可见分光光度计检定装置.doc

计量标准技术报告计 量 标准 名 称： 可见分光光度计检定装置 计量标准 负责人： 建立单位名称（公章）： 填 写 日 期： 目录一、建立计量标准的目的 ( )二、计量标准的工作原理及组成 ( )三、计量标准器及主要配套设备( )四、计量标准的主要技术指标( )五、坏境条件( )六、计量标准的量值溯源和传递框图( )七、计量标准的测量重复性试验 ( )八、计量标准的稳定性考核( )九、检定或校准结果测量不确定度评定 ( )十、检定或校准结果的验证 ( )十一、结论( )十二、附加说明( )一、建立计量标准的目的 保障国家计量单位制的统一和量值的准确可靠，有利于生产、贸易和科学技术的发展，适应社会主义现代化建设的需要，保障可见分光光度计能提供准确可靠数据，特申请建立可见分光光度计检定装置。二、计量标准的工作原理及其组成可见分光光度计的检定原理是基于物质的分子对可见区辐射光的吸收具有选择性，不同的物质都有各自的吸收光带，所以，当光色散后的光谱通过某一标准滤光片，其中某些波长的光线就会被标准滤光片吸收。在一定的波长下，溶液中物质的浓度与光能量减弱的程度有一定的比例关系，即符合比尔定律。 A = - lg(Io/I)= - lgT =klc式中，A为物质的吸光度，Io为入射单色光强度，I为透射单色光强度，T为物质的透射比，k为物质吸收系数，l为被分析物质的光程，c为物质的浓度。从以上公式可以看出，当入射光、吸收系数和溶液浓度一定时，透光率是根据溶液的浓度而变化的。 三、计量标准器及主要配套设备计量标准器名 称型 号测量范围不确定度或准确度等级或最大允许误差制造厂及出厂编号检 定 证书号杂散光滤光片矩形截止波长360、420nm；U0.5（1-lg）(K=2)国防科技工业应用化学一级计量站ZA791-36中国计量科学研院JBL-2005-005化（8412）200809024镨铷滤光片矩形波长(431.6807.6)nmU=0.4nm(k=2)中国计量科学研究院PN-2005-003化（8412）200809022干涉滤光片矩形波长279.4640.3)nm、透射比（48.976.1）波长准确度1nm，带宽15nm中国计量科学研究院INTF-2005-003化（8412）200809023氧化钬滤光片矩形波长(279.4640.3)nmU=0.4nm(k=2)中国计量科学研究院HO-2005-003化（8412）200809021中性滤光片矩形透射比（6.4529.78）U0.5（1-lg）(K=2)中国计量科学研究院HO-2005-003化（8412）200809025主要配套设备万用表MF5002.5级浙江正泰仪器仪表有限责任公司08068510贵州省计量测试院电(44)200906015号机械秒表803分度值不大于0.1s上海秒表厂114089贵州省计量测试院电(60)108092502号兆欧表ZC25B-3上海第六电表厂31139贵州省计量测试院电(37)字第092127号调压变压器TD(S)GC2-0.5KVA浙江正泰仪器仪表有限责任公司05064250蒸镏水本所化分室自制四、计量标准的主要技术指标1氧化钬、镨钕玻璃滤光片，U=0.4nm (k=2)。2标准干涉滤光片，峰值波长标准不确定度1nm, 带宽15nm。3光谱中性滤光片，透射比标称值为10、20、30，U0.5（1-lg）(K=2)。4杂散辐射率测量滤光片，截止区吸光度不小于3，透光区平均透射比不低于80。五、环境条件序号项 目要 求实际情况结 论1温 度10351830符合要求2湿 度小于85RH(5080)RH符合要求3电源电压（22022）V（22010）V符合要求4干扰因素仪器检定处不得有强光直射；工作台应平稳；无强磁场、电场，无强气流及腐蚀性气体无符合要求56计量器具名称：可见分光光度计测量范围：340900nm等级：、级上一级计量器具设备名称：紫外可见分光光度计技术特征（不确定度）：波长：U0.4nm(k=2)溯源单位:贵州省计量测试院中国测试技术研究院直接测量法本级计量器具计量标准名称：分光光度计检定装置1氧化钬、镨钕玻璃滤光片，U=0.4nm (k=2)。2标准干涉滤光片，峰值波长标准不确定度1nm, 带宽15nm。