氧化亞氮測(cè)量不確定度評(píng)估

（廣東汽車(chē)檢測(cè)中心有限公司，廣東佛山 528000）

1.建立數(shù)學(xué)模型

由測(cè)量原理及設(shè)備原理建立如下數(shù)學(xué)模型：

Mi=Vmix×Q×kH×Ci×10-6/d[1]；

Mi：為氣態(tài)污染物i的排放量，單位g/km；

Vmix：校準(zhǔn)到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（273.2k，101.33kPa）的稀釋排氣容積，單位L/試驗(yàn)；

Q：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（273.2k，101.33kPa）污染物N2O的密度，單位g/L；

kH：濕度校正系數(shù)；

Ci：N2O的濃度，單位ppm；

d：試驗(yàn)循環(huán)時(shí)車(chē)輛實(shí)際行駛距離，單位km。

2.不確定度來(lái)源分析

由數(shù)學(xué)模型分析得到不確定度主要來(lái)源由排氣容積、污染物濃度、濕度校正系數(shù)和行駛距離構(gòu)成，在這些輸入量的測(cè)量過(guò)程中，人員操作、計(jì)量器具、環(huán)境條件以及被測(cè)車(chē)輛都會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果帶來(lái)影響。該數(shù)學(xué)模型顯然沒(méi)有包括所有測(cè)量不確定度來(lái)源，對(duì)于模型位明確體現(xiàn)的人員操作、計(jì)量器具、環(huán)境條件以及被測(cè)車(chē)輛狀態(tài)對(duì)測(cè)量結(jié)果帶來(lái)影響用A類(lèi)評(píng)定方法，其他能夠用數(shù)字體現(xiàn)的誤差、分辨力、不確定度分量等影響因素使用B類(lèi)評(píng)定方法[2-3]。

3.不確定度評(píng)定

3.1 A類(lèi)不確定度

注：JJF1059-2012中6.11規(guī)定：當(dāng)隨機(jī)效應(yīng)或系統(tǒng)效應(yīng)導(dǎo)致的不確定度分量既可以按統(tǒng)計(jì)方法獲得，又可以用其他方法評(píng)定時(shí)，只允許在合成不確定度uC中包含其中的一個(gè)，故無(wú)需對(duì)車(chē)速進(jìn)行B類(lèi)評(píng)定[3-4]。

3.2 B類(lèi)不確定度

數(shù)學(xué)模型中個(gè)輸入量相互獨(dú)立，因此可以采用相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度進(jìn)行評(píng)定。可得：

3.2.1 排氣容積Vmix相對(duì)不確定度的評(píng)定

式中t：試驗(yàn)總時(shí)間/s

C：文丘里標(biāo)定系數(shù)

P：文丘里入口處壓力/kPa

T：文丘里入口處溫度/k

由文丘里標(biāo)定證書(shū)的流量測(cè)量的最大允許誤差為±0.3%，區(qū)間內(nèi)服從均勻分布，包含因子為，由此引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

3.2.2 污染物濃度Ci相對(duì)不確定度

注：1.由于DF中包含Ce的量，因此需按照上式進(jìn)行分析Ci的不確定度。

2.Ce和Cd是相關(guān)的，相關(guān)系數(shù)為1。

分析儀的精度及標(biāo)氣的不確定度見(jiàn)表1。

表1 分析儀的精度及標(biāo)氣的不確定度

各個(gè)工況下的N2O濃度測(cè)量不確定度見(jiàn)表2。

表2 N2O濃度測(cè)量不確定度ppm

3.2.3 濕度校準(zhǔn)系數(shù)kH的相對(duì)不確定度

（2）環(huán)境相對(duì)濕度測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)不確定度uRa=1.1%

（3）室內(nèi)大氣壓力測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)不確定度uPB:

測(cè)量?jī)x器最大允許誤差：±1%f.s.，測(cè)量范圍：0kPa～106.7kPa，按均應(yīng)分布，包含因子

（4）絕對(duì)濕度合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uH

（5）濕度校準(zhǔn)系數(shù)合成不確定度uCkH

轉(zhuǎn)鼓說(shuō)明書(shū)得：轉(zhuǎn)鼓距離測(cè)量最大允許誤差：±1%，服從均勻分布，

3.2.5 合成B類(lèi)不確定度

表3 N2O測(cè)量不確定度

3.3 合成不確定度

由A類(lèi)不確定度與B類(lèi)不確定度合成得到的不確定度為合成不確定度，由同一樣車(chē)進(jìn)行同一工況的檢測(cè)，檢測(cè)頻次為10次，通過(guò)貝塞爾公式得到單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差S。當(dāng)僅做一次檢測(cè)時(shí)UA=S不同工況的A類(lèi)不確定度如表4。

表4 A類(lèi)不確定度

表5 合成不確定度及擴(kuò)展不確定度

4.結(jié)語(yǔ)

從四種工況下的合成測(cè)量不確定度中A類(lèi)與B類(lèi)不確定度占比看，對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較大的是B類(lèi)不確定度，日常應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的計(jì)量校準(zhǔn)，做好設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)和期間核查；四種工況檢測(cè)雖然使用相同的檢測(cè)設(shè)備，但是由于檢測(cè)工況不同，車(chē)速及工況時(shí)間不同，造成檢測(cè)結(jié)果的測(cè)量不確定度差異較大。因此，當(dāng)被測(cè)量數(shù)值較小時(shí)，測(cè)量不確定度受檢測(cè)方法的影響較大。