大 气 采 样 器 测量结果的不确定度分析
1、概述
1. 1 评定对象：大 气 采 样 器 流 量 示 值 误 差 。 1. 2 环境条件：温度 15℃~35℃。相对湿度＜85%。 1. 3 测量依据：JJF956-2000《大气采样器检定规程》 1. 4 测量标准：(0～100)mL 皂膜流量计，不确定度 U=0.05mL,k=2 1. 5 采用方法：被检仪器的入口与皂膜流量计的出口相连，仪器稳定后，调节仪器流量到 500mL/min。测定
MPE±0.1℃
主 要 备配
兆欧表 气压表
ZC25-3
(80～ 106)hPa×10
（0～50）M Ω
(80～ 106)hPa×
10
1级 MPE:±100Pa
套
设
检定或 校准机构
检定周 期或复 校间隔
四、计量标准的主要技术指标
测量范围：（0～2）L/min
准确度等级：1.0 级
五、环境条件
序号

项目
次数 标准（s） 对象（s） 差值（s）
1
10.21
10.25
0.04
2
10.23
10.25
0.02
3
10.76
10.79
0.03
平均值
0.030
检定员
2012 年 12 月 5 日
次数 标准（s） 对象（s） 差值（s）
1
10.31
10.35
0.04
2
10.23
10.26
0.03
3
10.06
10.08
0.00933 3
0.00539
4.3 变量 T 带来的不确定度，主要来源于温度计的最大允许误差，0.1℃，均匀分布。
u(T ) 0.1/ 3 0.0577 K
T（K）=273.15+t(℃)。 温度 15℃~35℃，当温度在 15℃时，相对不确定度最大：
0.0577 urel (T ) 273.15 15 0.00020
一、建立计量标准的目的
开展大 气 采 样 器 检 定 项目，服务地方企业，增加经济收 入。
二、计量标准的工作原理及其组成 根据 JJG956—2000《大 气 采 样 器 检 定 规 程 》提供的方法
原理下： 大气采样器的主要工作原理是以采样泵抽取样品，采用不同
的稳流措施及同步计时方法，达到定量采集大气中气态或蒸气样 品。大气采样器的检定方法是：采用比较测量的方法，使用精密 皂膜流量计测定大气采样器的流量进行检定。框图如下：
urel (V ) 0.01/ 3 0.00577
4.2 变量 t 带来的不确定度来源于测量重复性带来的不确定度，可用 A 方法评定，按上述 1.5 方法，重复测量 10 次，得到测量列，并用贝塞尔公式计算单次测量的标准偏差 s,并计算得相对标准偏差：
s(t)
n
(ti t)2
i1
n 1
标准示值（mL）
Qs
V t
P Pv T
60 Ts Ps
cV tT
c
(P
PV
)
60
Ts Ps
采用相对不确定度分析
ucrel (Qs ) urel 2 (V ) u 2rel (t) urel 2 (T )
3、灵敏系数
灵敏系数均为 1。
4、输入量的标准不确定度评定
4.1 变量 V 带来的不确定度，主要来源于皂膜流量计的最大允许误差，±1%，均匀分布。
与 4.1 中及 4.2 中分析的变量带来的不确定度相比，可以忽略不计。
5、合成标准不确定度的评定
ucrel (Qs ) urel 2 (V ) u 2rel (t) 0.0077 0.8%
6、扩展不确定度
采样器标准状态下的流量 Qs 测量结果相对不确定度： Urel=1.6%，k=2
7、测量结果的不确定度报告
1
温度
2
湿度
3
电源电压
4
要求
（15～35）℃
≤85%RH （187～242）V （49～51）Hz
实际情况 20℃ 60%RH 50Hz
结论 符合 符合 符合
六、计量标准的量值溯源和传递框图
上
一
级
一等玻璃量器校准装置
计
0.5µL～2000mL
量
一等
器
具
比较测量
本
单
位
计
大气采样器检定装置
量
测量范围：（0～2）L/min
测量 次数 1
2
3
100
4
5
6
被检校示值 （mL/min）
7
8
9
500 平均值 重复性 10 t（s） RSD
t（s） 11.8 11.6 11.9 11.8 11.6 11.9 11.8 11.8 11.9 11.8 11.79 0.00933
在实际检定校准时，取三次测量平均值：
u re l