3光谱中性滤光片， U0.5（1-lg）(K=2)。4杂散辐射率测量滤光片，截止区吸光度不小于3，透光区平均透射比不低于80。直接测量法下一级计量器具六、计量标准的量值溯源和传递框图七、计量标准的测量重复性试验为了对标准滤光片进行重复性考核, 以本所化学分析室型号为722，出厂编号为2004080068 ，生产厂为上海菁华科技仪器有限公司生产的可见分光光度计作为被测对象a. 用中性滤光（00430）在波长为546nm处 b. 用干涉滤光片(003-3)所测峰值波长作为重复性试验 所测透射比作为重复性试验,所得数据如表1。 ，所得数据如表2。 表1 表2测量次数实测透射比（T）测量次数实测峰值波长（）nm129.71554.0229.72554.0329.73555.0429.74555.0529.75554.0629.76554.0729.77554.0829.88554.0929.89554.01029.810554.0表1可得中性滤光片（00430）单次实验标准差 s=0.048表2可得干涉滤光片(003-2) 单次实验标准差 s=0.42nm八、计量标准的稳定性考核为了对标准滤光片进行稳定性考核, 以本所化学分析室型号为722，出厂编号为2004080068 ，生产厂为上海菁华科技仪器有限公司生产的可见分光光度计作为被测对象.a.用中性滤光（00430）在波长为635nm处所测透射比作为稳定性考核数据,共进行四次测量,所得数据如表。测量日期测量数据2008.12.62009.2.82009.4.122009.6.10测量次数实测透射比（T）实测透射比（T）实测透射比（T）实测透射比（T）125.825.725.725.6225.725.725.725.6325.925.825.725.7425.825.725.825.7525.825.725.825.7625.825.825.825.7725.825.725.725.7825.925.825.925.8925.925.825.925.81025.825.825.825.8平均值25.8225.7525.7825.71平均值5.00435.00555.0055.0057表中:实测4次中透射比平均值 最大值T=25.82 最小值T=25.71T=| Tmax- Tmin|=0.1，由不确定度评定知，透射比示值误差误差测量结果的扩展不确定度为U95=0.2 显然 TU95 故该中性滤光（00430）稳定性考核符合要求b.用干涉滤光片(003-2)所测峰值波长作为稳定性考核数据,共进行四次测量,所得数据如表。测量日期测量数据2008.12.62009.2.82009.4.122009.6.10测量次数实测峰值波长（）nm实测峰值波长（）nm实测峰值波长（）nm实测峰值波长（）nm1781.0782.0782.6782.02781.2781.4782.0781.63781.5781.6781.6781.04781.0782.0782.0781.05782.0781.0781.8782.06781.5782.8782.0782.47782.0781.6782.0782.08781.5782.0783.0781.49781.0781.5782.8781.010781.0781.8783.0782.0平均值781.37781.77782.28781.64平均值5.00435.00555.0055.0057表中: 实测4次中峰值波长（）平均值 最大值 =782.28 nm 最小值=781.37 nm=|最大值-最小值|=0.9 nm，由检定规程知用于检定波长的峰值波长标准不确定度1nm 因 1nm 故该干涉滤光片(003-2)稳定性考核符合要求。九、检定或校准结果的测量不确定度评定（一） 透射比示值误差测量的不确定度评定1 概述11测量依据：JJG1782007紫外、可见、近红外分光光度计检定规程12环境条件：温度（1035），相对湿度85.13测量标准：可见光区透射比标准滤光片，透射比标称值30，校正结果的不确定度 （k=2）14被测对象：可见分光光度计，透射比示值误差：0.3。15测量过程：用透射比标称值10，20，30左右的标准滤光片，分别在规定波长处，以空气为参比，分别测量各滤光片的透射比（示值），连续测量3次，得到3次示值的算术平均值，与相应波长下的透射比的标准值之差，即为透射比示值误差。