国家标准 GB/T33303一2016 煤质分析中测量不确定度评定指南 Guideforevaluationofmeasuremenuncertaintyincoalanalysis 2016-12-13发布 2017-07-01实施国家质量监督检验检疫总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/T33303一2016 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由煤炭工业协会提出本标准由全国煤炭标准化技术委员会(SAC/Tc42)归口本标准起草单位;煤炭科学技术研究院有限公司检测分院本标准主要起草人:孙刚、杨华玉、王秋湘、李英华
GB/T33303一2016 煤质分析中测量不确定度评定指南范围本标准规定了煤质分析中测量不确定度评定的术语和定义,测量不确定度的评定方法,测量不确定度的报告与表示本标准适用于煤质分析中测量不确定度的评定规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T212 煤的工业分析方法 GB/T214煤中全硫的测定方法 GB/T483煤炭分析试验方法一般规定 JF1059.1测量不确定度评定与表示术语和定义 GB/T483和JJF1059.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件为了便于使用,以下重复列出了GB/T483和JJF1059.1中的某些术语和定义 3.1 被测量measurand 拟测量的量 [JJF1059.12012,定义3.1] 3.2 测量结果measurementresult 与其他有用的相关信息一起赋予被测量的一组量值 [JJF1059.l一2012,定义3.2] 3.3 实验标准偏差experimentalstandarddeviatiom 对同一被测量进行n次测量,表征测量结果分散性的量用符号、表示注1:n次测量中某单个测得值r，的实验标准偏差s(.r)可按贝塞尔公式计算 s(.rk一式中: -第i次的测得值; .Z -"次测量所得一组测得值的算术平均值; -测量次数注2;n次测量的算术平均值的实验标准偏差s(.)为
GB/T33303一2016 s(.r) Vn [JJF1059.1一2012,定义3.10] 3.4 测量不确定度measurementuneertanty 根据所用到的信息,表征赋予被测量值分散性的非负参数 [JJF1059.1一2012,定义3.12] 3.5 标准不确定度standarduncertainty 以标准偏差表示的测量不确定度 [JJF1059.1一2012,定义3.13] 3.6 ertainty 相对标准不确定度relativestandarduncer 标准不确定度除以测得值的绝对值 [JJF1059.1一2012,定义3.17] 3.7 测量不确定度的A类评定TypeAevauationofmeasurememtuncertainty 对在规定测量条件下测得的量值用统计分析的方法进行的测量不确定度分量的评定 [JF1059,1一2012,定义3.14] 3.8 测量不确定度的且类评定IypeBealuatnfmesurementumeertamtsy 用不同于测量不确定度A类评定的方法对测量不确定度分量进行的评定 CJF1059,1一2012,定义3.15 3.9 合成标准不确定度combinelstandarduncertainty 由在一个测量模型中各输人量的标准测量不确定度获得的输出量的标准测量不确定度 CJF1059,1一2012,定义3.16 3.10 扩展不确定度expandeduneertainty 合成标准不确定度与一个大于1的数字因子的乘积 [JJF1059.12012,定义3.18] 3.11 包含区间coverageinterval 基于可获得的信息确定的包含被测量一组值的区间,被测量值以一定概率落在该区间内 [JJF1059.l一2012,定义3.19] 3.12 包含概率coverageprobability 在规定的包含区间内包含被测量的一组值的概率 [JJF1059.1一2012,定义3.20] 3.13 factor 包含因子 coverage 为获得扩展不确定度,对合成标准不确定度所乘的大于1的数 [JF1059.1一2012,定义3.21]
