蒋婷
扬中市检验检测中心
摘要：一切测量结果都不可避免地具有不确定度。在通过直读光谱法测定不锈钢中Mn含量测定中，其Mn含量的测定也不可避免地具有不确定度。因此，研究测定元素含量的不确定度，对于提高实验室的检测能力及检测的准确性具有重要的作用。
关键词：直读光谱法；不确定度评定
一、试验条件与方法及测试结果
测试设备：Q4170型直读分析光谱仪。
测试材料及标样：圆柱状试样，其激发表面光洁度与标样状态相同，标样编号为:YSB 11270-2004的17MnVNb标样，钢铁研究总院分析测试研究所生产。
测试方法：按照GB/T 4336-2016《碳素钢和中低合金钢 多元素含量的测定 火花放电原子发射光谱法》，在待测试样上激发2次，得到有效测试结果。
环境条件：本次试验在室温23℃下进行。
试样测量得两次有效结果如下：
1# 1.183
2# 1.199
由于该方法属于仪器分析方法，由被测元素的特征谱线强度直接利用校准曲线得到元素含量，故其数学模型可建立为：Y=X
式中：Y—待测元素含量测试结果
X—读出待测元素的读出值
二、直读光谱分析测量不确定度的来源
直读光谱分析测试结果的精密度要受到标准物质、分析方法本身、仪器稳定性、样品特性等因素的影响。直读光谱分析测量不确定度的主要来源有以下几个方面。
A类不确定度分量的评定：有两次测试结果的重复性，用极差法计算测量不确定度。
B类不确定度：
（1）由标准物质（均匀性、标准含量值的可靠性、组织结构和待测物质同一性）引入的不确定度。
（2）分析方法本身和环境变换引入的不确定度，其中包含仪器自身的原因（例如真空室真空度变化、光电倍增管高压变化、电器原件的老化等），校准曲线建立和日常标准化等。
（3）仪器稳定性引入的不确定度。
（4）待测样品特性（均匀性，试样的处理等）引入的不确定度。
三、直读光谱分析测量不确定度的计算
1. A类不确定度评定
试验两次测量结果最大差值R=1.199-1.183=0.016，极差系数C取1.13
则单次测量试验标准偏差为：
其算术平均值的试验标准偏差为：
测量试样Mn含量结果为：1.19 则相对标准不确定度为：
2. B类不确定度评定
2.1 标准样品传递引入的不确定度
采用编号为YSB 11270-2004的17MnVNb标样，其Mn的标准值为1.29%，标准偏差s=0.03。按均匀分布计算，k=，进行B类评定，因此引入的不确定度为：
则相对标准不确定度为：
2.2 分析方法本身和环境变化引入的不确定度
二者主要集中体现在对校准曲线的影响上，因此设计使用YSB 11270-2004的17MnVNb样做10次数据，每组数据均是在对仪器重新标准化的情况下测量，见如下
由上表可知标样的标准值(1.29%)与仪器读出值的最大差值为0.015，由于数据服从正态分布(取置信区间为95%，k=2)，则该项引入的不确定度
则相对标准不确定度为：
2.3 仪器稳定性引入的不确定度
使用YSB 11270-2004的17MnVNb标样，每隔1h对其进行测量，连续测量10次，得到的数据按照3.2.2处理，计算该项引入的相对不确定度为：
2.4 待测样品特性引入的不确定度
使用YSBS 41102、YSBS 111181、YSBS 4117三块标样，每块样品测量10次，且每次测量前都重新制样，用此方法引入样品均匀性和试验处理等环节的不确定度，测量结果按照3.2.2处理，见下表
序号 Urel(1) Urel(2) Urel(3)
测量值
则待测样品特性引入的相对不确定度为：
2.5 中低合金钢中Mn的B类相对不确定度
由于各个因素对于B类相对不确定度的影响相对独立，即各个分量之间没有关系，因此
四、合成标准不确定度及扩展不确定度
中低合金钢中Mn的相对合成不确定度
扩展不确定度Urel等于包含因子k乘以合成标准不确定度Urel(C)，一般取置信概率为95%，所以k=2时，则
对于YSB11270-2004的17MnVNb标样中的Mn的标准含量1.29%,
五、结果
测量结果 Mn的百分含量为：C=（1.29±0.05）%,k=2 ，对于正态分布来说，这对应于置信概率约为95%。