人工光源光合有效辐射计校准不确定度评估实例

附录D人工光源光合有效辐射计校准不确定度评估实例本附录仅就用高强度漠鸨灯校准人工光源光合有效辐射计(以下简称光合有效辐射计)示值误差的测量结果不确定度做评定实例分析。实际工作中，可给出测量结果不确定度的最大值或按照客户要求逐点评定不确定度。D.1校准方法按本规范的要求，将一只高强度澳鸨灯(标准灯)和被测光合有效辐射计的探测器安装在光度测量装置上，并调整好他们的空间姿态。按照标准灯的证书，改变标准灯参考面到探测器参考面之间的距离，读取光合有效辐射计在测量点的显示值，并进行两轮实验，取平均值做为最终结果。D.2人工光源光合有效辐射计校准的数学模型（DI）（DI）（DI）A-msAzz?=--（DI）砥式中：Am—被测光合有效辐射计的示值误差；1—被测光合有效辐射计的平均测量值；ms—标准灯点燃电流为i(8.2A)时在距离/(0.5m)处产生的光合光子通量密度；不确定度来源包括：被测光合有效辐射计的测量重复性；标准灯的量值溯源的不确定度，电测系统的不确定度引起的标准灯的量值起伏，标准灯的量值再现性；距离测量的不确定度。因此，不确定度计算公式可表示为：一5（D2）（D2）（D2）4;（△/〃）=〃;（？）+£♦（心7=1D.3输入量的标准不确定度评定（D2）D.3.1输入量加的标准不确定度4([)的评定的来源主要是光合有效辐射计的测量重复性，它反映了各种随机因素的综合影响，属于A类不确定度。连续读取光合有效辐射计的10次读数？〃

155.43,155.63,155.32,155.28,155.42,155.45,155.34,155.38,155.45,155.38,平均值"=155.498,用贝塞尔公式计算其单次实验标准差为：5t-my/、s（加=J=0.09647（D3）Vn-1单次相对实验标准差面）为0.09647/155.498=0.06%规范中条规定每台仪器应进行两轮校准，取两轮的平均值为最终测量结果，则可得到:4位）=s°（^）/V2=0.04%（D4）则被检光合有效辐射计由示值重复性引起的标准不确定度为0.04%。输入量%的标准不确定度4（砥）的评定量值溯源引入的不确定度由附录D光合光子通量密度计算方法可知，标准灯的光合光子通量密度由发光强度和相对光谱功率分布导出，上级证书给出的扩展不确定度为%（取）=2.5%々=2）,故用B类方法评定相应的标准不确定度为%（砥］）=1.25%o电测系统的不确定度由于测试所用电测系统与标准灯校准时所用电测系统不同及电测系统的不确定度使得供给标准灯的实际电流值与规定值存在差异，估计最大差异可达0.03%（七2）,认为服从均匀分布，则电流值的相对标准不确定度为:(D5)(D6)003/2u(i)「=,厂%=0.0087%(D5)(D6)V3由经验公式dm,rdi--=6x——加、I3

式中/为标准灯的供电电流。可知，电流变化对光合光子通量密度，即对测量值得影响（用B类方法评定）为：〃（勿）=6x0.0087%=0.05%（D7）标准灯量值的再现性标准灯每次点燃时由于各种随机因素的影响，实际的量值会存在一定范围内起伏，根据实验结果，量值起伏的幅度约0.5%,故应计入标准灯量值的不确定度〃/S3）=0.5%。距离测量的不确定度在距离标准灯灯丝线度15倍距离以外光合光子通量密度与距离的平方成反比，因此妈妈=2x妈=2xdl妈=2xdl(D8)探测器和标准灯参考平面的空间姿态的调整存在偏差，导致二者之间距离测量的误差，如前倾会使距离缩短，后倾会使距离边长，估计由此带来的距离的误差约为1mm,且服从三角分布，已知测试距离为0.5m,则由此引起的不确定度为外（力为外（力si为外（力si0.为外（力si0.0010.5x瓜=0.16%o光轨测距标尺存在刻线误差，每米之间还存在拼接误差，游标和标尺之间存在对线误差，本规范要求1m内标尺的误差小于0.2m,此项误差为均匀分布,则由标尺带来的不确定度为明（外5）0.0020.5则由标尺带来的不确定度为明（外5）0.0020.5x^30.46%o标准不确定度分量及相关信息，见表C1表C1标准不确定度分量及相关信息不确定度的来源标准不确定度％类别光合有效辐射计测量重复性0.04A标准灯量值溯源1.25B电测系统0.05B

量值再现性0.5B探测器与标准灯参考面调整引入的距离测量误差0.16B标尺误差与对线引入的距离测量误差0.46B合成标准不确定度1.43