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2019 年 28 期 研究視界科技創新與應用Technology Innovation and Application二氧化硫氣體檢測儀使用標準的研究與驗證王曉明（淮南市計量測試檢定所，安徽 淮南 232001）1 概述二氧化硫檢測儀（以下簡稱檢測儀）是依據 JJG551-2003《二氧化硫氣體檢測儀》國家計量檢定規程在規程的條件下，檢測儀采用比較法進行量值溯源，用 U rel =2%（k=3）二氧化硫氣體標準物質標準值與檢測儀示值進行比較，計算出二氧化硫檢測儀在不同檢定點示值誤差，據此評定檢測儀計量性能。但是在生產企業和使用單位現實工作中，有時難以采購到規程規定的氣體標準物質，使用的是U rel =2%（k=2）的氣體標準物質，本文是就二種氣體標準物質在固定式二氧化硫檢測儀量值傳遞過程中的影響進行分析和驗證。2 測量方法2.1 測量依據JJG551-2003《二氧化硫氣體檢測儀》。2.2 測量方法在規定的檢定環境條件下，檢測儀經預熱穩定后用零點氣和濃度為測量范圍上限值 80伊10 -6 mol/mol 左右的氣體標準物質，校準儀器零點和示值后，在測量范圍內依次通入濃度分別為量程上限值 50伊10 -6 mol/mol 左右的氣體標準物質，讀取被測儀器的穩定實際示值，重復測量 3 次，取其算術平均值，按公式計算二氧化硫氣體檢測儀的示值誤差。

2.3 測量標準二氧化硫氣體標準物質的相對擴展不確度標準物質U rel =2%（k=3）；二氧化硫氣體標準物質的相對擴展不確度標準物質 U rel =2%（k=2）。2.4 測量對象測量范圍（0耀100）伊10 -6 mol/mol，最大允許誤差為依5%FS，型號 XRD4000-T 二氧化硫氣體檢測儀。3 數學模型E i =C j -C SE r =C j -C SR伊100%式中：E i 、E r -檢測儀的示值誤差；C j -測量值的算術平均值；C s -標準氣體濃度值；R-量程。4 輸入量的標準不確定度的計算4.1 測量不確定度的來源輸入 C j 量的不確定度來源主要是二氧化硫氣體檢測儀的測量重復性。輸入量 C s 的標準確不確度主要來源于氣體標準物質定值的標準不確定度二氧化硫檢測儀，可根據證書給出的定值標準不確定度來評定。標準不確度的另一主要來源由分辨力引起的標準不確定度。流量計引入的測量不確定度分量較小忽略不計；人員操作、環境條件的影響和被測儀器的變動性影響體現在測量重復性中。4.2 輸入量 C j 的不確定度的計算摘 要：文章依據 JJG551-2003《二氧化硫氣體檢測儀檢定規程》探討量程（0~100）伊10 -6 mol/mol 的二氧化硫氣體檢測使用不同擴展不確定度的氣體標準物質對測量結果的影響，進行分析和驗證。

關鍵詞：二氧化硫氣體檢測儀；測量結果；影響中圖分類號院TH83 文獻標志碼院A 文章編號院2095-2945淵2019冤28-0060-02Abstract：According to JJG551-2003 "Verification Regulation of Sulfur Dioxide Gas Detector", this paper discusses the influenceof gas standard materials with different extended uncertainty upon the measurement results in the detection of sulfur dioxide gas inthe measuring range 淵0~100冤伊10 -6 mol/mol, and analyzes and verifies the results.Keywords：sulfur dioxide gas detector; measurement results; influence作者簡介：王曉明（ 1967- ），男，本科，高級工程師二氧化硫檢測儀，研究方向：計量測試。

曾主持編制了《網絡電雷管電阻測試儀》、 《礦用溫度傳感器》等安徽省地方計量檢定規程 。濃度值 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 50 50.7 50.8 51.0 50.5 51.4 51.8 50.9 51.1 51.0 51.0 單位：伊10 -6 mol/mol 表 160 - -2019 年 28 期 研究視界科技創新與應用Technology Innovation and Application輸入量 C j 不確定度來源主要是二氧化硫氣體檢測儀的測量重復性引起的不確定度分量 u 1 （c j ）和分辨力引起的不確定度分量 u（c j ）。4.2.1 測量重復性引起的不確定度分量 u 1 （c j ）（1）采用 U rel =2%（k=3）二氧化硫氣體標準物質標準物質，濃度為 50伊10 -6 mol/mol 的二氧化硫氣體標準物質為例，對同一臺重復性好的 XRD4000-T 型二氧化硫氣體檢測儀連續測量 10 次，得到測量示值列：采用 A 類評定方法，單位實驗標準偏差為根據檢定規程規定每一檢測點測量次數為 3 次，以該3 次測量的算術平均值為測量結果，則可得到。

