红外体温筛检仪示值测量结果不确定度评定TheUncertaintyEvaluationofMeasurementDeviceforInfraredHumanSkinTemperature胡继承周崇粲(深圳市计量质量检测研究院,广东深圳518055)摘要:本文详细分析了红外体温筛检仪示值误差的测量不确定度,对各个分量引入的不确定度进行计算,评定了合成及扩展不确定度。关键词:红外体温筛检仪;黑体辐射源;不确定度1概述111引言红外体温筛检仪是利用红外测温技术对人体表面温度进行非接触式的快速测量,当被测温度达到或超过预设警示温度值时进行警示的仪器。红外体温筛检仪应用广泛,特别是在“非典”、“甲流”等非常时期,为提高筛检可疑人员效率、有效防控疫情发挥了巨大作用。本文依据JJF1059-1999的要求对红外体温筛检仪的示值误差测量不确定度进行了评定。112测量依据JJF1107-2003《测量人体温度的红外温度计校准规范》。113环境条件温度(20～25)℃,相对湿度(40～70)%。114测量标准精密铂电阻,温度最大允差±0105℃;黑体辐射腔,<80mm,发射率ε>01998;恒温槽,温度范围(-10～110)℃。115被测对象DT-8806H型红外体温筛检仪,温度范围:(3010～4310)℃,分辨力011℃,有效波长(8～14)μm,温度最大允差±013℃,评定以37℃点进行分析。116测量方法黑体辐射源采用置于温度均匀的恒温水槽内的黑体空腔,发射率优于ε>01998,黑体辐射温度采用铂电阻温度计测量。在对红外体温筛检仪预热后,按规定测量距离瞄准黑体靶底,待黑体温度稳定在警示温度后,选用4次读数的示值误差绝对值的最大值的点作为示值误差结果。2数学模型根据测量方法,数学模型为:tA—被校红外体温筛检仪示值,℃;tB—标准实际温度值,℃。方差和灵敏系数3由式(1)得u2=c(tA)u2tB)u2(t)+c(y(t)AB5y5yc(tA)==1,c(tB)==-15tA5tB2=u22故:u(t)+u(t)yAB4标准不确定度分量的评定411被检红外体温筛检仪引入的不确定度被检红外体温筛检仪的不确定度即输入量tA引入的标准不确定度,由红外体温筛检仪示值重复性引入的标准不确定度分量)和筛检仪显示分辨力引入u(tA1的不确定度分量u(t)构成。A241111重复性引入的不确定度分量属于A类不确定度,将红外筛检仪瞄准黑体靶面,待恒温槽稳定在37℃点后,先用精密铂电阻测量温度,再用红外筛检仪测量该黑体,读取中心点红外筛检仪读数,重复测量10次,读取示值为(单位:℃):3710、3710、3710、3710、3711、3710、3710、3711、3710、n∑(ti-t)2i=1实验标准差s=≈01042℃n-1由于人体温度测量的红外温度计/筛检仪取误差最大值,故由重复性引起的测量不确定度分量)=s=01042℃u(tA141112显示分辨力引入的不确定度分量u(t)A2被校红外筛检仪分辨力为011℃,考虑为均匀分布,故其引入标准不确定度分量:u(t)=011/23=01029℃A2以上两项各不相关,合成得y=tA-tB式中:y—被校红外体温筛检仪示值误差,℃;(1)22(t2)=01051℃u(t)=u(t1)+uAAA86《计量与测试技术》2013年第40卷第5期412计量标准引入的不确定度计量标准引入的不确定度即输入量tB引入的标准不确定度,由标准器测量重复性引入的标准不确定度分量和标准器修正值引入不确定度分量组成,同时还应考虑黑体辐射源温度波动度、均匀度、发射率引入的不确定分量。41211由标准器测量值重复性引入的标准不确定度分量校准点为37℃,稳定后,在相同条件下,用精密铂电阻测量恒温槽温度,重复测量10次,读取测量值为(单位:℃):371010、371010、371000、371000、371020、371020、371010、371010、371010、371000实验标准差s≈010074℃精密铂电阻的测量值取2次读数平均值,故由重复性引起的测量不确定度分量用下式计算得到:=01062℃5不确定度分量及评估根据以上分析,红外体温筛检仪示值误差的不确定度分量及预估值如表1所示。表1不确定度分量及预估表不确定度分量分量符号区间半宽或概率重复性数值,℃分布包含因子灵敏标准不确系数定度,℃u(t01042011010074010420102901005被检仪器参考筛检仪示值重复性筛检仪分辨力标准器测量重复性—均匀——3—11-1A1)u(tA2)u(tB1)u(t标准黑体辐射源标准器修正值恒温槽波动性恒温槽均匀度01030010201020110正态均匀均匀均匀2333-1-1-1-101015010120101201058B2)u(tB3)u(t)B4u(t黑体有效发射率偏离B5)6合成标准不确定度的计算由于...