CSM 01010106-2006 钢铁及合金中气体分析方法测量结果 不确定度评定规范.pdf

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1、中国金庸学会推荐技术和方法CSM 01 01 01 06-2006 钢铁及合金中气体分析方法测量结果不确定度评定规范发布日期：2006皿04、中国金属学会分析测试分会发布CSM 01 01 01 06-2006 剧吕1995年ISO等7个国际组织共同颁布了测量不确定度表示指南（简称GUM）。我国在1999年等同采用GUM，颁布了JJF1059测量不确定度评定与表示，对测量不确定度评定和表示的通用规则作了规定。在实验室工作中，GB/T15481-2000, ISO 17025: 2005通用要求以及CNAL/AC 01: 2005检测和校准实验室能力认可准则等技术管理标准中对测量不确定度的评定和

2、表示均有确确的要求，该标准指出：“当不确定度与检甜结果的有效性或应用有关，或客户的指定中有要求，或当不确定度影响到对规范限度的符合性时，检测报告中还需要组捂有关不确定的信息。”中国实验室自家认可委员会公布的CNAL/ AR11: 2006扭！量不确定度政策中明确规定，认可委员会在认可实验室的技术能力时，必须要求校准实验室和开展自校准的检测实验室制定测量不确定度评定程序并将其用于所有类嚣的校准工作，必须要求检测实验室制定与检测工作特点相适应的测量不确定度评定程序，并将其用于不同类型的检测工作。要求具体实拖拉准或检测人员正确应用和报告测量不确定度，要求实验室建立维护评定扭！最不确定度有效性的机制。

3、鉴于国内外现状与需求，中国金属学会分析测试分会于2005年组织冶金分析行业不确定度资深专家，组成专家缸，开始着手化学成分分析测蠢结果不确定度评定导则和规范的起草工作。历时一年多，经过多次与国内权威专家的研究和讨论，征询了多方面的意见，形成本导则和规范。本规范根据CSM01 01 01 00-2006化学成分分析测量结果不确定度评定导赌的要求，针对钢铁及合金中气体分析法的分析程序，制定了钢铁及合金中气体分析方法测量结果不确定度评定规范，并于2006年4月通过了中国金属学会分析测试分会的审定。国内不确定度权威专家一致认为，本规范组括了JJF1059的总体要求，又结合了化学分析的实际情况，具有很强的

4、实用性和可靠性，为实验室提供了评定不确定度的可靠依据。同时，针对存在的问题进行了修改和完善，供广大从事检船工作的分析测试人员参考。本规范的附录A为资料性陪录。本规范由中国金属学会分析测试分会提出。本规范技术归口单位为中国金属学会分析测试分舍。本规范起草单位z武汉钢铁（集团公司技术中心、钢铁研究总睬。本规范主要起草人z曹宏燕、柯瑞华、罗倩华、崔秋红。本规范于2006年首次公布。I CSM 01 01 01 06-2006 1 适用范围2 号lffl文件被割样口式中z钢铁及合金中气体分析方法测量结果不确定度评定规范5 不确定度来源的识别l包括方法名称、试样述的程度和列出的、清晰的理解。过标准物质对

5、仪器红外吸收法测定碳和硫、红外吸收法测定氧、热导法部！定氮、氢分析方法测最结果不确定度主要来摞于以下分量za) 测量结果的重复性；b) 标准物质校准仪器的变动性；c) 标准物质标准值的不确定度；d) 天平称蠢的不确定度等；1 CSM 01 01 01 06-2006 的仪器变动性、显示分辨力的不确定度分量。在进行不确定度来源的识别和描述时要恰当估计其不确定度的主要分景和次要分量，以便抓住主要分量进行合理评定。6 不确定度分量的评定在计算各标准不确定度、相对标准不确定度分量及合成标准不确定度、相对合成不确定度的同时，可列表表示各输入蠢的量值、标准不确定度、相对标准不确定度和测量结果的合成标准不确

6、定度、相对合成不确定度等，以检查和比较各分量的大小和影响程度。6. 1 测量嚣茧性不确定度分量的评定（A类评定）根据重复测量数据计算其重复性标准不确定皮u(s）和相对标准不确定度Ure!( S）。当无重复测数据时（如只作了一次测定），可引用测试方法重复性限r，或历史上同条件下操作的测量数据来估计其建复性标准不确定度（只作了一次测定时，n=l)o6.2 标准物质校准仪器的变动性分析方法中通过对标准物质的反复测量进行仪器的校准。标准物质测量的变动性同样影响分析结果的不确定度。6. 2. 1 用个标准物质进行校准当用一个标准物质对仪器进行校准时，囊复测量m次，并将测最值校准为标准值。标准物质校准的变

7、动性同测量重复性，用贝事尔公式计算校准测量的标准盖和校准的标准不确定度u(sB）及相对标准不确定度Ure1CsB）。当用一个标准物质对仪器进行校准，而只测量了一次，无重复性数据，此时可引用分析方法的重复性限r，或引用6.1测量样品分析结果的重复性数据，计算校准的标准不确定度u(sB）及相对标准不确定度Ure!(sB）。注1：当只进行一次校准测量，1，引人的标准不确定度相对较大。在可能的情况下，应进行多次校准测4量，以提高校准的可靠性。注2：气体分析中多数情况采用一个标准物质进行校准，商用另一个或数个标准物质来验证校准的可靠性。6.2.2 用多个栋准物质进行技准某些分析仪器有多点校准功能，可采用

