救生衣灯光强测量不确定度评定与分析

胡欣

（农业部渔业装备与工程技术重点实验室，国家渔业机械仪器质量监督检验中心，上海 200092）

救生衣灯光强测量不确定度评定与分析

胡欣

（农业部渔业装备与工程技术重点实验室，国家渔业机械仪器质量监督检验中心，上海 200092）

主要分析救生衣灯光强测量的影响因素，对救生衣灯光强分布测量的不确定度进行评定，通过对GO-R5000分布光度测量系统进行分析，建立数学模型，分析救生衣灯光强测量不确定度来源。经过计算A类和B类不确定度，最后得出测量结果的合成不确定度和扩展不确定度。通过分析得出影响测量的最主要因素是标准灯，同时救生衣灯的安装、转台精度和试验环境也会对测量产生一定影响。

救生衣灯；光强测量；标准灯；不确定度

中国是全世界最大的渔业国家，根据我国的《渔船船舶法定检验规则（2000）》［1］，每条渔船都应根据其相应情况配备相应数量的渔船救生装备，而救生衣灯就是这些救生装备产品之一。光强分布测试采用GO-R5000全空间快速分布光度计进行。GO-R5000光度计是CIE C-V分布光度系统，可以在C平面和锥面上测量光强分布，适合于GB/T 5869-2010标准对救生衣灯上半球发光强度规定的要求。整个测试过程均在暗室中进行，通过分布光度计的2个旋转式探头形成2个相差90°平面的角度变化，获得数据后使用积分计算的方法实现对救生衣灯光强分布的测量。光强分布测试系统由德国CLASS L精密智能测光探头、YW12010精密数显直流稳流稳压电源、D908标准灯、传输光纤和暗室等组成。本文对使用G0-5000系统测量救生衣灯光强的不确定度进行分析评定。

1 光强测量不确定度来源分析

①样品重复测量随机误差造成的不确定度；②标准灯D908测量不确定度造成的不确定度；③CLASS L精密智能测光探头的测量误差造成的不确定度；④YW12010精密数显直流稳流稳压电源电压波动造成的不确定度；⑤救生衣灯的安装位置和移动造成的不确定度；⑥转台的转动精度造成的不确定度；⑦光纤的传输偏差造成的不确定度；⑧暗室的环境温度和气流波动造成的不确定度；⑨杂散光造成的不确定度。

表110 次光强测试数据

2 光强测量不确定度计算

2.1 A类不确定度计算

由重复测量引起的不确定度分量，最主要是仪器试验条件、样品本身不够稳定以及读数误差等因素的波动所引起的测试结果的不确定度分量，而此类分量可以用A类不确定度评定［2］。表1是光源一致性测试时10次实测值。

2.2 标准不确定度的B类评定

在实际工作中，经常遇见无法取得实测值进行统计和分析，通常只可以得到一个概率区间或者某个极大值或极小值，并且不能得到其分布方式和自由度的大小，对于这些只能采用非统计方法来评定的标准不确定度，统称为B类不确定度，用uB表示，有：

式（1）中，xi为输入估计值，可以通过校准证书、检定证书、生产厂的说明书、检测依据的标注、引用手册的参考数据以及以前测量的数据等方式获得；ki为包含因子，可以通过B类不确定度的实际分布形式来确定。a为该分量的B类不确定度的分散区间的半宽。

2.2.4 救生衣灯的安装位置和转台的转动精度造成的不确定。使用十字激光对准器对救生衣灯的安装位置以及转动中心位置校准，转角精度：c轴0.1°，γ轴0.1°。根据经验可知，两项影响造成的误差≤±1%，认为服从均匀分布，则k=，传播系数1，所以由安装位置及转台转动引起的不确定度分量为

2.2.5 暗室环境温度和空气波动造成的不确定度。实验室温度范围25±1℃，温度精确度为±0.2℃，实验室内空气流动速度不超过0.2m/s。根据数据统计温度和空气流动造成的极限误差≤±1%，认为误差均服从均匀分布，所以k=，所以由环境和空气波动引起的测量不确定度分量为

2.2.6 光纤的传输偏差、杂散光灯造成的不确定度。由于光纤的传输偏差和杂散光没有明确具体的误差参数，并且通常认为这两种误差引起的测量不确定度十分微小，所以这里不进行评定。

2.3 光强的扩展不确定度

扩展不确定度由合成标准不确定度uC乘以包含因子k而得到，置信概率为95%时，k=2，所以扩展不确定度为U=kuC=3.08（cd）；相对扩展不确定度为3.08/ 132.33×100%=2.33%。

3 结语

通过对救生衣灯光强分布测量不确定度的系统分析可以得出，在整个测试过程中，对测量不确定度影响最大的是由标准灯所引起的。因此，尽可能提高标准灯的精度，同时定期维护计量光强标准灯都可以提高测量准确度。其次，救生衣灯的安装及转台的转动精度也会引起光强测量不确定度，所以应经常对控制台位进行校准，以保证其精度。环境和空气的波动也会对测试结果产生一定量的影响，所以保持良好的暗室环境也可以降低对测试结果的影响。本次测试由于采用了高精度稳压稳流电源，所以对试验影响较小。

［1］渔业船舶法定检验规则检验（2000）［S］.

［2］JJF 1059-1999.测量不确定度评定与表示指南［S］.

Evaluation and Analysis of Uncertainty in Light Intensity Measurement of Life Jackets

Hu Xin
（Key Laboratory of Fishery Equipment and Engineering Technology，Ministry of Agriculture，National Fishery Machinery and Equipment Quality Supervision and Inspection Center，Shanghai 200092）

The factors affecting the intensity measurement of the lifejacket lamp were analyzed,the uncertainty of the intensity distribution measurement of the lifejacket lamp was evaluated.By analyzing the GO-R5000 distributed photometric system,the mathematic model was established,the source of uncertainty of light intensity measurement of life jacket was analysed.After compute the uncertainties of Class A and Class B,the composite uncertainty and extended uncertainty of the measured results were obtained.Through analysis,the most important factor affecting the measurement is the standard lamp.Meanwhile,the installation of the lifejacket lamp,turntable accuracy and the experimental environment also have some impact on the measurement.

life jacket lamp；light intensity measurement；standard lamp；uncertainty

TM923.34

A

1003-5168（2016）11-0076-02

2016-10-21

胡欣（1987-），男，硕士，工程师，研究方向：渔业机械仪器。