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总悬浮颗粒物采样器流量示值误差的不确定度评定
作者：任金花
来源：《中国科技博览》2016年第19期
总悬浮颗粒物是大气质量评价中的一个通用的重要染指标。它主要来源于燃料燃烧时产生的烟尘、生产加工过程中产生的粉尘、建筑和交通扬尘、风沙扬尘以及气态污染物经过复杂物理化学反应在空气中生成的相应的盐类颗粒。总悬浮颗粒物采样器是用重量法测定大气中总悬浮颗粒物的方法。其原理基于：抽取一定体积的空气，使之通过已恒重的滤膜，则悬浮微粒被阻留在滤膜上，根据采样前后滤膜重量之差及采气体积，即可计算总悬浮颗粒物的质量浓度。近几年来，总悬浮颗粒物采样器已被广泛应用于环境监测。
1、测量过程
启动校准装置，预热30min，将被检设备的进气口与气体、粉尘、烟尘采样仪综合校准装置中的中孔口流量计出气口相连，调节总悬浮颗粒物采样器的采样流量到100L/min，运行
10min后，读取孔口流量计的示值然后通过公式通过误差计算公式（1）即可计算出检定点流
量误差。
2、测量模型
（1）
式中：——采样流量误差，%；
——总悬浮颗粒物采样器的工作点流量值，L/min；
——总悬浮颗粒物采样器采样流量测量值的平均值， L/min。
3、各输入量的标准不确定度分量的评定
依据JJG943-2011《总悬浮颗粒物采样器检定规程》对总悬浮颗粒物采样器进行检定。不确定度的主要来源于测量重复性引入的不确定度、检定装置最小分辨力引入的不确定度、标准装置引入的不确定度组成。
3.1测量重复性造成的不确定度u1
大气中总悬浮颗粒物的测定 1引言 环境空气中悬浮颗粒物是一种常规的污染物,大气中首要污染物为可吸入颗粒物,它们对人体健康、植被生态和能见度等都有着非常重要的直接和间接影响.因此,对这类污染物的浓度进行测定是大气环境污染研究中一项重要的工作. 本实验在校园中各种不同环境进行采样分析.通过本实验,达到掌握重量法测定大气中悬浮颗粒物浓度,并了解到校园不同环境大气中悬浮颗粒的浓度的大小. 2材料与方法 2.1实验材料 中流量采样器(流量50~150L·min-1)、滤膜、镊子、恒温恒湿箱、精密电子电子称 2.2试验方法 2.2.1滤膜准备对光检查滤膜是否有针孔或其他缺陷,然后放入分析天平(精度0.1mg)中称重,记下滤膜重量W0(g),将其平放在滤膜袋内. 2.2.2采样点和采样时间确定于2015年5月1日在华南师范大学陶园附近原国防生宿舍旧址为样地,在样地中设置采样器1个.天气情况良好,多云,微风,早晚气温变化不大. 2.2.3仪器准备安装好空气采样器,打开采样头顶盖,取出滤膜夹,擦去灰尘,取出称过的滤膜平放在滤膜支持网上(绒面向上),用滤膜夹夹紧.对正,拧紧,使不漏气. 2.2.4采样以100L/min流量采样,每4小时,记录采样流量和现场的温度及大气压,用镊子轻轻取出滤膜,绒面向里对折,放入滤膜袋内. 2.2.5称量和计算将采样后的滤膜放入恒温恒湿器箱中平衡24h,然后称重,30s内称完.采样滤膜用分析天平称量(精度0.1mg),记下滤膜重量W1(g),按下式计算总悬浮颗粒物(TSP)含量. 2.3数据分析 总悬浮颗粒物含量(TSP,mg m-3)=[(W1-W0)×1000]/V r 式中: W1—采样后滤膜重量(g); W0—采样前滤膜重量(g); V r—换算为参比状态下的累计采样体积(m3). 2.4结果分析 参照国家环境空气质量标准,分析测试地点的空气状况. 3结果与分析 3.1原国防生宿舍样地分析 结果如下表格所示. 表1总悬浮颗粒物浓度测定记录表 监测点原国防生宿舍旧址 日期2015年5月1日 时间7:20~17:20 采样标况流量(m3min-1)0.09020833 累积采样时间(min)480min 累积采样体积(m3)47.7
