分光光度计不确定度的因素考虑齐全．以 确保实验环境的科学有效性与合理性。 参考文献： ［１］金元．检测不确定度的评定与表示【Ｉ］．江苏建 筑，２００３（２）． ［２］李丽君，李志鹏，梁磊．不确定度与测量结果 的表达方式Ｕ］．锅炉制造，２０００（１）． ［３］李慎安．不确定度的定义与Ｂ类评定Ｕ］．中国 计量，２００１（７）． ［４］王卓生．挠曲面细颈的测量及不确定度分析 Ⅱ］．计量技术，２００１（７）． 《轻工标准与质量》２０１６车第６期・３９・