墙壁式氧气吸入器示值误差的不确定度评定
2016-11-19王峥
王峥
（徐州市卫生计量检测所，江苏徐州 221006）
墙壁式氧气吸入器示值误差的不确定度评定
王峥
（徐州市卫生计量检测所，江苏徐州 221006）
本文主要依据：JJG913-2015《浮标式氧气吸入器》检定规程，以及JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》，作者使用数学模型法，针对墙壁式氧气吸入器误差的不确定度做了评定。通过对其不确定度来源进行分类，然后依次计算出各类不确定度的值，并且对其合成标准不确定度、扩展不确定度等分别进行了评定，通过一系列的计算，最后得出测量不确定度报告。
墙壁式氧气吸入器 流量计 不确定度评定 计量检测
我国《计量法》把使用在医疗卫生领域的浮标式氧气吸入器列入强制检测的计量器具名录，徐州市卫生计量检测所作为法定授权的检测单位，依法对墙壁式氧气吸入器进行检测已有二十多年的时间，其中，流量计示值误差的不确定度评定是开展实验室认证的关键环节，现将我针对流量计示值误差不确定度评定的计算过程给大家介绍如下，如有不当，请大家批评指正。
1 概述
1.1 评定依据
依据：JJG913-2015《浮标式氧气吸入器》检定规程，以及JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》。
1.2 测量方法
通过被检表和标准表的流量示值直接对比进行测量。
1.3 检定温度
依据规程规定，检测环境温度保持在（20±5）℃。
1.4 仪器参数
在本测试中使用的流量标准器为：标准流量计1至20L/min，准确度为1级；被测流量计的测量范围为1至10L/min，准确度等级为4级。
1.5 数学模型
被测流量计的示值误差（用y表示）等于被测流量计的实际值（用 Px表示）减去标准流量计示值（用 PN表示），即 y = Px-PN：
2 不确定度来源
2.1 被测流量计不确定度来源（用 U1表示）
（1）被测流量计重复测量引起的不确定度分量 U11（A类分量）。
（2）对被测流量计的示值进行读数时，因读数误差引起的不确定度分量 U12（B类分量）。
（3）外界环境温度的变化引起的不确定度分量 U13（B类分量）。
2.2 标准流量计不确定度来源（用2U表示）
造成标准流量计不确定度分量2U的主要因素是标准流量计的准确度（B类分量）。
3 不确定度分量的评定
3.1 U1的评定：对 U1的评定包括对 U11、U12、U13进行计算
（1）先计算 U11的值。为了获得重复性测量的不确定度，可以用标准流量计对被测流量计5 L/min点进行10次独立测量，测得数据如下（单位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的计算：通常情况下，流量计的估读误差是不可避免的，依据规程，流量计按最小分度值的1/5估读，它的估读误差是0.2L/ min，包含因子为
根据经验 U12有的可信度，则它的不确定度有，则U12的自由度
（3）对 U13进行计算。规程规定，流量计的环境检定温度为（20±5）℃，温度系数通常为kt=0.0004℃，P=10 L/min，误差呈均匀分布，包含因子
估计 U13的不确定度有则 U13的自由度
（4）U1的计算。因为被测流量计引入的不确定度分项彼此独立，所以 U11、U12、U13之间没有关系。依据合成不确定度公式计算得出：
由韦尔奇-萨特斯维特公式计算得出自由度：v1=43
3.2 在对标准流量计进行读数时，它的最大允许误差为：20L
也就是 U2的不确定度分量为a=0.2L/min，呈均匀分布，包含因子
估计 U2的不确定度有，则 U2的自由度
4 合成标准不确定度的评定
（1）因为被测流量计引入的不确定度分项彼此独立，所以 U11、U12、U13之间没有关系，根据合成标准不确定度（用 Uc表示）公式，计算如下：
（2）由韦尔奇-萨特斯维特公式计算得出有效自由度（用 veff表示）：veff=83。
5 扩展不确定度的评定
扩展不确定度等于合成标准不确定度与包含因子k=2之乘积，置信水平约为。（用 U95表示）
6 测量不确定度报告
墙壁式氧气吸入器的氧气流量达到5L/min时，流量计示值误差为y=0.1L/min，其扩展不确定度 U95=0.4L/min，有效自由度veff=83，取k=2。
7 结语
报告测量结果时，应该同时定量的表述测量结果的质量，以便使用者能评估其可靠性，如果没有这样的表述，测量结果之间、测量结果与标准或规范中指定的参考值之间不能进行比较。
不确定度概念和体系是在现代误差理论发展的基础上建立和完善的。不确定度和误差是两个不同的概念，又都是由于测量过程的不完善性引起的。不确定度是对测量结果可信度的合理的、科学的评定。当要评定检测结果精确度和计量器具的精度时，就应当采用不确定度来描述。