GB/T33303一2016 3.14 重复性限repeatabiltylimit -个数值在重复性条件下,即在同一试验室中,由同一操作者,用同一台仪器、对同一试样、于短期内所做的重复测定,所得结果间的差值(在95%概率下)的临界值 GB/T4832007,定义3.5.21] 3.15 再现性限reprodecibiltylimit 个数值在再现性条件下,即在不同试验室中,对从试样缩制最后阶段的同一试样中分取出来的、具有代表性的部分所做的重复测定,所得结果的平均值间的差值(在95%概率下)的临界值注;改写GB/T483一2007,定义3.5.22. 3.16 测量模型 measuremmentmodel 测量中涉及的所有已知量间的数学关系 [JJF1059.1一2012,定义3.22 测量不确定度的评定方法 4.1测量不确定度的评定程序煤质分析中测量不确定度评定的基本程序如下: a)被测量的说明 b 测量不确定度的来源分析测量模型的建立测量不确定度的A类评定; dD 测量不确定度的B类评定; e 合成标准不确定度的计算; g扩展不确定度的确定 4.2 被测量的说明在说明被测量时一般应包括以下内容 a) 测量过程的描述; 被测量的影响参数; b 被测量与其影响参数(输人量)的关系，如果可能，给出被测量Y与影响参数X，的函数关系 c 见4.4); d)已知的系统性影响的校正值; e)操作说明书等文件中给出的有关信息 4.3测量不确定度的来源分析煤质分析中测量不确定度的主要来源如下 a)被测量定义的不完整; b 样品的代表性不够样品称量和溶液定容时的不确定度 d)化学试剂、药品的纯度,以及基体效应引人的误差读取数据时的偏移;
GB/T33303一2016 f 测量仪器计量性能的局限性,如最大允许误差、灵敏度,分辨力、稳定性、计量检定或校准等引人的测量结果的变动 g测量标准或标准物质提供标准值的不确定度; h 校准曲线拟合引人的不确定度; 引用的常数或其他参数值的不确定度测量方法和测量程序中的近似和假设; 在相同条件下,被测量重复测量值的变化被测量值修正引起的不确定度; 对测量环境条件影响认识不足或对环境条件的测量不完善 m 上述测量不确定度可能互相影响，例如,第人项可能包含其他项的影响根据被测量的说明和测量模型以及测量影响因素的分析,识别并确定测量不确定度的来源(不仅限于上述的主要来源 4.4测量模型的建立 44.1测量中,当被测量(即输出量)Y由N个影响参数xi,x..Xx、(即输人量)通过函数来确定时,则式(1)称为测量模型 Y=/(xi,.xe,X、) (1 4.4.2输出量Y的每个输人量X1,X!,,X、本身可看作被测量,也可取决于其他量,甚至包括修正值或修正因子,从而可能导出一个十分复杂的函数关系,甚至测量函数不能用显式表示出来 4.4.3在分析测量不确定度时,测量模型中的每个输人量的不确定度均是输出量的不确定度的来源标准不确定度的A类评定 4.5 4.5.1 一组数据单个测得值和算术平均值的标准不确定度的评定 4.5.1.1贝塞尔公式法在重复性或再现性条件下对被测量》进行了n次独立测量,有工,r,, ,其算术平均值了单个测得值的标准偏差s(e)和算术平均值的标准偏差(.)分别按式(2),式(3)和式(4)计算 3 s(工 n(n 式中: 第次的测得值单个测得值的标准不确定度u(.r)为:u(.r)=s(r) 算术平均值的标准不确定度u(r)为:u()=s(r) 4.5.1.2极差法 -般在测量次数较少时,可采用极差法按式(5)估算标准偏差
GB/T33303一2016 R 5) s(r)= 式中: R -组数据的极差; 极差系数(见表1). 表1极差系数C 1.13 1.69 2.06 2.33 2.53 2.70 2.85 2.97 单个测得值和算术平均值的标准不确定度的计算与4.5.1.1相同 4.5.2预评估重复性法如测量系统稳定,测量重复性无明显变化,则可用该测量系统以与被测量样品相同的测量程序,操作者、操作条件和地点,预先对典型样品的相同被测量进行n次的重复测量(一般n不小于10),按式(3)计算重复测量标准偏差,即为预评估的重复测量不确定度u(.r) 在之后的实际测定中,则可根据实际的重复测量次数n,按u(云)- -计算算术平均值的标准不确定度在煤质分析中,除特别要求者外，同一煤样的每一分析项目重复测量2次,此时n=2 注:用此方法评定的重复性不确定度比仅根据实际测定中很少次测量所得的不确定度有更高的可信度 4.5.3校准曲线拟合引入的标准不确定度的评定当被测量r的估计值是由测量数据从最小二乘法拟合的校准曲线上查得时,校准曲线拟合引人的标准不确定度按下述步骤进行评定: 校准曲线的建立 a 当用n个标准物质(其标准值为ra)进行校准曲线的拟合并对每个标准物质进行"次测量(其响应值为Z)时,以.r叫为横坐标,以Z.为纵坐标,用最小二乘法拟合校准曲线如式(6): Z=A.r十B 式中标准物质测量的响应值; 与乙线性相关的被测量(被测物的浓度或含量等); 校准曲线的斜率; 校准曲线的截距 B 标准不确定度的评定 b 假定对第个(ij=1m)标准物质(其标准值为r ,)的第i次(i=1n)测量响应值为Z,对样品进行h次测量,从校准曲线上查得被测量r,其平均值为工按式(7)计算校准曲线的估计标准偏差s份估计 (A [Za, .ral,十B)]？ “仙计 nnXn 按式(8)和式(9)分别计算各标准物质标准值的平均值工和参数L. Zcal, 8 .ca！ nn