8、多个标准物质对仪器进行校准。当用多个标准物质进行校准时计算工作曲线变动性的标准不确定度分寰。设工作曲线回归方程为y十be式中zy一仪器的测量信号，吸光度（或峰高、峰菌积）; a一一工作曲线截距；b一一工作曲线斜率；C一一一测量样品中气体元素的含量。则由工作曲线变动性引起样品气体元素的含量的标准不确定度分蠢u(c）为z工FH（72时十1-n 十1-PA h。一一c u 式中zSR一一工作曲线变动性的标准搓，（y；一Clx；十）)2 t出1SR= 刀一22 CSM 01 01 01 06-2006 5一工作曲线各标准物质放度的平均值，C; n工作曲线的校准点的测量次数，如工作曲线用4种标准物质校准

9、，每种标准物质测量3次，员。n=l2; P一一被割样品的祖！量次数，如一样品重复翻量5次，每个样品重复测量2次，那P=52=100(c) Ure! (sB) 一一6.3 标准物质不确定度分量的评定测量中采用标准物质对仪器进行校准，标准物质气体元素标准值的不确定度将通过测量传递给被测样品气体元素。6. 3. 1 用一个标准物质进行校准直接引用标准物质的标准不确定度u(cB），以CB）口气主，也为标准物质定值的标准差，N为定值的-JN 数据组数。u(cB) 由u(cB）计算相对标准不确定度u,.1(cB) ,u时（CB）口一王一，X为气体元素的标准值。6. 3. 2 用多个标准物质进行校准当采用多

10、个标准物质校准时，可将所用标准物质的标准不确定度和相对标准不确定度列出，并将各标准物质相对标准不确定度的均方提作为校准用标准物质的相对标准不确定度：/fJ问；）其中：U时（cB；）是第t个标准物质的相对标准不确定度。6.4 样品称量的不确定度等试验中涉及到样品称量和标准物质的称量不确定度分量的评定。6. 4. 1 被测样品称量（m）的不确定度分量一一天平称最误差的不确定皮分蠢；一一一天平称蠢蠢复性的不确定度分量。如果日评定了测蠢蠢复性分量，本项分量已组插在其中，不再评定。计算样品称莹的标准不确定度以m）和相对标准不确定度Ure!(m) o 6. 4. 2 标准物质称最Cmn）的不确定度分量一一

11、天平称量误差的不确定度分量；一一天平称量重复性的不确定度分囊。如果已评定了标准物质校准重复性分囊，本项分量已包括在其中，不再评定。计算标准物质称量的标准不确定度以mB）和相对标准不确定度u,.1(mB）。样品和标准物质称量的不确定度分量较小，通常可忽略其影响。6.5 仪器变动性、仪器显示分辨力及其他些影晌因素6. 5. 1 测量过程中由于外部环境（如电流、电压、温度等）可能引起高频电流、燃烧强度、载气流量等微小的变化而对测量值产生一定的影响。但在整个副董工程中，这些变化亦已体现在工作曲线和被视！样品的重复蜒蠢的变动性中，不再评定。6.5.2 仪器示值分辨力。不确定度分量。如果重复翻！量所得若干

12、结果的末位数存在明显的差异，由此计算的重复性标准不确定度中，已包含了分辨力效应的分散性，分辨力的不确定度分量可忽略不CSM 01 01 01 06 2006 计。当末位数无明显出人，甚至相间，这时应将以Cix）工0. 298.工作为一个分量计算在合成不确定度中。7 合成标准不确定度的评定7. 1 各分量不相关，以各分量的相对标准不确定度的方和根求相对合成标准不确定度：U时（wM) = Ju (s）十u;.1(sB）十u;.1(m）十u;.1(mB) + u (Cix) 多数情况下，u(Cix）、以m）、u(mB）与其他分量相比可忽略，则U时（wM)= Ju川s)+ u;.1 (sB）十u;.1

13、(cB) 7.2 由相对合成相对标准不确定度Ucrel( W叫提盘靖远届运挂不确定度U0(WM):8 扩展不确定度的评定通常取95%置信水9 甜量结果及不国子h值。例如，用红0. 010%，则碳注1：表示测注2：测量结酣量不确定用一般修约规则。一位有效数字。4 不确定度U为而不舍去，也可采生的误差可多保留CSM 01 01 01 06-2006 附录A资料性附录红外吸收法19!tl足钢中碳含量的不确定度评定实倒A. 1 方法和测量参数概述用高频燃烧红外吸收法测定某低合金钢中的碳量，以GBW01307低合金钢标准物质校准红外嵌硫测定仪校准测量进行一次），样品测量结果分魁立305%、o.307%、