16评定结果的有使用：在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本不确定度有评定结果。2 数学模型=-s式中：-可见分光光度计透射比示值误差； -可见分光光度计透射比示值的算术平均值； s-可见光区透射比标准滤光片的实际值。3 输入量的标准不确定度评定31输入量的标准不确定度U（）的评定输入量的不确定度来源主要是可见分光光度计的测量不重复性，可以通过连续测量得到测量列，采用A类方法进行评定。对一台可见分光光度计，若选择透射比标称值为30的透射比标准滤光片，在波长为546nm处连续测量10次，得到测量列29.7，29.7， 29.7，29.7，29.7，29.7，29.7，29.8，29.8，29.8()。= =29.8单次实验标准差 s=0.048任意选取1台可见分光光度计,用透射比标称值30的标准滤光片,在重复性条件下连续测量10次，共得3组测量列, 每组测量列分别按上述方法计算得到单次实验标准差如表:m组实验标准差计算结果实验标准差S1 =0.048S2 =0.032S3 =0.085合并样本标准差为 sp= =0.059 = 自由度为 =3(10-1)=273.2输入量s的标准不确定度的评定输入量s的标准不确定度来源于透射比标准滤光片的定值不确定度,可根据校准证明书不确定度要求评定,因此应采用B类方法进行评定.30的透射比标准滤光片, 校正结果的不确定度 （k=2）计算得0.24 (k=2)。当被测透射比在30（不确定度可能最大）有情况下，标准不确定度为= =0.12估计0.10,则自由度为50。3.3分辨力所引入的不确度分量影响很小,该分量忽略不计。4 合成标准不确定度的评定4.1灵敏系数数学模型 灵敏系数 4.2 标准不确定度汇总表输入量的标准不确定度汇总表如下: 标准不确定度汇总表标准不确定度分量不确定度来源标准不确定度 u()可见分光光度计的测量重复性0.059 10.059 27透射比标准滤光片定值不确定度0.1210.12504.3合成标准不确定度计算输入量与s彼此独立不相关，所以合成标准不确定度可按下式得到。()=0.1344.4 合成标准不确定度的有效自由度合成标准不确定度的有效自由度为=70为方便使用, 可近似为50,对结果不会有多大影响。5 扩展不确定度的评定取置信概率P=95，查t分布表得到t95(50)=2.01。扩展不确定度为 U95= t95(50) ()=2.010.127=0.266 测量不确定度的报告与表示可见分光光度计透射比示值误差误差测量结果的扩展不确定度为U95=0.26 =50 (二) 波长示值误差测量结果的不确定度评定1 概述11测量依据：JJG1781996紫外、可见、近红外分光光度计检定规程12环境条件：温度（1035），相对湿度85.13测量标准：氧化钬滤光片或干涉滤光片。a) 氧化钬滤光片, (k=2)b) 干涉滤光片, (k=2)14被测对象：可见分光光度计，波长示值误差：(0.56.0)nm。15测量过程：在规定的条件下，用被测可见光光度计直接测氧化钬滤光片或干涉滤光片，测得的吸收峰波长,重复测量3次， 3次的算术平均值，与标准波长之差值，即为波长示值误差。2 数学模型式中：-可见分光光度计波长示值误差； -可见分光光度计波长示值的算术平均值； -氧化钬滤光片波长实际值。3 输入量的标准不确定度评定31输入量的标准不确定度U（）的评定输入量的不确定度来源主要是可见分光光度计的测量不重复性，可以通过连续测量得到测量列，采用A类方法进行评定。选一可见分光光度计，用氧化钬滤光片，连续测量10次，得到3组不同波长测量列，其中一组为640.2,640.2,640.0,640.0,640.1,640.1,641.0,640.0,640.0,640.2nm.