GB/T33303一2016 ="(Gd-了a小按式(10)计算校准曲线拟合引人的工的标准不确定度u(还): .ra S估止 10 w4em.r)= 4.6标准不确定度的B类评定 4.6.1概述标准不确定度B类评定的方法是根据有关的信息或经验,判断被测量的可能值区间[一u.,十a],假设被测量值的概率分布,根据概率分布和要求的概率尸确定友,然后按式(11)进行B类标准不确定度 u的评定 (11 u!= 式中 -被测量可能值区间的半宽度; 一根据概率论获得的卜称为置信因子,当为扩展不确定度的倍乘因子时称为包含因子表2和表3分别给出了正态分布和非正态分布下概率与置信因子的关系表2正态分布下概率p与置信因子k值间的关系 50 90 95 99 68.27 95,45 99.73 0.67 1.645 1.960 2.576 表3常用非正态分布的置信因子k P(% 分布类型三角 100 /6 梯形 00 矩形(均匀 100 V 100 /区反正弦两点 100 注:8为梯形的上底和下底之比在缺乏信息的情况下一般估计为矩形(均匀)分布是较合理的但如果r，是重复性条件下几个测量值的算术平均值,则可估计为正态分布区间半宽度a一般根据以下信息确定以前测量的数据; a b)对有关技术资料和测量仪器特性的了解和经验; 生产厂提供的技术说明书; 校准证书、检定证书或其他文件提供的数据; 手册或某些资料给出的参考数据; 检定规程、校准规范或测试标准中给出的数据;
GB/T33303一2016 g其他有用的信息示例1;生产厂提供的测量仪器的最大允许误差为士4,并经计量部门检定合格,则评定仪器的不确定度时,可能值区间的半宽度为:a=A 示例2,校准证书提供的校准值,给出了其扩展不确定度为U,则区间的半宽度为;a=U 示例3;当测量仪器或实物量具给出准确度等级时,可以按检定规程规定的该等级的最大允许误差得到对应区间的半宽度 4.6.2常见B类标准不确定度的评定 4.6.2.1称量标准不确定度称量标准不确定度u.,假设为均匀分布,通常以天平称量的最大允许误差4为区间半宽度,按式(12) 计算 (12 um 4.6.2.2体积标准不确定度体积标准不确定度u主要考虑容器体积校准和温度差异引起的不确定度容器体积校准不确定度u 根据容器体积校准证书或容器准确度等级的信息,以体积最大误差A作为区间半宽度,按式(13 计算uv A (13 ZV一石 b温度差异引起的体积不确定度u 按式(14)计算由温度差异引起的体积不确定度ur: D V A (14 / 式中体积膨胀系数,水的体积膨胀系数是2.1X10-'K-'; 试验温度与校准温度之差; v 定容的体积 e)体积合成标准不确定度按式(15)计算体积合成标准不确定度u (15 =/u干u t5 4.6.2.3试剂纯度标准不确定度试剂纯度的标准不确定度up,假设为均匀分布,通常以试剂纯度最大误差4为区间半宽度,按式(16 计算 (16) up 示例铬的纯度为0,9999,其标准不确定度为;up=0.0001/=0.000058 4.6.3标准物质标定仪器引入的标准不确定度的评定 -个标准物质标定仪器,重复渊屋"次,其引人的不确定度分量按如下方法进行评估用一
GB/T33303一2016 标准值引人的不确定度分量u a 当标准物质证书上给出的标准值不确定度以标准偏差、，表示时,u，等于s,;当标准物质证书上给出的标准值不确定度以扩展不确定度表示时,u，等于扩展不确定度除以包含因子人 b重复测量平均值的不确定度u 按式(17)计算标准物质的"次重复测量平均值的不确定度u .r" (.r (17) =S， um" n(n 式中: 标准物质的单个测得值; ,Z -标准物质n次测得值的平均值; r -标准物质的测量次数合成标准不确定度ua 按式(18)计算标准物质标定仪器引人的合成标准不确定度ua =a干 (18 p 注，当标准物质重复测量次数达到或超过4次时,其平均值的重复测量不确定度显著小于标准值的不确定度,b)项通常可忽略用多个标准物质标定仪器且由最小二乘法拟合校准曲线(或一元线性回归方程),由该曲线查得的被测量的不确定度按4.5.3给出的方法计算 4.6.4用标准方法重复性限或再现性限进行的标准不确定度评定当某不确定度影响因素的相应试验方法-国家标准或行业标准中,明确指出该因素的测量重复性限厂或再现性限R时,则该因素的标准不确定度按式(19)或式(20)计算 u(.r 19 2.8 R (20 u(.Z; 2.83 4.7合成标准不确定度的计算 4.7.1各不确定度分量彼此独立合成标准不确定度u.