14、0.297%、0.302%和0.300% 标准物质和样品称最约0.50L标准物晨在韦上标明，碳量部难锺o.294%，定值标准偏差0.005%，定值测量组数N二80A.2 被扭g量古董We与输入最式中：s 品的测量，仪器直接以准值的不确定度，标准示。测量不确仪器的变动标旷怀向1g用括剖的法钮和中一项方要z定一本主凹评一度J定性Cs Ss z 0. 001 6 0. 001 9 0. 000 96 o. 016 3 ms 8x We A. 3. 1 被测样晶的副量重复性根据重复测量的数据，5次测量高度u(s)=O.004 0%气/5=0.0018%，也i(s)=O. A.3.2 标准物质碳含量的不

15、确定度根据标准物质证书的信息，标准值的标准不确定度时cB)=0. 005%/.JS口0.001 8%, Ure1 (cB）口. 004 0%，重复测量的标准不确定0. 001 8/0. 294口0.006 lo A. 3.3 校准时测量变动性引起的不确定度本测量中用标准物质只测量（校准）了一次，无重复性的数据，这时可采用经验数据计算其变动性的分量。通常校准用的标准物质含蠢与被测量值接近，而且又在同一台仪器上测量，因此可引用样品测量的变动性来估计标准物质测量的标准不确定度。目而，可认5日s = 0. 004 0%，又口1,CSM 01 01 01 06-2006 u(sB)=O. 004 0%，

16、如l(sB) =0. 004 0/0. 294 = 0. 013 6 o由于只进行一次校准，其标准不确定度显得较大。A. 3.4 称量引起的不确定度主要有二个因素，称量的重复性和称蠢的误差。称蠢的重复性已钮括在制量的重复性中，不再计算。本仪器天平的感量为1mg，称量误主轰为士1mg（表示被扭！量的实际质量与天平示值之差），按均匀分布，称蠢的栋准不确定度为1/,/3=0.58 mg。称量一个样品需二次使用天平（一次空盘，一次样品）, u(m)= d灭0.5百？口0.82 mg,Ure 对于标准物质只测量一次，无称蠢重复性数据，因此mB除考虑称量误盖外还应考虑其称莹的变动性。已知称蠢蠢复性标准不确

17、定度约0.5 mg，因此，以mB）口.O.822十0.52口0.96 mg, Ure! (mB) = 0. 96/500=0. 001 9 0 注2如采用感量0.1mg的天平，评定的称量标准不确定度更低。A.3.5 仪器显示分辨力的不确定度分量测量时仪器显示的最小单位为0.001 （分辨力Cx），其标准不确定度以Cx）口0.001 0. 29= 0.00029，仪器读数的相对不确定度Ure!(Cx) =O. 000 29/0. 302=0. 000 960相对于测量的重复性分最Ure! (s）和Ure!(sB) ,Ure! (Cx）可忽略不计。A.4 合成相对标准不确定度评定测量的各分量互不相

18、关，用方和根求其相对合成不确定度Ucre! （切c)=,Ju;.1Cs）十u(cB）十u;.1(sB) + u (m）十茹飞仇）千uiCCx) = ,./0. 005 92十0.006 12十0.013 62十0.001 62十0.001 92十0.()()() 962 = 0. 016 3 ucCwc)= 0. 302% 0. 016 3 = 0. 004 9 % A.5 扩展不确定度的评定取包含因子2，得U=O.004 9% 2=0. 009 8%0. 010% A.6 分析报告某低合金钢的碳含量切c=C0.302士0.010) % ,k=20 A. 7 测最不确定度评定分析诸多不确定度分

19、重中，标准物质投准的分量所占比例最大，这是由于校正测量只进行了1次。如果校正亦进行多次，则可显著降低其不确定度分量，商提高测量的可靠性。本例中样品测量5次，标准物质校准1次。如果样品测蠢和标准物质校准各进行3次，则样品测量和标准物质校正的相对标准不确定度分别为Ure!(s) =O. 004 0/(,/3 0. 302）口0.007 7和Ure!(sB) = 0. 004 0/(,/3 0. 294) =O. 007 9，按上述参数计算得u时（UO. 012 7 ,ucCwc)=O. 302% 0. 012 7口0. 003 9%，显著小于只校准一次的合成不确定度。由此，在有限的测囊中为提高测量

20、的可靠性，标准物质的校准和样品的重复测量同样重要。样品称蠢的不确定度分量较小，如果采用感量为0.1mg的天平称蠢，分蠢更小。仪器显示分辨力评定中，如果测量重复性数据的末位数已存在明显差异如本例），计算的重复性不确定度中巳包含了分辨力效应的分散性。而当读数末位数无明显出人，甚至相同，此时应将分辨力效应作分量计入合成不确定度中去。6 OONUOFOFO 户。罢中国金属学会推荐技术和方法钢铁及含金中气体分析方法制量结果不确定度评定规范CSM 01 01 01 06-2006 给中国标准出版社出版发行北京复兴门外三盟将北街16号邮政编码：100045网址www.bzcbs. com 电话：6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销铃印张0.75 字数15千字2006年9月第一次印刷开本88012301/16 2006年9月第一版、争奇定价10.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话：（010)68533533书号：155066 2-17229 CSM 01 01 01 06-2006