测量仪器准确度、最大允许误差和不确定度辨析国家计量技术规范JJF1033—2001《计量标准考核规范》对所采用的计量标准器具、配套设备以及所开展的检定/校准项目的准确度指标，要求填写“不确定度或准确度等级或最大允许误差”；JJF1069—2000《法定计量检定机构考核规范》要求填写检定/校准“准确度等级或测量扩展不确定度”；实验室国家认可的校准项目则是填写“不确定度/准确度等级”。以上几种表述方式，表面看来仅仅在文字上有所区别，而实际，在对不确定度如何表达的问题上，存在不同的理解和误区。例如，JJF1033—2001对计量标准器具、配套设备不确定度的解释是“已知测量仪器或量具的示值误差，并且需要对测量结果进行修正时，填写示值误差的测量不确定度”；另JJF1033—2001对所开展的检定及校准项目不确定度的解释是“指用该计量标准检定或校准被测对象所给出的测量结果不确定度，其中不应包括由被测对象所引入的不确定度分量”（见JJF1033—2001国家统一宣贯教材《计量标准考核规范实施指南》，中国计量出版社）。对仪器的不确定度，在同一规范中，已有不同的理解，在其它规范中的含义也各有区别，还有不少专家提出用不确定度表示测量仪器的特性，根本就是不合适。为了对表述测量仪器的准确度指标有统一和清晰的理解，对仪器准确度等级、最大允许误差和不确定度的意义和内在联系进行分析和探讨，是十分必要的。 一、准确度等级是用符号表示的准确度档次 测量仪器准确度是定性概念。这个问题在JJF1001—1998《通用计量术语及定义》，JJF1059—1999《测量不确定度的评定与表示》，BIPM、ISO等7个国 际计量组织1993年颁布的《国际基本和通用计量名词术语》（VIM）、ISO等7 个国际组织于1993年正式颁布《测量不确定度表示指南》（GUM）已有明确的解释。JJF1033—2001《计量标准考核规范》也已将JJF1033—1992中对计量标准 准确度赋予一个定量计算公式的规定作出修订，以测量结果不确定度取代。明确测量仪器准确度是定性概念，以和国际接轨以及和上面规范保持一致是十分必要的。由于VIM和GUM是以多个国际组织的名义联合颁布，国际上各个组织也在逐渐消除这种不规范的表述。对于一些不合适的表达，如“二等活塞压力计的准确度为±0.05%”，只能是对标准、规范等文件的修订逐步改正。
1 明确室内空气检测的项目及质量标准 室内环境空气污染物检测依据主要有《室内空气质量标准》（GB/T18883- 2002）和《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB50325-2001。规范指出在对室内环境空气质量进行验收时，室内空气中的放射性氡、游离甲醛、氨、苯和TVOC都要符合限量规定，对室内环境空气质量验收不合格的民用工程不得投入使用。规范适用于新建和改扩建的民用建筑工程，检测项目为上述5项污染物。 室内环境空气的污染物质种类很多，而且性质复杂。《室内空气质量标准》（GB/T18883-2002）对各空气污染物质的限量浓度作了明确规定，例如：TVOC（mg/m3）≤0.60(8h平均值)、氡（Bp/m3）≤400（年平均值）、苯（mg/m3）≤0.11（1h平均值）、游离甲醛（mg/m3）≤0.10（1h平均值）、氨（mg/m3）≤0.2（1h平均值）。 2 室内空气监测注意事项 2.1 布点原则及采样时间和频率 布点原则：（1）采样点的数量要根据所要监测室内的面积大小与现场情况来确定，才能够正确反映室内的空气污染物水平。