机动车尾气遥感检测系统示值误差测量不确定度评定_石鑫.pdf

探讨交流 Research&Discussion402023.1测系统气体浓度的示值误差，按校准要求需要计算绝对误差和相对误差,为计算方便，我们以其中一瓶有代表性的氮气中CO、C3H8、CO2、C4H6和NO标准气体校准仪器为例进行计算。1.2 数学模型（1）数学模型C=Ci-Cs（1）式中：C气体检测装置的示值误差；Ci气体检测装置第i校准点3次测量结果的平均值；Cs标准气体的摩尔分数值。（2）灵敏系数ciCi的灵敏系数：（2）（2）Cs的灵敏系数：（3）（3）传播律公式对输出量（函数）言，各输入量互相独立，故不确定度传播律为：（4）1.3 不确定度来源（1）气体检测装置测量重复性引入的标准不确定度u1(Ci)（2）气体检测装置数显量化误差引入的标准不确定度u2(Ci)（3）标准气体浓度值引入的标准不确定度u(Cs)1.4 输入量的标准不确定度估算（1）气体检测装置测量重复性引入不确定度u1(Ci)对气体检测装置中CO2的气体浓度进行10次独立重复性测量，得到测量值如表1所示。表1 气体检测装置CO2气体测量值标准值实测值/(10-2)CO2:14.7(10-2)14.1113.9514.1314.4814.0314.7414.5614.8814.6814.25根据表1数据可得单次标准差：（5）故有：sN=0.328610-2实际测量中，在重复性条件下连续测量3次，以气体检测装置CO2的气体3次测量值的算术平均值作为测量结果。故气体检测装置测量重复性引入的相对标准不确定度为：（6）故有：u1(Ci)=0.189710-2（2）气体检测装置数显量化误差引入的标准不确定度u2(Ci)气体检测装置中CO2读数的最小值为：0.0110-2，半宽为0.00510-2，为均匀分布，故：（7）（3）标准气体浓度值引入的标准不确定度u(Cs)根据标准气体证书可知标准气体的相对扩展不确定度为1%(k=2)，取正态分布，则：（8）（4）不确定度分量一览表，见表2。表2 不确定度分量一览表标准不确定度分量u(xi)不确定度来源标准不确定度|ci|u(xi)u1(Ci)气体检测装置CO2气体测量重复性引入标准不确定度0.189710-20.189710-2u2(Ci)气体检测装置CO2气体数显量化误差引入的标准不确定度0.2910-4(舍去)/u(Cs)CO2标准气体浓度值引入的标准不确定度0.073510-20.073510-21.5 合成标准不确定度及有效自由度（1）合成标准不确定度uc计算（9）故有：u(C)=0.2010-21.6 测量结果报告（结果及结果的扩展不确定度）（1）扩展不确定度的评定气体检测装置CO2气体浓度扩展不确定度U的计算（取包含因子k=2）U=ku(C)（10）故有：U=0.4010-2则Urel=0.4010-2/14.710-2=2.8%，k=2气体检测装置CO2气体浓度的示值误差的相对扩展不确定度为Urel=2.8%，k=2按照上述不确定度评定方法对气体检测装置用CO、C3H8、C4H6和NO标准气体进行气体浓度示值误差不确定度分析可得气体检测装置各气体成分的不确定度分量如表3。探讨交流 Research&Discussion422023.1准不确定度u2(N)仪器测量时读数的最小值为：0.1%，半宽为0.05%，为均匀分布，故：（17）（3）不透光校准装置引入的标准不确定度u(Ns)根据不透光校准装置证书可知标准气体的相对扩展不确定度为0.6%(k=2)，则：（18）（4）不确定度分量一览表，见表5。表5 不透光度测量装置不确定度分量一览表标准不确定度分量u(xi)不确定度来源标准不确定度|ci|u(xi)u1(N)不透光度测量装置测量重复性引入标准不确定度0.053%0.053%u2(N)不透光度测量装置数显量化误差引入的标准不确定度0.029%(舍去)/u(Ns)不透光校准装置引入的标准不确定度0.3%0.3%2.5 合成标准不确定度及有效自由度合成标准不确定度uc计算（19）故有：u(N)=0.3%2.6 测量结果报告（结果及结果的扩展不确定度）（1）扩展不确定度的评定扩展不确定度U的计算（取包含因子k=2）U=ku(C)（20）故有：U=20.3%=0.6%（2）不确定度评定结果报告机动车排放污染物遥感检测系统不透光度测量装置示值误差测量结果的扩展不确定度为：U=0.6%，k=2参考文献1 谭华梅，张兰怡，邱荣祖，等汽车尾气污染物测试技术应用研究现状与展望J.牡丹江大学学报，2018，27（2）：121-1252 陈晴.机动车尾气遥感监测系统研究与应用分析J.天津职业院校联合学报，2017，19（5）：103-1063 甄杨，魏树龙，张笑平，等.机动车尾气遥感检测系统高低温试验分析J.自动化与仪表，2018，33（8）：55-584 关佩琪，关绮文浅谈汽车尾气遥感监测技术的原理及应用J.企业技术开发，2015，34（24）：22-245 陈炜汽车尾气遥感监测技术的原理及应用J.低碳世界，2018（4）：27-286 杜俊毅机动车排放检测领域遥测技术应用研究J.环境与发展，2017，29（4）：135-1417 张洪宝，林夕腾，郑晓晓等机动车尾气遥测仪计量方法的研究J.计量技术，2019，6：61-638 王塘杰，常闯.测量不确定度在几何量检测中的应用J.仪器仪表标准化与计量，2022，6：22-25（上接第29页）可得合成标准不确定度：（17）5 扩展不确定度取包含因子k=2，则在10V、10A测量点，电能测量相对扩展不确定度为：Urel=kuc=6.810-6，k=2（18）6 总结本文介绍了直流电能计量标准装置的测试方法，分析了测量结果的不确定度来源和影响，并以10V、10A测量点为例，给出了测量结果不确定度评定示例，可为相关高准确度直流电能计量标准装置的测试及建标工作的提供参考。参考文献1 王琨.电力装备产业助力碳达峰碳中和途径与措施研究阶段成果J.电器工业，2021（08）：18-252 孟振平.在落实碳达峰、碳中和目标中彰显电网企业战略支撑作用J.电力设备管理，2021（05）：17+193 吴兴奇，孙凯祺，娄杰，刘洋，张世栋，孙媛媛，李可军.低碳“光储直柔”系统拓扑选型研究J.供用电，2022，39（08）：21-294 罗颖，谢小军，朱才溢，宋健.大电流检测技术探析J.仪器仪表标准化与计量，2020（03）：V32-345 吴宗臻，王小锁，张凌云，吉祥雨.轨道交通光储直柔技术应用及展望J.现代城市轨道交通，2022（08）：19-22.6 JJG 842-2017 电子式直流电能表S.北京：中国质检出版社，20187 JJF 1779-2019 电子式直流电能表型式评价大纲S.北京：中国标准出版社，2020