火焰原子吸收分光光度法测定车间空气中锰含量的不确定度分析.pdf

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1、.1.1.目的目的对火焰原子吸收分光光度法测定车间空气中锰含量的不确定度进行分析，找出影响不确定度的因素，对不确定度进行评估，给出不确定度，如实反映测量的置信度和准确性.2.2.适用范围适用范围该不确定度分析适用于火焰原子吸收分光光度法测定车间空气中锰的含量.3.3.职责职责3.1 检测人员：严格按照操作规程操作仪器，确保测量过程中仪器正常运转，消除各种影响实验结果的意外因素，掌握不确定度的计算方法，了解影响不确定度的影响因素.3.2 校核人员：了解操作规程，检查原始记录及不确定度的计算方法.3.3 实验室负责人：确保操作人员有上岗资格，负责审核检测结果和不确定度分析结果.4.4.不确定度分析

2、不确定度分析4.1 测量方法简述将采过样的滤膜加入消化液消解，1+99 盐酸定容至 10 毫升.用火焰原子吸收仪标准曲线法测定锰含量。用国家标准物资研究中心提供的编号为 GBW（E）080157 锰单元素标准溶液直接用 1+99 盐酸稀释后配制工作曲线.4.2 测量数学模型标准曲线回归方程：Y=a+bX/.式中：Y吸光度值（F）；X浓度值（mg/L）a截距b斜率样品中消化液中锰含量 C（ug/L）为：C=X=(Y-a)/b4.3 不确定度来源及各分量的关系：不确定度包括来自吸光度值（Y1），标准溶液（Y2），样品定容体积（Y3）截距（a），斜率（b）的不确定度，根据样品消化液中锰含量计算的数学

3、模型和不确定度传播定律可得到被测量C的合成不确定度uc(C)及其方差：u2(C)=(C/Y)u(Y)2+(C/a)u(a)2+(C/b)u(b)2其中：u2(Y)=u2(Y1)+u2(Y2)=u2(Y3)传播系数：C/Y=1/b;C/a=-1/b;C/b=-(y-a)/b2式中：u(C)样品消化液中锰测定的合成不确定度；u(Y1)按回归线计算的吸光度值 Y1的标准不确定度；u(Y2)由标准溶液 X 的标准不确定度引起的吸光度 Y2的标准不确定度；u(Y3)由样品定容体积的标准不确定度引起的吸光度 Y2的标准不确定度；u(a)截距 a 的标准不确定度；u(b)斜率 b 的标准不确定度.4.4 各

4、分量不确定度的分析及计算4.4.1 吸光度值 Y 的标准不确定度 u(Y)/.1 计算 u(Y1)Y的标准偏差，即回归直线的标准偏差Sy/x。分别对空白溶液及 5 种锰标准溶液用 AAS 进行 3 次重复测定，测定数据见表一.X1(ug/ml)Y1(A)0.000.00070.00080.0000Y(A)0.00050.050.01890.01890.01830.01870.100.03350.03390.03410.03380.500.16480.16740.16660.16631.000.32850.32770.32600.32742.000.62530.62740.62650.6264根

5、据公式 r=xy-1/n*x y(x)2-(x)2/n y2-(y)2/n1/2=0.9997斜率 b=xy-1/n*x y x2-(x)2/n=0.314截距 a=Y-bX=0.005回归直线方程为：Y=0.005+0.314X根据回归方程算出有关 Y 的各个统计值，见表二.表二Xi0Yij0.00070.00080.00000.0189/Yi0.0050Yij-Yi-0.0043-0.0042-0.0050-0.0018(Yij-Yi)21.85 10-51.76 10-52.50 10-53.24 10-6.0.050.01890.01830.0207-0.0018-0.00243.24

6、10-65.7610-68.4110-66.2510-65.2910-57.8410-62.9210-52.1210-59.0210-57.5710-54.9010-55.931.8510-53.1410-54.2210-50.100.03350.03390.03410.0364-0.0029-0.0025-0.00230.500.16480.16740.16660.16200.00280.00540.00461.000.32850.32770.32600.31900.00950.00870.00702.000.62530.62740.62650.6330-0.0077-0.0056-0.00

7、65回归直线的标准偏差（Y 的标准偏差）：u(Y1)=Sy/x=（Yij-Yi）2/(mn-2)1/2=4.99310-4/(36-2)1/2=0.0056(A)4.4.2 标准物不确定度引起的 u(Y2)的标准不确定度：国家标准物资研究中心提供的编号为 GBW(E)080157 锰单元素标准溶液浓度为1000ug/ml,用1+99硝酸稀释成标准使用液浓度为5 ug/ml，现分别计算由标准储备液，5mL 单标线移液管，100mL 容量瓶引起的不确定度，合成标准溶液的标准不确定度，数学模式如下：/.c1v1=c0v0c1=c0v0/v1故 u2(c1)/c12=u2(c0)/c02+u2(v0)