一般小于50m2的房间要设（1-3）个点；50m2-100m2要设（3-5）个点；100m2以上至少要设5个点。（2）采样点应设在对角线上或者呈梅花式分布，要避开通风口，离墙壁的距离需大于0.5m，采样点的高度应与人的呼吸带的高度相一致，在0.5m-1.5m之间。 2.2 质量保证措施 质量保证措施：（1）气密性检查：在采样前检查动力采样器系统气密性，不得漏气。（2）流量校准：采样系统流量应保持恒定，采样前与采样后要用一级皂膜计来校准采样系统的进气流量，且误差不超过5%。（3）采样器流量校准：用一级皂膜计来校准采样器的流量计刻度，需校准5个点，并绘制流量标准曲线。需记录校准时的大气压力及温度。（4）空白检验：在同一批的现场采样中，要留下两个采样管不进行采样，要与其他样品管一样检测，作为采样过程中的空白检验，如果空白样检验超过控制的范围，那么这批样品作废。（5）仪器在使用前，要按照仪器的说明书来对仪器进行检验与标定。（6）在计算浓度时，应将采样体积换算成在标准状态时的体积：（7）对于平行样，测定之差和平均值比较的相对偏差应不超过20%。监测点的选择注意避开人流、通风道、通风口,距离墙壁至少0.5～1 m远,并注意避免受直接污染源的影响。室内监测时尽量避免引起就餐者的注意而干扰其行为.每天监测前对仪器进行零点校正,按要求对切割器进行擦拭和涂抹硅脂 3.自然通风室内颗粒物分布特征 风压作用下的自然通风房间内颗粒物分布，综合考虑布朗扩散力（由分子不规则运动引起，一个小颗粒放在介质中在同一时间内各方向上受到的周围分子撞击次数不同，因而引起随机运动。当物体大了，由于受撞击次数很多基本上平衡而运动不明显。）、热泳力（1.热泳现象是指在温度梯度不为0的气体中，粒子向较冷区域运动的现象。在多原子理想气体中，对于粒径小于气体分子平均自由程的球形粒子，热泳速度正比于温度梯度，而与粒径无关。对于较大的粒子，由于会在粒子内部建立温度梯度，计算较复杂。2.热泳法，是温度梯度对颗粒产生的效应，造成它们从一个热板移动至低温区。这种效应在行星分化中有重大的作用，在光纤的制造中更是功绩显赫。3.热泳效应，就是指小颗粒或气溶胶粒子在具有温度梯度的流体中运动时，由于冷热区分子与其碰撞时传递的动量不同，而在总体上表现为受到与温度梯度方向相反的力的作用，使小颗粒产生与温度梯度相反的运动速度，并沉积于低温表面上的过程。）及Saffman升力（小颗粒推动）对颗粒物沉积的影响。 小粒径颗粒(如2.5μm)具有较强的气流跟随性,小粒径颗粒的穿透率大于粒径10μm、
环境空气总悬浮物颗粒的测定作业指导书 一、执行标准 环境空气总悬浮物颗粒的测定重量法GB/T 15432-1995。 二、适用范围 本标准适用于用大流量或中流量总悬浮颗粒物采样器（简称采样器）进行空气中总悬浮颗粒物的测定。方法的检测限为0.001mg/m3。总悬浮颗粒物含量过高或雾天采样使滤膜阻力大于10kPa时，本方法不适用。 三、测定原理 通过具有一定切割特性的采样器，以恒速抽取定量体积的空气，空气中粒径小于100um的悬浮颗粒物，被截留在已恒重的滤膜上。根据采样前、后滤膜重量之差及采样体积，计算总悬浮颗粒物的浓度。滤膜经处理后，进行组分分析。 四、仪器设备 1、常用的实验室仪器。
2、大流量或中流量采样器：应按HYQ1.1—89《总悬浮颗粒物采样技术要求（暂行）》的规定。 3、孔径流量计； （1）大流量孔径流量计：量程0.7～1.4m3/min；流量分辨率0.01m3/min；精度优于2％。 （2）中流量孔径流量计：量程70～160m3/min；流量分辨率1L/min；精度优于2％。 4、U型管压差计：最小刻度0.1hPa。 5、X光看片机：用于检查滤膜有无缺损。 6、打号机：用于在滤膜及滤膜袋上打号。 7、镊子：用于夹取滤膜。 8、滤膜：超细玻璃纤维滤膜，对0.3um标准粒子的截留效率不低于99％，在气流速度为0.45m/s时，单张滤膜阻力不大于3.5kPa，在同样气流速度下，抽取经高效过滤器净化的空气5h，1cm2滤膜失重不大于0.012mg。 9、滤膜袋：用于存放采样后对折的采尘滤膜。袋面印有编号、采样日期、采样地点、采样人等项目栏。
