广东省惠州市质量计量监督检测所 516000
摘要：本文介绍了对汽车排放气体测试仪示值误差校准时的不确定度分析和评定方法。文中充分考虑了各项不确定度分量，给出了具体计算公式和典型数值，对校准汽车排放气体测试仪评定不确定度的有一定帮助。
关键词：汽车排放气体测试仪；示值误差；不确定度
1.测量方法
按照《 JJG688-2017汽车排放气体测试仪检定规程 》要求，在检定过程中利用与被检仪器测量气体相同种类的一系列标准气体对仪器的计量性能进行检定。其中示值误差是仪器的一个重要指标，按检定规程规定计算示值误差有两种方法：一种是绝对误差，另一种是相对误差。我们根据规程的要求分别对绝对误差或相对误差的扩展不确定度进行分析。
2.数学模型
2.1 示值绝对误差计算公式
式中：——示值误差；
——仪器3次读数的平均值；
——标准气体的标称值。
2.2 示值相对误差计算公式
式中：——示值相对误差；
——仪器3次读数的平均值；
——标准气体的标称值。
3.示值误差的方差公式及灵敏系数
4.计算示值误差的扩展不确定度
4.1 仪器测量值的标准不确定度分量的分析及计算
用氮中丙烷标准气体、氮中一氧化碳标准气体、氮中二氧化碳标准气体、氮中氧气标准气体和氮中一氧化氮标准气体检定汽车排放气体测试仪的示值误差，按规程要求需要计算绝对误差和相对误差，为计算方便我们以氮中丙烷标准气体、氮中一氧化碳标准气体、氮中二氧化碳标准气体、氮中氧气标准气体和氮中一氧化氮标准气体各一个浓度的标准气体检定仪器为例。
汽车排放气体测试仪测量值的不确定度分量包括测量重复性的标准偏差和读数分辨力的量化误差。
4.1.1 测量重复性引入的标准不确定度
用汽车排放气体测试仪测量一定摩尔分数的氮中丙烷标准气体、氮中一氧化碳标准气体、氮中二氧化碳标准气体、氮中氧气标准气体和氮中一氧化氮标准气体，按A类不确定度，重复测量10次，测得数据见表1：
表1 测量结果
=3.573×10-5
=3.348×10-4
=1.932×10-3
=4.322×10-4
=6.321×10-6
检定规程规定实际检定中重复测量3次，取其平均值，所以：
2.063×10-5
1.933×10-4
1.115×10-3
2.495×10-4
3.649×10-6
4.1.2 仪器读数分辨力引入的标准不确定度
仪器测量HC，CO，CO2，O2，NO时读数的最小值，按照仪器说明书技术指标，分别为：HC，1×10-6；CO，0.01×10-2；CO2，0.1×10-2；O2，0.1×10-2；NO，1×10-6，则其引起的标准不确定度为：
2.9×10-7
2.9×10-5
2.9×10-4
2.9×10-4
2.9×10-7
4.1.3 仪器测量值的标准不确定度
2.063×10-5
1.955×10-4
1.152×10-3
3.826×10-4
3.661×10-6
4.2 标准气体标称值的标准不确定度
标准气体是由国家标准物质研究中心定值，标准气体证书给出。其中氮中丙烷标准气体、氮中一氧化碳标准气体、氮中二氧化碳标准气体、氮中氧气标准气体相对扩展不确定度为1%，氮中一氧化氮标准气体相对扩展不确定度为2%，k=2。
9.6×10-6
2.29×10-4
5.75×10-4
2.575×10-4
9.74×10-6
5.标准不确定度分量一览表
标准不确定度分量一览表见表2。
表2 标准不确定度分量一览表
6 合成标准不确定度
2.275×10-5
3.011×10-4
1.288×10-3
4.612×10-4
1.041×10-5
7 汽车排放气体测试仪的示值绝对误差的扩展不确定度
4.55×10-5
6.02×10-4
2.58×10-3
9.22×10-4
2.08×10-5
8 汽车排放气体测试仪的示值相对误差的扩展不确定度
2.4%
1.3%
2.2%
1.8%
2.1%
9结语
上述分析及计算按JJIF059一1999《测量不确定度评定与表示》进行，并得到汽车排放气体测试仪示值误差测量结果的扩展不确定度。根据JJG688一90规程规定，被检的汽车排放气体测试仪允许的示值误差为士1%0，所以经上述不确定度评定，检定完全能满足三分之一至十分之一的量值传递要求。
参考文献：
[1]实用测量不确定度评定[M].中国质检出版社，倪育才，2016
[2]汽车排放气体测试仪示值误差测量结果的不确定度[J].谭湘治，肖亿. 上海计量测试.2002（S1）
[3]汽车排放气体测试仪校准中的问题探讨[J].张永梅. 中国计量.2016（10）
[4]汽车排放气体测试仪的问题分析与解决[J].张永梅. 计量与测试技术.2014（06）
[5]汽车排放气体测试仪检定规程存在的问题及改进建议[J].胡引强. 中国计量.2003（03）
论文作者:马国钰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/9
标签：气体论文; 不确定论文; 标准论文; 误差论文; 测试仪论文; 测量论文; 汽车论文; 《基层建设》2019年第18期论文;