(y)按式(21)进行计算 4.7.1.1 u.y cu.r," (21 式中: 被测量 N 影响被测量的独立参数的个数 ay -各参数的灵敏系数,即被测量y与有关的输人量x，之间的函数对于输人量r，的偏导数G ar -影响被测量的独立参数 ,Z 灵敏系数是一个有符号和单位的量值,它表明了影响参数工，的不确定度u(r,)影响被测量估计值的不确定度u.6)的灵敏程度有些情况下,灵敏系数难以通过函数计算得到,可以用实验确定即采用变化一个特定的XY,测量出由此引起的Y的变化当测量模型为Y=A,Xi十A.x十十A、x、,且各独立参数间不相关时,被测量合成标准 4.7.1.2
GB/T33303一2016 不确定度可按式(22)计算: 4.(y)=/SA;u(r) 22 式中常数 A 4.7.1.3当测量模型为Y=Ax”'x"X”,且各独立参数间不相关时,被测量合成标准不确定度可按式(23)计算: (23 u.(y) )-|slx应I月(G.).丁 4.7.1.4当测量模型为加、减、乘、除混合型时,则按照计算的先后原则,将原有的数学模型分解成仅包含加减和仅包含乘除的单元,按4.7.1.2和4.7.1.3计算每个单元的不确定度,再将它们合成为被测量的标准不确定度示例测量模型为y=(ri十)xr s,则先按4.7.1.2计算x，和.r的合成标准不确定度为 u.(ri十r2=、ua'千ur2 再按4.7.1.3计算》的合成标准不确定度为 ue.r1十x2 u.(y)=|y 十工 4.7.2各不确定度分量彼此不完全独立假设测量模型为y=fri,r2,,z).y的合成标准不确定度u.(y)按式(24)计算习e;u(r,)'十2 24 u.y= ci;c;u(.ri)u(.r)r(.ri,r 式中 -两个彼此具有相关性的输人量; ri,r 输人量r，与x，的标准不确定度; u(ri),u(.r 输人量r，与x，的相关系数 r(.ri,r 当各输人量彼此不相关时,相关系数为零,式(24)转化为式(21);当存在彼此相关的输人量时,相关输人量的协方差应考虑相关输人量协方差的估计方法参见JF1059.1一2012中4.4.4 )表示注1;r(ri,)u(r,))n(r,)为输人量r，与，的协方差,用u(r,,r) 注2:煤质分析中几乎不存在含彼此相关输人量的被测量 4.8扩展不确定度的确定 4.8.1扩展不确定度是被测量估计值包含区间的半宽度通常按式(25)计算 U=ku 25) 包含因子人的取值与包含概率有关一般取k=2,由U=2u ，所确定的包含区间具有的包含概率约为95%;取人=3时由U=3u 所确定的包含区间具有的包含概率约为99% 使用煤质分析试验方法的国家标准或行业标准时,如标准方法中给出重复性限或再现性限,则 4.8.2 当报告的结果为同一化验室两个重复性测量值的平均值时,该结果的扩展不确定度可按式26)近似计算 u-" (26) 报告结果为两个不同化验室再现性测定值的平均值时,该结果的扩展不确定度可按式27)近似
GB/T33303一2016 计算 R U= 27) 2 测量不确定度的报告与表示 5.1测量不确定度报告的内容测量不确定度报告一般应包括以下内容(附录A给出了测量不确定度评定举例): 被测量的说明(测量方法、测量原理和测量过程的说明); a b)测量模型; 渊疑不确定度的来解分析 D 标准不确定度的A类评定; 标准不确定度的B类评定合成标准不确定度的计算扩展不确定度的确定; g 测量结果的表示,包括被测量的估计值及其测量不确定度 5.2测量不确定度的表示 5.2.1除非另有要求,测量结果的不确定度应采用扩展不确定度U报告,采用y士U方式表示,或直接给出扩展不确定度值扩展不确定度应说明包含因子人值的大小,一般取尺=2 必要时,给出完整的测量不确定度报告示例煤的挥发分产率为V=31.58%,合成标准角定度u.(Va)=0.11%,则表示为V= =(31.58士0.22)%,k=2 不确或Va=31.58%,U=0.22%,=2. 5.2.2当用合成标准不确定度u.(y)报告测量结果的不确定度时应把测量结果和标准不确定度分开来表示示例21中的例子可表示为v.-3l.58%.a.(v.)%. 5.2.3在日常的例行检验中,虽无明确的测量不确定度报告,但测量按照标准方法规定的程序操作,测量过程处于受控状态,则测量结果的不确定度也可表示为“以重复性限表示的测量结果的不确定度符合有关标准的要求 ” 5.2.4通常最终报告的测量不确定度最多保留两位有效数字,测量结果应修约到其末位与不确定度的末位一致 10o