= =640.08nm单次实验标准差 s=0.09nm任意选取3台同类型可见分光光度计,每台分别用氧化钬滤光片的3个不同波长点,各在重复性条件下连结续测量10次,共得9组测量列, 每组测量列分别按上述方法计算得到单次实验标准差如表:m组实验标准差计算结果实验标准差S1 =0.09S2 =0.13S3 =0.11合并样本差为 sp= =0.11nm 自由度为=3(10-1)=27b)使用干涉滤光片对1台可见分光光度计,用干涉滤光片,连续测量10次, 得到3组不同波长测量列，其中一组为554,554,554,555,555,554,554,554,554,554nm。= =534.2nm单次实验标准差 s=0.42nm任意选取3台同类型可见分光光度计,每台分别用干涉滤光片的3个不同波长点,各在重复性条件下连结续测量10次,共得9组测量列, 每组测量列分别按上述方法计算得到单次实验标准差如表:m组实验标准差计算结果实验标准差S1 0.42S2 0.53S3 0.48合并样本差为 sp= =0.48nm自由度为 =9(10-1)=273.2输入量的标准不确定度的评定输入量的标准不确定度来源于氧化钬滤光片或干涉滤光片的定值不确定度,可根据定值证书给出的定值不确定度来评定,因此应采用B类方法进行评定.a) 氧化钬滤光片。a) 氧化钬滤光片波长的证书给出波长定值的相对不确定度为0.4nm, k=2，则标准不确定度为=0.4/2=0.20nm估计为0.10,则自由度为50。b) 干涉滤光片。干涉滤光片, 波长的测量结果不确定度为U=0.42nm， k=2，则标准不确定度为=0.21nm估计为0.10,则自由度为50。3.3分辨力所引入的不确度分量影响很小,该分量忽略不计。4 合成标准不确定度的评定4.1灵敏系数数学模型 灵敏系数 4.2 标准不确定度汇总表输入量的标准不确定度汇总表如下: 标准不确定度汇总表（氧化钬滤光片）标准不确定度分量不确定度来源标准不确定度 u()可见分光光度计的测量重复性0.11nm10.11nm27氧化钬滤光片波长定值不确定度0.2nm-10.20nm50 标准不确定度汇总表（干涉滤光片）标准不确定度分量不确定度来源标准不确定度 u()可见分光光度计的测量不重复性0.48nm10.40nm27干涉滤光片波长定值不确定度0.21nm-10.21nm504.3合成标准不确定度计算输入量与s彼此独立不相关，所以合成标准不确定度可按下式得到。()=a) 氧化钬滤光片：nmb) 干涉滤光片: nm4.4 合成标准不确定度的有效自由度合成标准不确定度的有效自由度为为：a) 氧化钬滤光片：=75b) 干涉滤光片：=36为使用方便，均可近似为50，不会对最后结果有太大影响。5 扩展不确定度的评定取置信概率P=95，查t分布表得到t95(50)=2.01扩展不确定度为 a) 氧化钬滤光片：U95= t95(50) ()=2.010.23nm=0.46nmb) 干涉滤光片: U95= t95(50) ()=2.010.46=0.9nm6 测量不确定度的报告与表示可见分光光度计波长示值误差误差测量结果的扩展不确定度为a) 氧化钬滤光片：U95=0.46nm =75b) 干涉滤光片: U95=0.9nm =36十、计量标准的测量不确定度验证 选取一台可见分光光度计（型号：721，编号：A0611251），用吉首地区检测所的中性滤光片 (编号：TBL2002003)和本所中性滤光片 (编号：TBL2005004)，用标称值为30左、右的中性滤光片分别在440、546、635nm，每点连续各检三次，按透射比计算公式，计算各点相对误差（分别用、表示），三、计算结果1、编号：TBL2002001、与编号：TBL2005004的比对结果波长（nm）中性滤光片 (编号：TBL-2002-001)所测透射比准确度() 中性滤光片 (编号：TBL-2005-004) 所测透射比准确度() - 4400.10.2 0.055460.20.30.056350.10.10.0根椐测量不确定度的报告得中性滤光片透射比扩展不确定度为0.26， - 0.26/0.18由表所得- 计算结果均符合，故中性滤光片所给的不确定度合理。选取同一台可见分光光度计，用吉首地区检测所的干涉滤光片(编号：INTF2002001)和本所中性滤光片 (编号：INTF2005003)分别在370400nm、530570nm、760790nm时测量波长准确度，按计算公式，计算各点相对误差（分别用Y、Y表示），1、编号：INTF2002004、与编号：INTF