u 12 （C j ）=s3 姨=0.21伊10 -6 mol/mol（2）采用 U rel =2%（k=2）二氧化硫氣體標準物質標準物質，相同條件下再次測量，得到測量示值列：采用 A 類評定方法，單位實驗標準偏差為則可得到：u 22 （C j ）=s3 姨=0.24%4.2.2 分辨力引起的不確定度分量 u 2 （C j ）被檢二氧化硫氣體檢測儀的分辨力為 0.1伊10 -6 mol/mol，由分辨力引起的不確定度分量采用 B 類評定環氧乙烷報警器，數字顯示的分辨力為 啄，則區間半寬度為 啄/2 假設可能值在區間內為均勻分布，查表得 k= 3 姨 ，因此分辨力產生的標準不確定度為：4.3 輸入量的標準不確定度 C s 的評定輸入量 C s 的不確定度主要來源于標準氣體的定值不確定度，可根據氣體標準物質證書給出的定值相對擴展不確定度來評定，因此應采用 B 類方法評定。采用相對擴展不確定度為 2%（k=3）二氧化硫氣體標準物質標準物質，濃度為 50伊10 -6 mol/mol 二氧化硫氣體標準物質，則u 2 （C S ）=U rel 伊50伊10 -6 /k=2%伊50伊10 -6 /3=0.34伊10 -6 mol/mol采用相對擴展不確定度為 2%（k=2）二氧化硫氣體標準物質標準物質，同理求得測量點 50伊10 -6 mol/mol 時，u 22（C S ）=0.5伊10 -6 mol/mol。

5 各標準不確定度分量淵見表 3冤6 合成標準不確定度的計算采用 U rel =2%（k=3）二氧化硫氣體標準物質標準物質，濃度為 50伊10 -6 mol/mol，u c1 = u 2 （C j ）+u 12（C S ）姨=0.36伊10 -6 mol/mol采用 U rel =2%（k=2）二氧化硫氣體標準物質標準物質酒精報警器，濃度為 50伊10 -6 mol/mol，u c1 = u 2 （C j ）+u 12（C S ）姨=0.51伊10 -6 mol/mol7 擴展不確定度的評定由于二氧化硫氣體檢測儀示值誤差檢定為等精度直接檢測，其結果正態分布可直接選取包含因子 k=2，采用U rel =2%（k=3）二氧化硫氣體標準物質時二氧化硫檢測儀，求得相對擴展不確定度為：測量點 50伊10 -6 mol/mol 時：U rel2 =k伊u c =2伊0.36伊10 -6 mol/mol=0.8伊10 -6 mol/mol；采用 U rel =2%（k=2）二氧化硫氣體標準物質時，同理可求得相對擴展不確定度為：測量點 50伊10 -6 mol/mol 時：U rel2 =1.1伊10 -6 mol/mol。

8 結束語本文給出了二氧化硫氣體檢測儀在量程 50%處，分別用采用 U rel =2%（k=3）和 U rel =2%（k=2）二氧化硫氣體標準物質，在量值傳遞過程中對示值誤差的影響，但擴展不確定度均在規定范圍。參考文獻院[1]JJG551-2003 二氧化硫氣體檢定儀檢定規程[S].[2]JJF1059.1-2012 測量不確定度的評定與表示[S].n2i112 26i( x)1s (x ) 100% 0.37n10 mol/mol1 xx???? ? ????濃度值 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 50 50.5 51.4 51.0 51.8 50.6 51.1 50.7 50.7 51.2 51.4 表 2n2i122 26i( x)1s (x ) 100% 0.42n10 mol/mol1 xx???? ? ????26j0.1( ) 100% 0.03 10 mol2 3 2/m l3ou C???? ? ? ?? ? 標準不確 定度分量 不確定度來源 標準不確定度 k=3 k=2 50 50 u 1 (C S ) 標準氣體不確定度 0.34 0.5 u(C j ) 輸入量不確定度 u 1 (C j )重復性不確定度 u 2 (C j )分辨力不確定度 0.21 0.21 0.24 0.24 0.03 0.03 單位：伊10 -6 mol/mol單位：伊10 -6 mol/mol 表 361 - -

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