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1、2015（紫外）可见分光光度计量值比对不确定度分析报告一、传递标准波长示值误差的测量不确定度1 概述1.1 测量依据：2015 年广西壮族自治区法定计量技术机构“（紫外）可见分光光度计计量比 对”实施方案1.2 测量标准：波长标准滤光片。1.3 被测对象：紫外可见分光光度计。1.4环境条件：温度（2224） C，相对湿度（4050） %。1.5测量方法：波长范围从 200nm900nm 每隔 100nm 选择一个波长点测量。设置传递标准为波长扫描模式， 以透射比为纵坐标，光谱带宽为2nm,扫描速度60nm/min,扫描间隔为0.1nm，换灯波长 340nm，采用透射比测量方式，以空气为参比做基
2、线校正，从波长高端往低端连续扫描3次, 记录透射比谷（或峰）值波长，以 3 次测量波谷值波长的算术平均值（以下简称平均值）作 为波长示值。以波长示值减去波长标准值作为波长示值误差，以3次波长测量值的极差作为 波长重复性。2 测量模型AX =九一九s式中，A九 传递标准波长示值误差；齐3次波长测量的平均值；九标准滤光片波长标准值；s3 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，传递标准示值误差合成标准不确定度由下式计算：U 2 = U 2 =(cU- )2 + C?U )c A尢 1尢2 Xs式中，灵敏系数为=1，丁昴一1。代入式得：4 不确定度来源传递标准波长示值误差的不
3、确定度来源主要包括：1、u-引入的不确定度九(1) 传递标准波长测量重复性引入的不确定度u1(2) 传递标准的基线平直度引入的不确定度u2(3) 传递标准的光谱带设置误差引入的不确定度u3(4) 波长扫描间隔插值引入的不确定度u42、u 引入的不确定度(1) 上级证书给出的标准滤光片波长不确定度u5(2) 标准滤光片波长年变化量引入的不确定度u65 标准不确定度评定5.1传递标准波长测量重复性所引入的不确定度u1根据比对方案，采用波长标准滤光片对传递标准进行3次重复测量，用极差法进行计算波长的重复性(极差)为0.05nm，则u1=皿）怕二暑= -16nm 5.2传递标准的基线平直度所引入的不确
4、定度u2.1=.58nm基线的波动会影响波峰波谷的位置。扫描波长时预先进行的基线校正通常会获得较好的基线平直度，但有时也不能完全消除基线波动的影响。传递标准的基线平直度为 .5%，紫外区以氧化钦滤光片241nm吸收峰估算对波长的影响为.1nm,可见区以氧化钦滤光片536nm吸收峰估算对波长的影响为.18nm,考虑为均匀分布，则紫外区u =2可见区 u = .14nm。25.3传递标准的光谱带宽设置误差引入的不确定度u3传递标准的光谱带宽除了会影响它的波长分辨力，还会影响吸收峰位置。同时，每个本 征吸收峰本身的不对称性使得光谱带宽对各个本征吸收峰的卷积展宽效应也是不一致的。因 此吸收峰的具体位置
5、与光谱带宽有密切关系。光谱带宽效应对峰位置的影响来自光谱带宽设置偏差和光谱带宽不对称性两方面。通过用氘灯 656.1nm 谱线扫描光谱带宽，发现光谱带宽对称性良好，其影响可以忽略。根据文献1，光谱带宽大小对氧化钬滤光片波长位置的影响并不一致，紫外区以影响最大的吸收峰287nm计算，可见区以影响最大的吸收峰536nm计算，0.2nm光谱带宽对峰位置的影响分别是0.02nm和0.06nm，考虑为均匀分布，则紫外区u = 0. 012 n,m可见区33u = 0.06 = 0.035nm。3 v3 5.4波长扫描间隔插值所引入的不确定度u4光谱扫描间隔为O.lnm，扫描间隔之内的数据通过计算机采用三
6、次函数插值得到，插值误差最大不超过扫描间隔的一半，以均匀分布估算，则u = 0.029nm。4,/35.5上级证书给出的标准滤光片波长不确定度u50.2 上级给出标准滤光片波长扩展不确定度为U = 0.2nm(k = 2)，则作=-2- = O.lnm。5.6波长标准滤光片长期稳定性引入的不确定度u6标准滤光片的长期稳定性以其波长年变化量为数据，波长年变化量为0.1nm考虑为均匀分布,0.1= 0.058nm 。6 合成标准不确定度6.1 主要标准不确定度汇总表表 4.标准不确定度汇总表不确定度分量不确定度来源标准不确定度概率分布包含因子u-九u1波长重复性0.016nmt1u2基线平直度0.