GB/T33303一2016 附录A 资料性附录测量不确定度评定举例 A.1煤的灰分测量不确定度的评定 A.1.1试验数据某煤样的灰分测量试验数据列在表A.1中表A.1煤的灰分测量试验数据测量内容第 -次测量第二次渊量 17.2655 16.0562 灰皿质量/g 1.0000 1.0044 试样质量/g" 灼烧后灰皿十试样)质量/g 17.3528 16,1436 0.0873 灰的质量/g 0.0874 灰分产率/% 8.73 8.70 平均灰分(A)/% 8.72 A.1.2被测量的说明称量灰皿质量,在灰皿中称取1g左右煤样,称准至0.0002g,放人马弗炉中,以一定的速度加热到 815C士10C,并灼烧到质量恒定,以残留物的质量占煤样质量的质量分数作为煤样的灰分 A.1.3测量模型煤的空气干燥基灰分按下式计算 7m A= ×100 m 式中: A空气干燥基灰分的质量分数,%; -灼烧后残留物的质量,单位为克(e) 11 2 称取的试样质量,单位为克(g). A.1.4测量不确定度的来源分析灰分测量值不确定度来源主要包括 a)测量重复性(不确定度的A类评定); b)试样称量灼烧后残留物称量本例灰分测量值8.72%,无需进行检查性灼烧,不考虑质量恒定的不确定度用丽数形式表示为;y(A.=重复性,m,m) 11
GB/T33303一2016 A.1.5测量不确定度分量的评定 A.1.5.1测量重复性按贝塞尔公式计算: (A A3 ad. .7一8.72.70一8.72 s(A =0.0224(% = n(n 2(2一l1 按极差法计算 R/C0.03/1.13 、(A =0.0188(%) 厄 /n 按预评估重复性法计算预先通过对一个类似煤样进行10次重复测量所得灰分(A.)结果%)如下:9.86,9.83、9.80,9.78、 9.73,9.88,9.75,9.81,9,78,9.77,按式(3)计算得 (A，-A 9.86-9.8O.77-9.8O =0,0472(% (A.)- n 10一本次试验两次重复测量平均值引人的重复性标准不确定度为 A0.047 2 =0.0334(% s(A= Vn A.1.5.2测量不确定度的B类评定 a)称量试样质量m" 如天平称量的最大允许误差为0.0005g，按均匀分布转化的称量标准不确定度为 0.0005 u(m= =0.000289(g / b)称量灼烧后残留物质量" nn 如天平称量的最大允许误差为0.0005g，按均匀分布转化的称量标准不确定度为 0.0005 =0.000289( u(= A.1.6合成标准不确定度的计算灰分测量的各不确定度分量见表A.2 表A.2灰分测量的不确定度分量不确定度分量量值" 标准不确定度u(.r 相对标准不确定度u(.r/. 试样称量 1.0022g 0.000289g 0.000288 0.000289" 0.00331 灼烧后残留物称量 0.08735g 按贝塞尔公式计算重复性 8.72% 0.0224% 0.00256 按极差法计算重复性 8.72% 0,0188% 0.00216 8.72% 0.0334% 按预评估法计算重复性 0.00378 相对合成标准不确定度计算如下: 12
GB/T33303一2016 如按贝塞尔公式计算重复性,u,A.)=/0.O00288O.O033T十O.0056=0.0042;如按极差法计算重复性，u,(A)=、0.0002880.0033千0.0016=0.0040;如按预评估重复性法计算重复性，u,(A)=0.000288干0.003干0.00378=0.0050 合成标准不确定度计算如下如按贝塞尔公式计算重复性，u.(A)=8.72×0.0042=0.037%;如按极差法计算重复性， u.(Aa)=8.72×0.0040=0.035(%);如按预评估重复性法计算重复性，u.(Aa)=8.72×0.0050=0.044(%) A.1.7扩展不确定度的确定取包含因子k=2 如按贝塞尔公式计算重复性,则灰分测量值A的扩展不确定度为U(A 0.037×2=0.07(%);如按极差法计算重复性,则灰分测量值A.的扩展不确定度为U(A))=0.035×2= 0.07(%);如按预评估重复性法计算重复性,则灰分测量值A.的扩展不确定度为U(A=0.044×2一 0.09(% A.1.8测量结果的表示如按贝塞尔公式计算重复性,该煤样的灰分渊量结果为.Aw=(8.72士M.07)%,k" =2;如按极差法计算重复性,该煤样的灰分测量结果为:A=(8.72士0.07)%,k=2;如按预评估重复性法计算重复性,该煤样的灰分测量结果为:A叫=(8.72士0.09)%,k=2. A.1.9干燥基灰分(A.)