10、滤膜保存盒：用于保存、运送滤膜，保证滤膜在采样前处于平整不受折状态。 11、恒温恒湿箱：箱内空气温度要求在15～30℃范围内连续可调，控温精度±1℃；箱内空气相对湿度控制在（50±5）％。恒温恒湿箱可连续工作。 12、天平： （1）总悬浮颗粒物大盘天平：用于大流量采样滤膜称量。称量范围=10g；感量1mg；再现性（标准差）=2mg。 （2）分析天平：用于中流量采样滤膜称量。称量范围=10g；感量0.1mg；再现性（标准差）=0.2mg。 五、采样器的流量校准 1、新购置或维修后的采样器在启用前，需进行流量校正；正常使用的采样器每月需进行一次流量校准。 2、流量校准步骤： （1）计算采样器工作点的流量： 采样器应工作在规定的采气流量下，该流量称为采样器的工作点。在正式采样前，需调整采样器，使其工作在正确
测量不确定度与数据处理复习纲要 §1 测量及其误差 1 测量的概念 测量：为确定被测对象的测量值，首先要选定一个单位，然后用这个单位与被测对象进行比较，求出它对该单位的比值──倍数，这个数即为数值。表示一个被测对象的测量值时必须包含数值和单位两个部分。 目前，在物理学上各物理量的单位，都采用中华人民共和国法定计量单位，它是以国际单位制（SI）为基础的单位。它是以米（长度）、千克（质量）、秒（时间）、安培（电流强度）、开尔文（热力学温度）、摩尔（物质的量）和坎德拉（发光强度）作为基本单位，称为国家单位制的基本单位；其它量（如力、能量、电压、磁感应强度等等）的单位均可由这些基本单位导出，称为国际单位制的导出单位。 2 直接测量、间接测量、等精度测量 测量分为直接测量和间接测量。直接测量是指把待测物理量直接与作为标准的物理量相比较，例如用直尺测某长度，间接测量是指按一定的函数关系，由一个或多个直接测量量计算出另一个物理量。 同一个人，用同样的方法，使用同样的仪器并在相同的条件下对同一物理量进行的多次测量，叫做等精度测量。以后说到对一个量的多次测量，如无另加说明，都是指等精度测量。 3 测量的正确度、精密度和精确度 正确度表示测量结果系统误差的大小，精密度表示测量结果随机性的大小，精确度则综合反映出测量的系统误差与随机性误差的大小。 4 误差的概念 测量值x与真值X之差称为测量误差Δ，简称误差。 Δ＝x-X。 误差的表示形式一般分为绝对误差与相对误差。 绝对误差使用符号±Δx。x表示测量结果x与直值X之间的差值以一定的可能性（概率）出现的范围，即真值以一定的可能性（概率）出现在x-Δx至x+Δx区间内。 相对误差使用符号β。由于仅根据绝对误差的大小还难以评价一个测量结果的可靠程度，还需要看测定值本身的大小，故用相对误差能更直观的表达测定值的误差大小。 绝对误差、相对误差和百分误差通常只取1～2位数字来表示。 5 误差的分类与来源
总悬浮颗粒物、可吸入颗粒物 一、填空题 1．根据《环境空气总悬浮颗粒物的测定重量法》(GB／T 15432-1995)，大流量采样法采样、进行大气中总悬浮颗粒物样品称重时，如“标准滤膜”称出的重量在原始重量±mg范围内，则认为该批样品滤膜称量合格。① 答案：5 2．《环境空气总悬浮颗粒物的测定重量法》(GB／T 15432-1995)方法的最小检出限是mg／m3。① 答案：0.001 3．重量法测定空气中总悬浮颗粒物要经常检查采样头是否漏气。当滤膜安放正确，采样后滤膜上颗粒物与四周白边之间出现界线模糊时，应更换。