原子吸收分光光度计线性误差测量结果的不确定度评定
2018-04-21陶成綦心滕飞
陶成 綦心 滕飞
【摘要】 根据JJG 694-2009《原子吸收分光光度计》中关于原子吸收分光光度计线性误差的检定方法，分析了测量过程中引入的不确定度分量，对原子吸收分光光度计线性误差的测量结果进行不确定度评定。
【关键词】 线性误差;原子吸收分光光度计;不确定度
【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2018.04.006
Evaluation of Uncertainty in Measurement Results of the Linear Error of the Atomic Absorption Spectrophotometer
TAO Cheng，QI Xin，TENG Fei
（Liaoning Provincial Institute of Measurement，Shenyang 110004，China）
Abstract： According to the calibration method of the linear error of the atomic absorption spectrophotometer in the JJG 694-2009 Atomic Absorption Spectrophotometers，the uncertainty components introduced in the measurement process were analyzed，and the uncertainty of the measurement results of the linear error of the atomic absorption spectrophotometer were evaluated.
Key words： linear error;atomic absorption spectrophotometer;uncertainty
原子吸收分光光度计是根据被测元素的基态原子对特征辐射的吸收程度进行定量分析的仪器，其测量原理基于朗博比尔光吸收定律。按照原子化器类型，仪器可以分为火焰原子化器和非火焰（石墨炉法）原子化器。
1 概述
1.1 测量依据
JJG 694-2009《原子吸收分光光度计》。
1.2 环境条件
温度10～35℃;湿度≤85%。
1.3 计量标准
主要计量标准设备为原子吸收分光光度计检定用标准物质，标准物质证书号：GBW（E）130079。具体数据见表1。
1.4 校准对象
校准的原子吸收分光光度计按照原子化原理可以分为火焰法和石墨炉法。火焰法使用铜标准溶液测定，石墨炉法使用镉标准溶液测定，本次检测的对象是一台由德国耶拿公司生产的ZEEnit700原子吸收分光光度计。
1.5 测量方法
根据规程要求设定仪器参数，火焰法和石墨炉法分别测量Cu标准溶液和Cd标准溶液，对曲线的每一点重复测量3次，取3次测量平均值，按线性回归法绘制标准曲线，计算曲线中间点的线性误差。
2 建立数学模型，列出不确定度传播率
2.1 数学模型
按照JJG 694-2009中要求，选择0.0，0.5，1.0，3.0?g/mL标准溶液系列，测定仪器的线性误差，线性误差的数学模型为：
式中：[Δxi]——线性误差，%;
[xi]——第i点按照线性方程计算出的测得浓度值，?g/mL;
[xsi]——第i点标准溶液的标准浓度，?g/mL。
2.2 不确定度传播率
2.3 计算灵敏系数
3 标准不确定度评定
3.1 火焰法测铜
按照规程中要求，测定火焰法原子吸收分光光度计，数据见表2。
3.1.1 [uxi]分量
[xi]是根据线性回归方程计算得出的曲线中间点的浓度值，其不确定度[uxi]为：
式中：a为曲线截距;b为曲线的斜率;P为测量每点的次数;n为测量校准溶液的次数;[x]为不同校准溶液的浓度平均值;j为代表获得校准曲线测量序号的附标;[yi-a+bxsj]为第i点的余差。
根据测量数据计算得出：
3.1.2 [uxsi]分量
该原子吸收检定用标准物质的不确定度为Urel=1%，k=2，则在1.0?g/mL浓度下，标准溶液的标准不确定度为0.005?g/mL。
3.2 石墨炉法测镉
按照规程中要求，测定石墨炉法原子吸收分光光度计，数据见表3。
3.2.1 [uxi]分量
与3.1.1类似计算SR=0.003ng/mL
[uxi=SRb1P+1n+xi-x2j=1nxsj-x2=0.013]ng/mL
3.2.2 [uxsi]分量
该原子吸收检定用标准物质的不确定度为Urel=2%，k=2，则在1.0ng/mL浓度下，标准溶液的标准不确定度为0.01ng/mL。
4 合成标准不确定度
4.1 火焰法测铜合成标准不确定度
火焰法测铜主要不确定度分量见表4。
合成标准不确定度为：
4.2 石墨炉法测镉合成标准不确定度
石墨炉法测镉主要不确定度分量见表5。
合成标准不确定度为：
5 扩展不确定度
5.1 火焰法测铜扩展不确定度
分量[uxi]和[uxsi]可视为正态分布，因此P=95%时，可取包含因子k=2，则：Urel=2.2%，k=2。
5.2 石墨炉法测镉扩展不确定度
分量[uxi]和[uxsi]可視为正态分布，因此P=95%时，可取包含因子k=2，则：Urel=3.3%，k=2。
6 不确定度报告
火焰法测铜元素时仪器的线性误差测量结果的不确定度为：
Urel=2.2%，k=2
石墨炉法测镉元素时仪器的线性误差测量结果的不确定度为：
Urel=3.3%，k=2
7 结语
线性误差是衡量原子吸收分光光度计性能的重要指标之一，本文的线性误差不确定度评定过程是在比较理想的实验室条件下进行的，在不同的实验室条件下应该根据实际情况，考虑其他条件带入的不确定度分量。
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