8、/v02+u2(v1)/v124.4.2.1 由标准储备液引起的不确定度 u(c0)GBW(E)080157 锰单元互助组标准证书中锰的u(c0)=0.5%，取K=2，则 u(c0)/c0=0.25%.4.4.2.2 由移液管示值允差引起的不确定度 u(v0)5mL 单 标 线 移 液 管 示 值 允 差 0.015mL,取 K=6，则u(v01)=0.015/6=0.0061mL;移 液 管 读 数 重 复 性 0.01mL，则u(v02)=0.01/6=0.0041mL;由温度误差引起的不确定度v=vt-v20=（水-玻）v20(Tt-T20)=(2.110-4-1.510-5)5(20-

9、20)=0.000mL,95%置信概率的正态分布取 k=2,则u(vt)=v/k=0.000/2=0.000mL.u(v0)=u2(v01)+u2(v02)+u2(vt)1/2=(0.00612+0.00412+0.0002)1/2=0.007mLu(v0)/v0=0.007/5=0.014%4.4.2.3 由单标线容量瓶示值允差引起的不确定度 u(v1)100mL 单 标 线 容 量 瓶 示 值 允 差 0.10mL，取 K=6，则u(v11)=0.10/6=0.041mL；100mL 单标线容量瓶读数重复性0.01mL，则 u(v12)=0.01/6=0.0041mL;由温度误差引起的不确

10、定度 v=vt-v20=（水-玻）v20(Tt-T20)=(2.1 10-4-1.5 10-5)50(20-20)=0.000mL,95%置 信 概 率 的 正 态 分 布 取k=2,则u(vt)=/.v/k=0.000/2=0.000mL.u(v1)=u2(v11)+u2(v12)+u2(vt)1/2=(0.0412+0.00412+0.0002)1/2=0.041mLu(v1)/v1=0.041/100=0.041%4.4.2.4 计算出 u(x)/xu(x)/x=u(c1)/c1=(0.252+0.0142+0.0412)1/210-2=0.25%.5 计算出 u(Y2)的不确定度根据上

11、面计算标准使用液 u(x)/x=0.25%，以标准系列中的最大浓度 2.00mg/L 计算出以吸光度（A）为单位的标准不确定度：u(Y2)=bu(x)=0.25%2.000.314=0.0016(A)样品定容体积标准不确定度引的 u(Y3)的标准不确定度:.1 由单标线容量瓶示值允差引起的不确定度u(v)10mL单 标 线 容 量 瓶 示 值 允 差 0.02mL,取=6,则u(v1)=0.02/6=0.0082mL;10mL 单标线容量瓶读数重复性 0.01mL,则u(v1)=0.01/6=0.0041mL;由温度误差引起的不确定度v=vt-v20=（水-玻）v20(Tt-T20)=(2.1

12、10-4-1.510-5)5(20-20)=0.000mL,95%置信概率的正态分布取 K=2,则 u(vt)=v/k=0.000/2=0.000mL.u(v)=u2(v1)+u2(v2)+u2(v1)1/2=+0.0002)1/2=0.009mLu(x)/x=u(v)/v=0.009/10=0.092%.2 计算出 u(Y3)的不确定度根据上面计算 u(x)/x=u(v)/v=0.092%,以标准系列中的最大浓度/(0.00822+0.00412.2.00mg/L 计算出以吸光度(A)为单位的标准不确定度:u(Y3)=bu(x)=0.092%2.000.314=0.0006(A)计算出 u(

13、Y)u(Y)=u2(Y1)+u2(Y2)+u2(Y3)1/2=(0.0056)2+(0.0016)2+(0.0006)21/2=0.0059(A)率 b 的标准不确定度 u(b):u(b)=Sy/x0.0032i2 1/2(x x)截距 a 的标准不确定度 u(a)u(a)=（Sy/x）*xi2/(m*n*(xi-x)2)1/2=0.00174.5 计算合成不确定度 u(x)C/Y=1/b=3.18；C/a=-1/b=-3.18;C/b=-(y-a)/b2=-1.93u2(C)=(C/Y)u(Y)2+(C/a)u(a)2+(C/b)u(b)2=3.180.00592+-3.180.00172+-1.930.00322=0.00008故 u(C)=0.0090mg/L4.6 计算扩展不确定度 U有效自由度未知时，取 k=2,则U=ku(C)=20.0090=0.018(mg/L)5.5.报告报告用火焰原子吸收分光光度法测定车间空气中锰含量在0.052.00/.mg/L 范围的扩展不确定度：U=0.018(mg/L)，k=2./