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紫外可見分光光度計透射比示值誤差的 測量不確定度評定
更新時間:2018-10-25 點擊次數(shù):3454

1 概述 1. 1 測量依據(jù): JJG178 -2007《紫外、可見、近紅外分光 光度計》。 1. 2 環(huán)境條件:溫度22. 4℃,相對濕度66. 4%RH。 1. 3 測量標準: 透射比標準濾光片, Urel =0. 5%, k =2。 1. 4 被測對象: 自動掃描雙光束紫外可見分光光度計。 1. 5 測量過程 無需對紫外可見分光光度計進行暗電流校正,直接 采用濾光片進行測量。在可見區(qū),以空氣為參比,用透射 比標稱值為10%、 20%、 30%的光譜中性濾光片,分別在 波長440nm、 546nm、 635nm 處測量透射比3 次,以3 次透 射比測量的平均值作為透射比示值。以透射比示值減去 透射比標準值作為透射比示值誤差,以至少 3 次透射比 測量值的極差作為透射比重復(fù)性。在紫外區(qū),以空氣為 參比,用透射比標稱值為 10%、 20%、 30%的紫外光區(qū)透 射比濾光片,分別在波長235nm、 257nm 和313nm 處測量 透射比3 次,以3 次透射比測量的平均值作為透射比示 值。以透射比示值減去透射比標準值作為透射比示值誤 差,以至少3 次透射比測量值的極差作為透射比重復(fù)性。 1. 6 評定結(jié)果的使用:在符合上述條件下的測量結(jié)果, 一般可直接使用本不確定度的評定結(jié)果。 2 測量模型 Δτ = τ - τs ( 1) 式中: Δτ—紫外可見分光光度計透射比示值誤差;

τ—3 次透射比測量的平均值; τs—標準濾光片透射比標準值。 3 不確定度傳播率 根據(jù)測量模型,標準不確定度分量間彼此獨立、不相 關(guān),紫外可見分光光度計示值誤差合成標準不確定度由 下式計算: u2 c = u2Δτ = c1u ( ) τ 2 + c2uτ ( ) s 2 ( 2) 式中,靈敏系數(shù)為 c1 = τ Δτ =1, c2 = τs Δτ = -1。代入 ( 2) 式得: u2 c = u2Δτ = u2 τ + u2 τs ( 3) 4 不確定度來源 紫外可見分光光度計波長示值誤差的不確定度來源 主要包括: 4. 1 uτ引入的不確定度 (1)紫外可見分光光度計波長誤差引入的不確定度 u1。 ( 2) 紫外可見分光光度計透射比測量重復(fù)性引入的 不確定度 u2。 ( 3) 紫外可見分光光度計的基線噪聲和基線漂移引 入的不確定度 u3。 (4)紫外可見分光光度計的光譜帶引入的不確定度 u4。 (5)紫外可見分光光度計的雜散光引入的不確定度 u5。 4. 2 uτs引入的不確定度 (1)上級證書給出的標準濾光片透射比不確定度 u6。 ( 2) 標準濾光片波長年變化量引入的不確定度 u7。

