国家标准物质研究中心  李春瑛

　　电化学电极气体氧分析器计量标准建立的同时，对标准进行不确定度的评定及分析是开展该项计量检定工作不可缺少的步骤。本文依据JJG365-1998、JJG1059-1999的要求，对电化学电极气体氧分析器计量标准的不确定度进行了评定。    

　　一、检定过程中测量误差的数学模型

　　依据JJG365-1998国家计量检定规程的要求，对电化学电极气体氧分析器计量标准不确定度的评定，为对各检定项目的技术指标与气体标准物质标称值之间差值不确定度的评定。即:电化学电极气体氧分析器测量误差ΔX:
    ΔX=-X_sd
    式中:——被检仪器显示值的平均值；X_sd——气体标准物质标称值。    

　　二、方差

    则电化学电极气体氧分析器计量标准不确定度的评定为对各检定项目不确定度的合成。    

　三、电化学电极气体氧分析器计量标准不确定度的来源及估算

    按JJG365-1998计量检定规程，以示值误差为3.0%为例进行不确定度的评定。
    1.氮中氧气体标准物质定值的不确定度
    本检定过程中采用国家一级气体标准物质对氧分析器进行量值传递与溯源。其定值不确定度<1.0%，视为正态分布，取包含因子K_p=3，则由气体标准物质引入的不确定度分量为:
    

    估算其相对标准不确定度为0，则其自由度为∞。
    2.检定过程中流量稳定性引入的不确定度
    由于此类仪器为电化学原理，因此在检定过程中，当气体标准物质通入氧气体分析器时，其流量的大小，以及流量的稳定性直接影响仪器的检定。为避免由于流量波动而引起仪器示值的误差，在检定过程中建议采用气体稳流、稳压控制装置以完成对氧分析仪器的检定。本规程规定，检定过程中使用的气体稳流、稳压装置的不确定度<1.0%，检定过程中气体流量的要求为300mL/min±20mL/min。
    

    需要说明的是:在该类仪器的检定时，气体流量需严格按仪器技术说明书规定，如无特殊要求时，均按300mL/min±20mL/min，并在检定结果中给予说明。
    经估算检定过程中由于流量波动而引起的不确定度为0.2%，故此项不确定度合成为1.2%，视为均匀分布，取包含因子K_p=，则由流量变化而引入的不确定度分量为:
    

    估算其相对标准不确定度为20%，自由度为:
    

    3.残余电流影响的不确定度
    电极残余电流引起的仪器示值变化，按规程规定，其不确定度为1.0%。该项检定为在重复条件下，独立测量3次获得的不确定度，即:n=3，则由平均值的标准不确定度分量为:
    

    其自由度查表为:ν₃=1.8。
    4.稳定性漂移引入的不确定度
    该项不确定度为仪器零点漂移和示值漂移引入的误差。按规程规定，由此引入的两项不确定度合成为2.0%。视为均匀分布，取包含因子K_p=，则
    

    估算其相对标准不确定度分别为20%，则
    

    即:检定结果的合成不确定度为:
    

    有效自由度:
    

    扩展不确定度为:
    取置信概率P=0.95，查表可得包含因子K_p=2.01
    U_p=K_p·u_c=t_0.95(41)·u_c=2.01×1.42%=2.85%<3.0%    

　　四、结论

    根据以上不确定度分析，电化学电极气体氧分析器计量标准合成的扩展不确定度<3%。