不确定度的评定假定该煤样的水分测定值为M.a=7.86%,为两次测量的平均值,则其干燥基灰分为 100 100 -=8.72× =9.46% Ad=Ad× T二M 100一7.86 根据GB/T212的规定,当M=7.86%时,水分测量重复性限为r=0.30%,由转化的扩展不确定度为: 0.30 U(M.)= =0.15(% S 该煤样的干燥基灰分A 的扩展不确定度(重复性按预评估重复性法计算)为 M 0.09 0.15 =9.46× =0.10(% U(A)=9.46× 8.72 100一7.86 该煤样的干燥基灰分可表示为;A=(9.46士0.10)%,k=2 煤的高位发热量测量不确定度的评定 A.2.1试验数据用恒温式氧弹热量计测量某煤样的发热量,有关试验数据如下热容量标定 a 苯甲酸标准热值:Q=26459J/g;点火热:25J 苯甲酸热容量标定试验数据列在表A.3中 13
GB/T33303一2016 表A.3热量计的热容量标定试验数据序号苯甲酸质量/g 测量温升/K 冷却校正值/K 测得热容量E//K) 0.0223 0.9643 2.4201 10463 1.0279 2.5795 0.026o 10458 0,.8020 2.0182 0.0172 10453 0.9857 2.4782 0,0209 10462 0,9824 2.4686 0,0219 10458 平均值 0,9525 2.3929 0,0217 10459 相对标准差 0,038% b发热量测定热量计的热容量;E=10459J/K;点火热;25J;全硫.s 3.33%;高位发热量Q=18973J/g 煤样发热量测量试验数据列在表A.4中表A.4煤样的发热量测量试验数据序号试样质量/g 测量温升/K 冷却校正值/K 测得发热量Qa/(J/g 0,.9984 1.8309 0.0136 19298 1.006" 1,8456 0,0158 19321 平均值 1.,002" l.8382 0,0147 19310 A.2.2被测量的说明煤的高位发热量测量包含以下内容 a)热量计的热容量标定称量一定质量的已知热值的苯甲酸标准物质,置于浸没在一定量水中的氧弹内燃烧,测量燃烧前后的水温,根据水温的升高计算热量计的热容量 b) 煤样的发热量测量称取一定质量的试验煤样,置于浸没在一定量水中的氧弹内燃烧,测量燃烧前后的水温,根据水温的升高计算试样的弹筒发热量从弹筒发热量中扣除硫酸校正热和硝酸形成热即得高位发热量 A.2.3测量模型煤的高位发热量的测量模型包含以下内容热容量E a Qm十q十a E= C t 式中: Q -苯甲酸的标准热值,单位为焦耳每克J/g); 称取的笨甲股质量.,那位为克e 点火热,单位为焦耳J); q 硝酸形成热,单位为焦耳(J).g =0.0015×Q×me 9n 点火时的内简温度,单位为开尔文(K); t -终点时的内简温度,单位为开尔文(K); 冷却校正值,单位为开尔文(K) b)弹筒发热量Qa 14
GB/I33303一2016 E[(一tC]一qi一q. Q叫 V 式中: -添加物如包纸等产生的总热量,单位为焦耳(J); q2 -试样质量,单位为克(g) e)高位发热量Qea 94.1Sd十aQm Qer,md=Q,nd 式中: 空气干燥煤样的恒容高位发热量,单位为焦耳每克(J/g); Q r,nd -般分析试样的弹筒发热量,单位为焦耳每克(J/g); Q. 由弹筒洗液测得的煤样的含硫量,以质量分数表示,%;当全硫含量S.低于4.00%时 S.d 或发热量大于14.60M/kg时,可用全硫S代替Sm 94.1 空气干燥煤样中每1.00%硫的校正值,单位为焦耳每克(J/g); -硝酸形成热校正系数;当Q<16.70MU/kg,a=0.0o10;当16.70MU/kg25.10MJ/kg,a=0.0016 A.2.4测量不确定度的来源分析 A.2.4.1热容量的影响参数热容量的影响参数有;苯甲酸标准热值Q,苯甲酸质量m,测量温升A、冷却校正值c,热容量漂移.硝酸形成热们.点火热们,渊量重复性rp,可表述为如下关系 y(E)=f(Q,m,A.C,s,g.,gi,rep) A.2.4.2弹筒发热量的影响参数弹简发热量的影响参数有:热容量E,试样称量m,测量温升,冷却校正值C、点火热qi测量重复性rep,可表述为如下关系 yQ叫=f(E,m,A/.,C,g q1,rep 热容量标定和发热量测定中采用同样的点火热,它对弹筒发热量测定结果的影响基本抵消,可不考虑因此 y(E=Q,mi,A/,C,s,q.,rep) y(Q.m)=(E,m,A',C ,rep A.2.4.3高位发热量的影响参数高位发热量的影响参数有;弹简发热量Q、硝酸形成热q.、全硫含量测量s,可表述为如下关系 y(Qe.)=f(Q.dq.,S.d A.2.5测量不确定度分量的评定 A.2.5.1热容量的测量不确定度u(E) 热容量的测量不确定度u(E)评定如下; a)热容量的测量不确定度分量分析 1测量重复性的不确定度u(E, ,rep 15