(t)
2、数学模型
Q (V / t) 60
Qs
Q Ts
P Pv Ps T
Qs
V t
60 Ts
P Pv Ps T
Qs
V t
P Pv T
60 Ts Ps
Q—实际流量，mL/min V—皂膜流量计体积，mL t—气体通过皂膜流量计固定体积的时间，s Qs—标准状态下的流量，mL P 检定环境大气压，kPa Pv 与检定温度相对应的水饱和蒸汽压，kPa Ps 标准状态下的大气压，101.3kPa T 检定环境下的热力学温度，K Ts 标准状态下的热力学温度，293.15K 其中 Ts，Ps 为常数。P 为检定环境的气压表读数，U=0.07kPa,k=2 环境温度控制在（15～35）℃，Pv 范围是（1.706～5.627）kPa，温度每变化 0.1℃，Pv 变化最大点在 35）℃，为 0.033 kPa，，因此可将（P-Pv）看作常数，为分析方便，则数学模型可表述如下：
器
准确度等级：1.0 级
具
比较测量
下
级
计
大气采样器
量
测 量 范 围 ：（0～2）L/min
器
最大允许误差：±5%
具
七、计量标准的重复性试验
选取两台 常 规 的 大 气 采 样 器 ，分别在两台标准器上做重复性测量，各次测量值如下：
大气采样器重复性试验记录
标准示值（mL）
测量次
数
1
2
3
100
4
5
6
被检校示值 （mL/min）
皂膜流量计
秒表
大气采样器
三、计量标准器及主要配套设备
名 计称
量 皂膜流 量计
标 秒表
准
型号
100mL, 200mL SE7-2
测量范围
(0～ 200)mL （0～ 3600）s
不确定度 或准确度等级 或最大允许误差
1.0 级
MPE±0.05s/ds
制造厂及 出厂编号
器 温度计 （0～50）℃
（0～ 50）℃
t（s） 11.85 11.65 11.94 11.86 11.73 11.96 11.81 11.85 11.92 11.85 11.84
重复性 RSD
0.00799
日期
判定依据：试验结果不大于不确定度评定重复性
结论
符合要求
八、计量标准的稳定性试验
所用皂膜流量计是实物量具，可以不进行稳定性考核。
十二、附加说明
测量结果 Qs=496.1mL,不确定度 Urel=1.6%，k=2。
十、检定或校准结果的验证
选取一台大 气 采 样 器 ，在本实验室检定合格后，送建有同级别的标准装置的其它家实验室进 行验证，结果如下：
实验室
本实 验室
测量结果(mL) 不确定度 Urel 不确定度 U(mL)
496.1 1.6% 14.9
计量标准技术报告
计 量 标 准 名 称 大气采样器检定装置
计量标准负责人
xx
建标单位名称（公章）
xx
填写日期
xxx
目录
一、建立计量标准的目的…………………………………………………… ( ) 二、计量标准的工作原理及其组成……………………………………( ) 三、计量标准器及主要配套设备…………………………………………( ) 四、计量标准的主要技术指标………………………………………( ) 五、环境条件……………………………………………………………( ) 六、计量标准的量值溯源和传递框图………………………………………( ) 七、计量标准的重复性试验…………………………………………………( ) 八、计量标准的稳定性考核……………………………………………………( ) 九、检定或校准结果的测量不确定度评定…………………………………( ) 十、检定或校准结果的验证…………………………………………………( ) 十一、结论……………………………………………………………………( ) 十二、附加说明…………………………………………………………………( )
实验室 a
495.5 1.6% 14.9
实验室 b
497.8 1.6% 14.9
实验室 c 平均值 ylab y
499.9
497.3
1.6%
1.6%
1.2
15.0
14.9
判定依据
ylab y ≤
4 1U 4
结论
符合要求
4 1U 4
6.9
十一、结论
经验证，该装置的各项性能均达到 JJF956-2000《大气采样器检定规程》的要求，可以开展大气 采样器的检定或校 准 工作。
选用一块经检定合格并不常用的秒表作为核查标准，对秒表进行稳定性核查量数据如下：