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紫外可见分光光度计透射比示值误差的 测量不确定度评定
时间:2018-10-19 点击次数:876

1 概述 1. 1 测量依据: JJG178 -2007《紫外、可见、近红外分光 光度计》。 1. 2 环境条件:温度22. 4℃,相对湿度66. 4%RH。 1. 3 测量标准: 透射比标准滤光片, Urel =0. 5%, k =2。 1. 4 被测对象: 自动扫描双光束紫外可见分光光度计。 1. 5 测量过程 无需对紫外可见分光光度计进行暗电流校正,直接 采用滤光片进行测量。在可见区,以空气为参比,用透射 比标称值为10%、 20%、 30%的光谱中性滤光片,分别在 波长440nm、 546nm、 635nm 处测量透射比3 次,以3 次透 射比测量的平均值作为透射比示值。以透射比示值减去 透射比标准值作为透射比示值误差,以至少 3 次透射比 测量值的极差作为透射比重复性。在紫外区,以空气为 参比,用透射比标称值为 10%、 20%、 30%的紫外光区透 射比滤光片,分别在波长235nm、 257nm 和313nm 处测量 透射比3 次,以3 次透射比测量的平均值作为透射比示 值。以透射比示值减去透射比标准值作为透射比示值误 差,以至少3 次透射比测量值的极差作为透射比重复性。 1. 6 评定结果的使用:在符合上述条件下的测量结果, 一般可直接使用本不确定度的评定结果。 2 测量模型 Δτ = τ - τs ( 1) 式中: Δτ—紫外可见分光光度计透射比示值误差;

τ—3 次透射比测量的平均值; τs—标准滤光片透射比标准值。 3 不确定度传播率 根据测量模型,标准不确定度分量间彼此独立、不相 关,紫外可见分光光度计示值误差合成标准不确定度由 下式计算: u2 c = u2Δτ = c1u ( ) τ 2 + c2uτ ( ) s 2 ( 2) 式中,灵敏系数为 c1 = τ Δτ =1, c2 = τs Δτ = -1。代入 ( 2) 式得: u2 c = u2Δτ = u2 τ + u2 τs ( 3) 4 不确定度来源 紫外可见分光光度计波长示值误差的不确定度来源 主要包括: 4. 1 uτ引入的不确定度 (1)紫外可见分光光度计波长误差引入的不确定度 u1。 ( 2) 紫外可见分光光度计透射比测量重复性引入的 不确定度 u2。 ( 3) 紫外可见分光光度计的基线噪声和基线漂移引 入的不确定度 u3。 (4)紫外可见分光光度计的光谱带引入的不确定度 u4。 (5)紫外可见分光光度计的杂散光引入的不确定度 u5。 4. 2 uτs引入的不确定度 (1)上级证书给出的标准滤光片透射比不确定度 u6。 ( 2) 标准滤光片波长年变化量引入的不确定度 u7。

5 标准不确定度评定 5. 1 紫外可见分光光度计波长误差引入的不确定度 u1 紫外可见分光光度计波长误差对透射比测量的影响 是因为滤光片的光谱曲线并非完全与波长无关。滤光片 光谱透射比不确定度与波长误差的关系可以用公式( 4) 表达
由式( 4) 可知, u1 除了是与紫外可见分光光度计本 身的波长性能相关的函数,还是与被测样品光谱特性相 关的函数。它与特定被测波长处的光谱曲线的斜率成正 比,当光谱曲线平坦时,斜率较小,由波长误差引起透射 比不确定度也较小,反之则反是。紫外光区透射比滤光 片以242nm 附近光谱曲线的斜率0. 05% /nm 计算,测得 紫外可见分光光度计波长误差0. 0nm; 可见滤光片以 808nm 附近光谱曲线的斜率 0. 10% /nm 计算,测得紫外 可见分光光度计波长误差0. 6nm,则 紫外区 u1 =0. 0nm ×0. 05% /nm 槡 3 =0. 0% 可见区 u1 =0. 6nm ×0. 10% /nm 槡 3 =0. 035% 5. 2 紫外可见分光光度计透射比测量重复性引入的不 确定度 u2 根据规程,采用透射比标准滤光片对紫外可见分光 光度计进行3 次重复测量,用极差法进行计算。 紫外光区: 透射比滤光片的重复性( 极差) 为 0. 004%( 以空气为参比,用透射比标称值为 20%的紫外 光区透射比滤光片在波长 313nm 处测量透射比 3 次得 测量列:20. 339%, 20. 339%, 20. 335%,重复性大) ,则可见光区: 透射比滤光片的重复性( 极差) 为 0. 004%( 以空气为参比,用透射比标称值为 30%的光谱 中性滤光片,在波长 546nm 处测量透射比 3 次得测量 列:30. 946%, 30. 950%, 30. 949%,重复性大) ,则5. 3 紫外可见分光光度计的基线噪声和基线漂移引入 的不确定度 u3 紫外可见分光光度计基线噪声和基线漂移引起的标 准不确定度 u3,采用 B 类方法进行评定。 根据比对方案,在 250nm 处测得大噪声为 0. 03%,在500nm 处测得大噪声为0. 02%,在 500nm 处测得基线漂移为0. 02%,按均匀分布处理。故5.4 紫外可见分光光度计的光谱带宽引入的不确定度 u4 与波长设置偏差的对波长示值误差的影响情况类 似,光谱带宽对透射比的影响主要是由于滤光片光谱曲 线与波长有关所致。由于光谱带宽的作用相当于在样品 “原始光谱”卷积了矩形窗函数,因此理论上无限小的光 谱带宽才反映样品的“真实”透射比,光谱带宽越宽,对 样品透射比曲线的效应是使测量波长点的“波峰”或“波 谷”更平缓,导致偏离样品的“真实”透射比。由于计量 部门一般以 2nm 光谱带宽作为标准测量带宽标定滤光 片的透射比,因此任何偏离此光谱带宽的测量数据都会 引入测量不确定度。 经实验和计算,光谱带宽 0. 2nm 的设置偏差对紫外 透射比滤光片引入的透射比测量不确定度为0. 006%, 可见光透射比滤光片引入的透射比测量不确定度为 0. 012%。 5. 5 紫外可见分光光度计的杂散光引入的不确定度 u5 根据规程,光谱宽带为 2nm,响应时间为 1s,以空气 为参比在420nm/360nm/220nm 处分别在受光状态和遮 光状态下测量透射比值,以受光状态透射比值减去遮光 状态透射比值作为杂散光测量值,考虑为均匀分布处理, 则( 220nm 测量波长点的杂散光为 0. 03%, 360nm 测量 波长点的杂散光为0. 01%, 420nm 测量波长点的杂散光 为0. 28%) 

5. 6 上级证书给出的标准滤光片透射比不确定度 u6 上级给出紫外光区透射比标准滤光片,中性滤光片透 射比扩展不确定度 Urel =0. 5%, k =2。所以上级证书给出的 标准滤光片透射比不确定度 u6 分为以下三种情况: ( 1) 当透射比标称值为10%时,标准不确定度为
u6 =a k=0. 5% ×10% 2=0. 025% ( 2) 当透射比标称值为20%时,标准不确定度为u6 =a k=0. 5% ×20% 2=0. 050% ( 3) 当透射比标称值为30%时,标准不确定度为u6 =a k=0. 5% ×30% 2=0. 075%

 

 

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