GB/T33303一2016 热容量E为5次标定结果的平均值,其标准不确定度为 E一)" 046-0459干0458-0459 u(E,t =1.78(/K ,rep 5文6-万- 5×(5 2)苯甲酸质量的不确定度u(E,m 如天平称量的最大允许误差为0.0002g,按均匀分布转化的标准不确定度u(E，mw)为 0.0002 u(E,n =0.000l155(g 3)苯甲酸标准热值的不确定度uE,Q) 苯甲酸标准物质证书中给出的标准热值为26459J/g,其扩展不确定度为0.1%,注明的包含因子为k=2,换算的相对标准不确定度为 u(E,Q)=0.001/2=0.0005 4热容量漂移引人的不确定度u(E,s 假定不同时间热容量标定值相差在0.10%以内,按正态分布转化的标准不确定度为: 0.001 u(E,)= ×10459=5.34(/K) 1.96 总温升的不确定度u(E,A/c) 5 假定温升测量的允许误差为0.002K,温升测量引人的标准不确定度u(E.At)为 0.002 u(E,A) =0.001155(K) 唇研究表明,冷却校正值c通常在0.01K一0.03K之间,其相对误差不超过0.5%;按正态分布95% 置信概率下取人=1.96 冷却校正值引人的标准不确定度为 0.005 u(E,C) ×0.0217=0.000055K 1.96 总温升引起的标准不确定度为 u(E,A十C)=0.001550.000055=0.001156(K 6)硝酸形成热的不确定度u(E,N 研究表明,硝酸形成热校正系数的相对标准不确定度为0.0001，对于热容量,硝酸形成热的标准不确定度为 u(N=0.0001×0.9525×26459/2.4146=1.04(/K) b 热容量的合成标准不确定度的计算热容量标定的各不确定度分量见表A.5 表A.5热容量的不确定度分量不确定度分量量值标准不确定度u(.r 相对标准不确定度u(.r/." /K 重复性 10459J/K 0.0001701 1.78J/ 0,9525 0.0001155 0.0001213 苯甲酸称量 5g 苯甲酸标准热值 26459J/g 13.230/E 0.0005 热容量漂移 0459J/K 5.34J/K 0.0005106 总温升 2.4146K 0.001156K 0.0004788 硝酸校正热 10459J/K 1.04J/K 0.0000994 热容量的相对合成标准不确定度为 16
GB/T33303一2016 u,(E)=.O00170十0.O001230.O0047880.O00099=0.0008908 A.2.5.2弹筒发热量的测量不确定度u(g. 弹简发热量的测量不确定度u(Q.)评定如下弹简发热量的测量不确定度分量分析测量重复性的不确定度u(b,rep 1 预先通过对一类似煤样进行10次重复测量所得弹筒发热量结果(J/g如下;20449、20456、 20478、20489、20505、20483,20512、20496、20515、20490 按式(3)计算得s=21.929J/g 本次试验两次测量平均值的重复性标准不确定度为: =21.929/、厄=15.506(/g) u(b,rep 2)试样称量的不确定度u(6,m) 如天平称量的最大允许误差为0.0002g，按均匀分布转化的标准不确定度为 0.0002 u(,m =0,0001155 /厅 3)总温升引起的不确定度u(6,公/+C 温升测量引起的标准不确定度w(h.,)为 0.002 ,b =0.001155(K ),A) -感冷却校正值为c=0.0147,其引人的标准不确定度为 0o05 u(b,C)=0.0147X =0.0000375K .96 总温升引起的标准不确定度为: u(h,A+C)=,6.00155十0.0000375=0.001156(K b)弹筒发热量的合成标准不确定度的计算弹简发热量测量的各不确定度分量见表A.6 表A.6弹筒发热量测量的不确定度分量不确定度分量量值标准不确定度u(.r) 相对标准不确定度u(.r/. 重复性 0.0008030 19310J/g 15.506J/g 1.,0024 0.,0001155， 0.0001154 试样称量 4g 总温升 1.8529K 0.001156K 0.0006238 热容量标定值 0.0008908 弹筒发热量的合成标准不确定度为 u. .(Q)=19310×/0.O008030十0.000I154干十0.0008908=26.20(J/g A.2.5.3高位发热量的不确定度分量分析硝酸形成热的不确定度u(gr，N) a 硝酸形成热的标准不确定度为: agr,N)=0.0001×19310=1.93(J/g) b)全硫含量引人的硫酸校正热的不确定度u(gr,Sl 按GB/T214的规定,当s=3.33%时,全硫测量重复性限为r=0.10%,故全硫两次重复测量平 17