5 標準不確定度評定 5. 1 紫外可見分光光度計波長誤差引入的不確定度 u1 紫外可見分光光度計波長誤差對透射比測量的影響 是因為濾光片的光譜曲線并非*與波長無關(guān)。濾光片 光譜透射比不確定度與波長誤差的關(guān)系可以用公式( 4) 表達
由式( 4) 可知, u1 除了是與紫外可見分光光度計本 身的波長性能相關(guān)的函數(shù),還是與被測樣品光譜特性相 關(guān)的函數(shù)。它與特定被測波長處的光譜曲線的斜率成正 比,當光譜曲線平坦時,斜率較小,由波長誤差引起透射 比不確定度也較小,反之則反是。紫外光區(qū)透射比濾光 片以242nm 附近光譜曲線的斜率0. 05% /nm 計算,測得 紫外可見分光光度計波長*. 0nm; 可見濾光片以 808nm 附近光譜曲線的斜率 0. 10% /nm 計算,測得紫外 可見分光光度計波長*. 6nm,則 紫外區(qū) u1 =0. 0nm ×0. 05% /nm 槡 3 =0. 0% 可見區(qū) u1 =0. 6nm ×0. 10% /nm 槡 3 =0. 035% 5. 2 紫外可見分光光度計透射比測量重復(fù)性引入的不 確定度 u2 根據(jù)規(guī)程,采用透射比標準濾光片對紫外可見分光 光度計進行3 次重復(fù)測量,用極差法進行計算。 紫外光區(qū): 透射比濾光片的重復(fù)性( 極差) 為 0. 004%( 以空氣為參比,用透射比標稱值為 20%的紫外 光區(qū)透射比濾光片在波長 313nm 處測量透射比 3 次得 測量列:20. 339%, 20. 339%, 20. 335%,重復(fù)性大) ,則可見光區(qū): 透射比濾光片的重復(fù)性( 極差) 為 0. 004%( 以空氣為參比,用透射比標稱值為 30%的光譜 中性濾光片,在波長 546nm 處測量透射比 3 次得測量 列:30. 946%, 30. 950%, 30. 949%,重復(fù)性大) ,則5. 3 紫外可見分光光度計的基線噪聲和基線漂移引入 的不確定度 u3 紫外可見分光光度計基線噪聲和基線漂移引起的標 準不確定度 u3,采用 B 類方法進行評定。 根據(jù)比對方案,在 250nm 處測得大噪聲為 0. 03%,在500nm 處測得大噪聲為0. 02%,在 500nm 處測得基線漂移為0. 02%,按均勻分布處理。故5.4 紫外可見分光光度計的光譜帶寬引入的不確定度 u4 與波長設(shè)置偏差的對波長示值誤差的影響情況類 似,光譜帶寬對透射比的影響主要是由于濾光片光譜曲 線與波長有關(guān)所致。由于光譜帶寬的作用相當于在樣品 “原始光譜”卷積了矩形窗函數(shù),因此理論上無限小的光 譜帶寬才反映樣品的“真實”透射比,光譜帶寬越寬,對 樣品透射比曲線的效應(yīng)是使測量波長點的“波峰”或“波 谷”更平緩,導(dǎo)致偏離樣品的“真實”透射比。由于計量 部門一般以 2nm 光譜帶寬作為標準測量帶寬標定濾光 片的透射比,因此任何偏離此光譜帶寬的測量數(shù)據(jù)都會 引入測量不確定度。 經(jīng)實驗和計算,光譜帶寬 0. 2nm 的設(shè)置偏差對紫外 透射比濾光片引入的透射比測量不確定度為0. 006%, 可見光透射比濾光片引入的透射比測量不確定度為 0. 012%。 5. 5 紫外可見分光光度計的雜散光引入的不確定度 u5 根據(jù)規(guī)程,光譜寬帶為 2nm,響應(yīng)時間為 1s,以空氣 為參比在420nm/360nm/220nm 處分別在受光狀態(tài)和遮 光狀態(tài)下測量透射比值,以受光狀態(tài)透射比值減去遮光 狀態(tài)透射比值作為雜散光測量值,考慮為均勻分布處理, 則( 220nm 測量波長點的雜散光為 0. 03%, 360nm 測量 波長點的雜散光為0. 01%, 420nm 測量波長點的雜散光 為0. 28%) 

5. 6 上級證書給出的標準濾光片透射比不確定度 u6 上級給出紫外光區(qū)透射比標準濾光片,中性濾光片透 射比擴展不確定度 Urel =0. 5%, k =2。所以上級證書給出的 標準濾光片透射比不確定度 u6 分為以下三種情況: ( 1) 當透射比標稱值為10%時,標準不確定度為
u6 =a k=0. 5% ×10% 2=0. 025% ( 2) 當透射比標稱值為20%時,標準不確定度為u6 =a k=0. 5% ×20% 2=0. 050% ( 3) 當透射比標稱值為30%時,標準不確定度為u6 =a k=0. 5% ×30% 2=0. 075%

 

 

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