① 答案：滤膜密封垫 二、判断题 1．飘尘是指空气动力学粒径为10μm以下的微粒。( )② 答案：正确 2．根据《大气飘尘浓度测定方法》(GB 6921-1989)，采集大气飘尘是要求采样器所用切割器在收集效率为90％时的粒子空气动力学直径D50=10±lμm。( )② 答案：错误 正确答案为：采集大气飘尘是要求采样器所用切割器在收集效率为50％时的粒子空气动力学直径D50=10±1μm。 3．根据《环境空气总悬浮颗粒物的测定重量法》(GB／T 15432-1995)，采集样品的滤膜为超细玻璃纤维滤膜或聚氯乙烯等有机滤膜。( )① 答案：正确 4．根据《环境空气总悬浮颗粒物的测定重量法》(GB／T 15432-1995)，采集样品的滤膜性能应满足如下要求：对0.3gm标准粒子的截留效率不低于99％，在气流速度为0.45m／s时，单张滤膜阻力不大于3.5kPa等。( )① 答案：正确 5．测定空气中总悬浮颗粒物的重量法，不适用于TSP含量过高或雾天采样使滤膜阻力大于15kPa的情况。( )① 答案：错误
智能中流量总悬浮颗粒物采样器，PM10采样器产品介绍 智能中流量总悬浮颗粒物采样器，PM10采样器产品概述： 总悬浮颗粒物采样器，指能够采集空气中空气动力学当量直径<100 颗粒物的采样器，PM10采样器指能够采集空气中空气动力学当量直径<10 颗粒物的采样器，PM2.5采样器指能够采集空气中空气动力学当量直径<10 颗粒物的采样器。空气动力学当量直径指密度为1000 kg/m 的球形粒子直径。采样器按采气流量分为两类，大流量采样器：工作点流量为1.05 L/min 的采样器，中流量采样器：工作点流量为0.10L /min的采样器。本仪器应用滤膜称重法捕集环境大气中的总悬浮微粒（如TSP、PM10、PM2.5等），广泛应用于环保、职业卫生、厂矿企业、大专院校、科研等机构。 智能中流量总悬浮颗粒物采样器，PM10采样器采用标准 JJG 943-2011 《总悬浮颗粒物采样器》 HJ/T 374-2007 《总悬浮颗粒物采样器技术要求及检测方法》 HJ 618-2011 《环境空气PM10和PM2.5的测定重量法》 HJ 93-2013 《环境空气颗粒物(PM10和PM2.5)采样器技术要求及检测方法》 Q/0213TWB 001-2014 企业标准 智能中流量总悬浮颗粒物采样器，PM10采样器主要特点 1.采用无刷电机，可连续长时间工作； 2.电子流量计，恒流采样； 3.具有实时时钟，可设置定时采样，等间隔多次采样； 4. TSP/PM10/ PM5/PM2.5采样头采用铝合金材质，抗静电吸附； 5.自动测量温度、气压，自动计算标况采样体积； 6.体积小、重量轻，携带方便； 7.大尺寸中文点阵式液晶显示屏； 8.随温度不同，自动调节液晶显示屏对比度，可在零下20度正常工作； 9.掉电保护功能，来电自动采样； 10.采样数据可打印，也可U盘导出； 11.可外接便携式交直流电源野外进行采样。
实验十三. 大气中总悬浮物的采集与测试 一.实验目的： 了解粉尘采样仪的基本组成，掌握重量法测定大气中总悬浮物测试原理和方法，熟悉大气中总悬浮物的基本概念。 二.实验原理： 用重量法测定大气中总悬浮颗粒物的方法一般分为大流量(1.1－1.7m3/min)和中流量(0.05-0.15m3/min)采样法。其原理基于：抽取一定体积的空气，使之通过已恒重的滤膜，则悬浮微粒被阻留在滤膜上，根据采样前后滤膜重量之差及采气体积，即可计算总悬浮颗粒物的质量浓度。 本实验采用中流量采样法测定。 三.实验仪器与药剂： 1.中流量采样器：流量50-150L/min，滤膜直径8-10cm。 2.流量校准装置：经过罗茨流量计校准的孔口校准器。 3.气压计。 4.滤膜：超细玻璃纤维或聚氯乙烯滤膜。 5.滤膜贮存袋及贮存盒。 6.分析天平：感量0.1mg。 7.塑料无齿镊子。 四.实验步骤： 1.采样器的流量校准：采样器每月用孔口校准器进行流量校准。 2.采样