GB/T33303一2016 均值的标准不确定度为: =0.025(%) u(S.l= 2又2 硫酸校正热的标准不确定度为 ugr,S.d=0.025×94.1=2.35(J/g A.2.6高位发热量的合成标准不确定度的计算高位发热量的合成标准不确定度u.(Qe)为 u.(Q.m=、6.20I.93千2.35=26.38(J/g) A.2.7高位发热量的扩展不确定度的确定 =2,U(Q. 取95%包含概率下的包含因子人 =26.38×2=53(/g r,d A.2.8高位发热量测量结果的表示该煤样的高位发热量(Q.)测量结果为:(18.97士0.05)MJ/kg,k=2. A.3校准曲线拟合引入的标准不确定度的评定 A.3.1试验数据用哈氏可磨性指数测定仪测量某煤样的哈氏可磨性指数(HG),有关试验数据如下 a)哈氏可磨性指数仪的标定哈氏可磨性指数测定仪的标定试验数据列在表A.7中表A.7哈氏可磨性指数测定仪的标定试验数据 0,071mm筛下物质量(W 一0a1/g 序号 HGI标准物质标准值 4.078 39 4.068 3,837 4.095 6 6.694 6.618 6.7838 6.835 85 10.664 10.575 10,831 10.74 96 11.981 11.766 1l.898 1l.831 b)煤样哈氏可磨性指数的测量煤样的哈氏可磨性指数测量试验数据列在表A.8中表A.8煤样的哈氏可磨性指数测量试验数据序号 0.071mm筛下物质量(w-m)/g 查得(计算)的HGl值 8.543 71.7 8.755 73.2 平均 8.649 72.4报告值72) A.3.2校准曲线的建立用4个煤的哈氏可磨性指数标准物质进行校准曲线的拟合,每个标准物质进行4次重复测定,以 18
GB/T33303一2016 0.071mm筛下物质量(w-a0m)为纵坐标,以HGI标准物质标准值为横坐标,采用最小二乘法拟合的校准曲线为w-m=0.142×HG-1.635,相关系数R=0.9972. A.3.3校准曲线拟合引入的标准不确定度的评定按式(0),式(11)和式(12)分别计算s#.HGI标准物质平均值G和l. 0.142×HGI 1.635)? 习w" -0o71, Il, =0.251 s钻计 4×4 HGL 39十61十85十96 HG = =70.25 L=4× 之(HG-G=1x[(G39一70.25》+(9n一70.25门]=777" 校准曲线拟合引人的煤样HGI平均值(报告值)的不确定度u.(HGI)为: 72一70.25 1HGID =1.33 ul +" 777

煤质分析中测量不确定度评定指南GB/T33303-2016

一、测量不确定度概念

测量不确定度是指由于测量过程中存在的各种误差和偏差所导致的测量结果的不确定程度。在煤质分析中，测量不确定度评定是保证分析结果准确可靠的重要步骤。

二、评定方法

GB/T33303-2016标准提供了测量不确定度评定的具体方法，主要包括以下步骤：

1. 确定测量目的和范围：明确需要进行测量的具体参数及其测量范围。

2. 确定测量方法和仪器：选择适合的测量方法和仪器，并对其进行校准。

3. 确定影响测量结果的因素：列出所有可能影响测量结果的因素。

4. 确定每个因素对测量结果的不确定度贡献：通过实验或理论分析等方法确定每个因素对测量结果的不确定度贡献。

5. 计算总的不确定度：将各个因素的不确定度贡献相加得到总的不确定度。

三、应用

煤质分析中的测量不确定度评定可以帮助分析人员准确判断分析结果的可靠性，并且有助于改进分析方法和提高分析精度。在实际应用中，分析人员需要严格按照GB/T33303-2016标准进行测量不确定度评定，并且对评定结果进行科学的分析和应用。

四、总结

GB/T33303-2016标准是煤质分析中测量不确定度评定的指南，有效地指导了分析人员进行测量不确定度评定工作。在实际应用中，分析人员需要充分认识测量不确定度的重要性，严格按照标准要求进行评定，并且对评定结果进行合理的分析和应用。