墻壁式氧氣吸入器示值誤差的不確定度評(píng)定

王崢

（徐州市衛(wèi)生計(jì)量檢測(cè)所，江蘇徐州 221006）

墻壁式氧氣吸入器示值誤差的不確定度評(píng)定

王崢

（徐州市衛(wèi)生計(jì)量檢測(cè)所，江蘇徐州 221006）

本文主要依據(jù)：JJG913-2015《浮標(biāo)式氧氣吸入器》檢定規(guī)程，以及JJF1059-1999《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》，作者使用數(shù)學(xué)模型法，針對(duì)墻壁式氧氣吸入器誤差的不確定度做了評(píng)定。通過對(duì)其不確定度來源進(jìn)行分類，然后依次計(jì)算出各類不確定度的值，并且對(duì)其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度、擴(kuò)展不確定度等分別進(jìn)行了評(píng)定，通過一系列的計(jì)算，最后得出測(cè)量不確定度報(bào)告。

墻壁式氧氣吸入器 流量計(jì) 不確定度評(píng)定 計(jì)量檢測(cè)

我國(guó)《計(jì)量法》把使用在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的浮標(biāo)式氧氣吸入器列入強(qiáng)制檢測(cè)的計(jì)量器具名錄，徐州市衛(wèi)生計(jì)量檢測(cè)所作為法定授權(quán)的檢測(cè)單位，依法對(duì)墻壁式氧氣吸入器進(jìn)行檢測(cè)已有二十多年的時(shí)間，其中，流量計(jì)示值誤差的不確定度評(píng)定是開展實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，現(xiàn)將我針對(duì)流量計(jì)示值誤差不確定度評(píng)定的計(jì)算過程給大家介紹如下，如有不當(dāng)，請(qǐng)大家批評(píng)指正。

1 概述

1.1 評(píng)定依據(jù)

依據(jù)：JJG913-2015《浮標(biāo)式氧氣吸入器》檢定規(guī)程，以及JJF1059-1999《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》。

1.2 測(cè)量方法

通過被檢表和標(biāo)準(zhǔn)表的流量示值直接對(duì)比進(jìn)行測(cè)量。

1.3 檢定溫度

依據(jù)規(guī)程規(guī)定，檢測(cè)環(huán)境溫度保持在（20±5）℃。

1.4 儀器參數(shù)

在本測(cè)試中使用的流量標(biāo)準(zhǔn)器為：標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)1至20L/min，準(zhǔn)確度為1級(jí)；被測(cè)流量計(jì)的測(cè)量范圍為1至10L/min，準(zhǔn)確度等級(jí)為4級(jí)。

1.5 數(shù)學(xué)模型

被測(cè)流量計(jì)的示值誤差（用y表示）等于被測(cè)流量計(jì)的實(shí)際值（用 Px表示）減去標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)示值（用 PN表示），即 y = Px-PN：

2 不確定度來源

2.1 被測(cè)流量計(jì)不確定度來源（用 U1表示）

（1）被測(cè)流量計(jì)重復(fù)測(cè)量引起的不確定度分量 U11（A類分量）。

（2）對(duì)被測(cè)流量計(jì)的示值進(jìn)行讀數(shù)時(shí)，因讀數(shù)誤差引起的不確定度分量 U12（B類分量）。

（3）外界環(huán)境溫度的變化引起的不確定度分量 U13（B類分量）。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)不確定度來源（用2U表示）

造成標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)不確定度分量2U的主要因素是標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的準(zhǔn)確度（B類分量）。

3 不確定度分量的評(píng)定

3.1 U1的評(píng)定：對(duì) U1的評(píng)定包括對(duì) U11、U12、U13進(jìn)行計(jì)算

（1）先計(jì)算 U11的值。為了獲得重復(fù)性測(cè)量的不確定度，可以用標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)對(duì)被測(cè)流量計(jì)5 L/min點(diǎn)進(jìn)行10次獨(dú)立測(cè)量，測(cè)得數(shù)據(jù)如下（單位L/min）：5.0、5.0、4.8、5.0、5.0、4.8、4.8、5.0、4.8、4.8。

自由度： 9110111=-=-=nv

（2）U12的計(jì)算：通常情況下，流量計(jì)的估讀誤差是不可避免的，依據(jù)規(guī)程，流量計(jì)按最小分度值的1/5估讀，它的估讀誤差是0.2L/ min，包含因子為

根據(jù)經(jīng)驗(yàn) U12有的可信度，則它的不確定度有，則U12的自由度

（3）對(duì) U13進(jìn)行計(jì)算。規(guī)程規(guī)定，流量計(jì)的環(huán)境檢定溫度為（20±5）℃，溫度系數(shù)通常為kt=0.0004℃，P=10 L/min，誤差呈均勻分布，包含因子

估計(jì) U13的不確定度有則 U13的自由度

（4）U1的計(jì)算。因?yàn)楸粶y(cè)流量計(jì)引入的不確定度分項(xiàng)彼此獨(dú)立，所以 U11、U12、U13之間沒有關(guān)系。依據(jù)合成不確定度公式計(jì)算得出：

由韋爾奇-薩特斯維特公式計(jì)算得出自由度：v1=43

3.2 在對(duì)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)進(jìn)行讀數(shù)時(shí)，它的最大允許誤差為：20L

也就是 U2的不確定度分量為a=0.2L/min，呈均勻分布，包含因子

估計(jì) U2的不確定度有，則 U2的自由度

4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

（1）因?yàn)楸粶y(cè)流量計(jì)引入的不確定度分項(xiàng)彼此獨(dú)立，所以 U11、U12、U13之間沒有關(guān)系，根據(jù)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度（用 Uc表示）公式，計(jì)算如下：

（2）由韋爾奇-薩特斯維特公式計(jì)算得出有效自由度（用 veff表示）：veff=83。

5 擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

擴(kuò)展不確定度等于合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度與包含因子k=2之乘積，置信水平約為。（用 U95表示）

6 測(cè)量不確定度報(bào)告

墻壁式氧氣吸入器的氧氣流量達(dá)到5L/min時(shí)，流量計(jì)示值誤差為y=0.1L/min，其擴(kuò)展不確定度 U95=0.4L/min，有效自由度veff=83，取k=2。

7 結(jié)語

報(bào)告測(cè)量結(jié)果時(shí)，應(yīng)該同時(shí)定量的表述測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量，以便使用者能評(píng)估其可靠性，如果沒有這樣的表述，測(cè)量結(jié)果之間、測(cè)量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范中指定的參考值之間不能進(jìn)行比較。

不確定度概念和體系是在現(xiàn)代誤差理論發(fā)展的基礎(chǔ)上建立和完善的。不確定度和誤差是兩個(gè)不同的概念，又都是由于測(cè)量過程的不完善性引起的。不確定度是對(duì)測(cè)量結(jié)果可信度的合理的、科學(xué)的評(píng)定。當(dāng)要評(píng)定檢測(cè)結(jié)果精確度和計(jì)量器具的精度時(shí)，就應(yīng)當(dāng)采用不確定度來描述。