人工光源光合有效輻射計校準不確定度評估實例

附錄D人工光源光合有效輻射計校準不確定度評估實例本附錄僅就用高強度漠鴇燈校準人工光源光合有效輻射計(以下簡稱光合有效輻射計)示值誤差的測量結(jié)果不確定度做評定實例分析。實際工作中，可給出測量結(jié)果不確定度的最大值或按照客戶要求逐點評定不確定度。D.1校準方法按本規(guī)范的要求，將一只高強度澳鴇燈(標準燈)和被測光合有效輻射計的探測器安裝在光度測量裝置上，并調(diào)整好他們的空間姿態(tài)。按照標準燈的證書，改變標準燈參考面到探測器參考面之間的距離，讀取光合有效輻射計在測量點的顯示值，并進行兩輪實驗，取平均值做為最終結(jié)果。D.2人工光源光合有效輻射計校準的數(shù)學(xué)模型（DI）（DI）（DI）A-msAzz?=--（DI）砥式中：Am—被測光合有效輻射計的示值誤差；1—被測光合有效輻射計的平均測量值；ms—標準燈點燃電流為i(8.2A)時在距離/(0.5m)處產(chǎn)生的光合光子通量密度；不確定度來源包括：被測光合有效輻射計的測量重復(fù)性；標準燈的量值溯源的不確定度，電測系統(tǒng)的不確定度引起的標準燈的量值起伏，標準燈的量值再現(xiàn)性；距離測量的不確定度。因此，不確定度計算公式可表示為：一5（D2）（D2）（D2）4;（△/〃）=〃;（？）+￡?（心7=1D.3輸入量的標準不確定度評定（D2）D.3.1輸入量加的標準不確定度4([)的評定的來源主要是光合有效輻射計的測量重復(fù)性，它反映了各種隨機因素的綜合影響，屬于A類不確定度。連續(xù)讀取光合有效輻射計的10次讀數(shù)？〃

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,用貝塞爾公式計算其單次實驗標準差為：5t-my/、s（加=J=0.09647（D3）Vn-1單次相對實驗標準差面）為0.09647/155.498=0.06%規(guī)范中條規(guī)定每臺儀器應(yīng)進行兩輪校準，取兩輪的平均值為最終測量結(jié)果，則可得到:4位）=s°（^）/V2=0.04%（D4）則被檢光合有效輻射計由示值重復(fù)性引起的標準不確定度為0.04%。輸入量%的標準不確定度4（砥）的評定量值溯源引入的不確定度由附錄D光合光子通量密度計算方法可知，標準燈的光合光子通量密度由發(fā)光強度和相對光譜功率分布導(dǎo)出，上級證書給出的擴展不確定度為%（取）=2.5%々=2）,故用B類方法評定相應(yīng)的標準不確定度為%（砥］）=1.25%o電測系統(tǒng)的不確定度由于測試所用電測系統(tǒng)與標準燈校準時所用電測系統(tǒng)不同及電測系統(tǒng)的不確定度使得供給標準燈的實際電流值與規(guī)定值存在差異，估計最大差異可達0.03%（七2）,認為服從均勻分布，則電流值的相對標準不確定度為:(D5)(D6)003/2u(i)「=,廠%=0.0087%(D5)(D6)V3由經(jīng)驗公式dm,rdi--=6x——加、I3

式中/為標準燈的供電電流。可知，電流變化對光合光子通量密度，即對測量值得影響（用B類方法評定）為：〃（勿）=6x0.0087%=0.05%（D7）標準燈量值的再現(xiàn)性標準燈每次點燃時由于各種隨機因素的影響，實際的量值會存在一定范圍內(nèi)起伏，根據(jù)實驗結(jié)果，量值起伏的幅度約0.5%,故應(yīng)計入標準燈量值的不確定度〃/S3）=0.5%。距離測量的不確定度在距離標準燈燈絲線度15倍距離以外光合光子通量密度與距離的平方成反比，因此媽媽=2x媽=2xdl媽=2xdl(D8)探測器和標準燈參考平面的空間姿態(tài)的調(diào)整存在偏差，導(dǎo)致二者之間距離測量的誤差，如前傾會使距離縮短，后傾會使距離邊長，估計由此帶來的距離的誤差約為1mm,且服從三角分布，已知測試距離為0.5m,則由此引起的不確定度為外（力為外（力si為外（力si0.為外（力si0.0010.5x瓜=0.16%o光軌測距標尺存在刻線誤差，每米之間還存在拼接誤差，游標和標尺之間存在對線誤差，本規(guī)范要求1m內(nèi)標尺的誤差小于0.2m,此項誤差為均勻分布,則由標尺帶來的不確定度為明（外5）0.0020.5則由標尺帶來的不確定度為明（外5）0.0020.5x^30.46%o標準不確定度分量及相關(guān)信息，見表C1表C1標準不確定度分量及相關(guān)信息不確定度的來源標準不確定度％類別光合有效輻射計測量重復(fù)性0.04A標準燈量值溯源1.25B電測系統(tǒng)0.05B

量值再現(xiàn)性0.5B探測器與標準燈參考面調(diào)整引入的距離測量誤差0.16B標尺誤差與對線引入的距離測量誤差0.46B合成標準不確定度1.43