7、058nm0.104nm均匀羽u3光谱带宽0.012nm0.035nm均匀73u4波长插值0.029nm均匀羽uu5标准滤光片溯源不确定度0.1nmt2u6标准滤光片长期稳定性0.058nm均匀6.2 合成标准不确定度计算u = ：u 2 + u 2 + u 2 + u 2 + u 2 + U 2AX 1234567 扩展不确定度取包含因子k=2,则U = u xk。见下表：AXAX传递标准波长示值误差的扩展不确定度波长范围紫外区可见区扩展不确定度（k=2）0.3nm0.4nm二、传递标准透射比示值误差的测量不确定度1 概述1.1 测量依据：2015 年广西壮族自治区法定计量技术机构“（紫外）
8、可见分光光度计计量比 对”实施方案1.2 测量标准：透射比标准滤光片。1.3 被测对象：紫外可见分光光度计。1.4环境条件：温度（2224） C，相对湿度（4050） %。1.5 测量方法： 无需对传递标准进行暗电流校正，直接采用滤光片或溶液标准物质进行测量。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
9、为 10%、20%、30%的石英镀膜紫外透射 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。2 测量模型传递标准透射比示值误差的测量模型如下：At =t -t （1）s式中，At 传递标准透射比示值误差;3 次透射比测量的平均值;t 标准滤光片透射比标准值;s3 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，传递标准示值误差合成标准不确定度由下式计算：u 2 二 u 2 =(cu_ +Cu ) (2)c At
10、1 t2 t s式中，灵敏系数为c =鼻=1, c= -1。代入(2)式得：1 QAt 2 qatU 2 = U 2cAt=U2 + U 2 t t s3)4 不确定度来源传递标准波长示值误差的不确定度来源主要包括：1、U-引入的不确定度t(1) 传递标准波长误差引入的不确定度U1(2) 传递标准透射比测量重复性引入的不确定度u2(3) 传递标准的基线噪声和基线漂移引入的不确定度u3(4) 传递标准的光谱带引入的不确定度u4(5) 传递标准的杂散光引入的不确定度u52、U 引入的不确定度ts(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u75 标
11、准不确定度评定5.1 传递标准波长误差引入的不确定度 u1传递标准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dTA九4）由式（2）可知，u除了是与传递标准本身的波长性能相关的函数，还是与被测样品光谱1 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。紫外石英镀膜滤光片以 235nm 附近光谱曲线的斜率0.05%/nm计算，可见滤光片以635nm附近光谱曲线的斜率0.10%/nm计算，当传递标准波长误差0.5nm时，则紫外区u
12、- 0.5nmX0.05%/nm - 0.014%可见区0.5nm X 0.10% / nmU 3 0.029%。5.2传递标准透射比测量重复性引入的不确定度u2根据比对方案，采用透射比标准滤光片对传递标准进行 3次重复测量，用极差法进行计算。透射比滤光片的重复性（极差）为 0.02%，则s(k)疸 R 02% 0.006%3J3 x C 弋3 X1.85.3传递标准的基线噪声和基线漂移引入的不确定度u3传递标准的基线噪声是随机的，所引起的不确定度已经包含在测量重复性里，不重复考虑。传递标准的基线漂移反映的是传递标准短期稳定性，考虑为均匀分布。经实验和计算，基线漂移为0.05%，则u3 0.0
13、29%。 J35.4传递标准的光谱带引入的不确定度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
14、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传递标准的杂散光引入的不确定度u5传递标准的杂散光在紫外区是 0.1%，在可见区是 0.3%。考虑为均匀分布，不确定度如下表所示：波长范围紫外区可见区u50.058%0.173%5.6上级证书给出的标准滤光片透射比不确定度u6上级给出紫外透射比标准滤光片透射比扩展不确定度为U二0.5%(k二2)，可见透射比标rel准滤光片透射比扩展不确定度为U = 0.3%(k = 2)，则u如下表所示：rel 6透射比标称值紫外区可见区U 二 0.5%（k 二 2） relU 二 0.3%（k 二 2） rel10%0.025%0.015%20%0.050%0.030%30%0.075%0.045%5.7标准滤光片长期稳定性引入的不确定度u7标准滤光片的长期稳定性以其透射比年变化量为数据，标准滤光片的年变化量为0.05%考虑为均匀分布，则0.05% = 0.029%6 合成标准不确定度6.1 主要标准不确定度汇总表表 8.透射比滤光片不确定度汇总