(1)每张滤膜使用前均需用光照检查，不得使用有针孔或有任何缺陷的滤膜采样； (2)迅速称重在平衡室内已平衡24h的滤膜，读数准确至0.1mg，记下滤膜的编号和重量，将其平展地放在光滑洁净的纸袋内，然后贮存于盒内备用。天平放置在平衡室内，平衡室温度在20-25℃之间，温度变化小于±3℃，相对湿度小于50%，湿度变化小于5%； (3)将已恒重的滤膜用小镊子取出，“毛”面向上，平放在采样夹的网托上，拧紧采样夹，按照规定的流量采样； (4)采样5min后和采样结束前5min，各记录一次U型压力计压差值，读数准确至1mm。若有流量记录器，则可直接记录流量。测定日平均浓度一般从8：00开始采样至第二天8：00结束。若污染严重，可用几张滤膜分段采样，合并计算日平均浓度； (5)采样后，用镊子小心取下滤膜，使采样“毛”面朝内，以采样有效面积的长边为中线对叠好，放回表面光滑的纸袋并贮于盒内。 将有关参数及现场温度、大气压力等记录填写在数据表13-1。 3.样品测定：将采样后的滤膜在平衡室内平衡24h，迅速称重，结果及有关参数记录于数据表13-2。 五.实验注意事项： 1．滤膜称重时的质量控制：取清洁滤膜若干张，在平衡室内平衡24h，称重。每张滤膜称10次以上，则每张滤膜的平均值为该张滤膜的原始质量，此为“标准滤膜”。每次称清洁或样品滤膜的同时，称量两张“标准滤膜”，若称出的重量在原始重量±5mg范围内，则
作为计量人员，误差、精度与不确定度是应该搞清楚的概念，但这些概念互相联系又有区别，也常常使人不知所芸。在此略作论述，希望能引起大家讨论。 一、误差的基本概念： 1.误差的定义： 误差＝测得值－真值； 因此，误差是一个值，数学上就是坐标轴上的一个点，是具有正负号的一个数值。 2.误差的表示方法： 2.1 绝对误差： 绝对误差＝测量值－真值（约定真值） 在检定工作中，常用高一等级准确度的标准作为真值而获得绝对误差。如：用一等活塞压力计校准二等活塞压力计，一等活塞压力计示值为 100.5N/cm2，二等活塞压力计示值为100.2N/cm2，则二等活塞压力计的测量误差为-0.3N/cm2。 2.2 相对误差： 相对误差＝绝对误差/真值X100％ 相对误差没有单位，但有正负。 如：用一等标准水银温度计校准二等标准水银温度计，一等标准水银温度计测得20.2℃，二等标准水银温度计测得20.3℃，则二等标准水银温度计的相对误差为0.5%。 2.3 引用误差： 引用误差＝示值误差/测量范围上限（或指定值）X100％引用误差是一种简化和实用方便的仪器仪表示值的相对误差。 如测量范围上限为3000N的工作测力计，在校准示值2400N处的示值为2392.8N，则其引用误差为-0.3%。 3.误差的分类： 3.1 系统误差：在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结
果的平均值与被测量的真值之差。 3.2 随机误差：测量结果与在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差。 3.3 粗大误差：超出在规定条件下预期的误差。 二、精度： 1.精度细分为：准确度：系统误差对测量结果的影响。精密度：随机误差对测量结果的影响。精确度：系统误差和随机误差综合后对测量结果的影响。精度是误差理论中的说法，与测量不确定度是不同的概念，在误差理论中，精度定量的特征可用目前的测量不确定度（对测量结果而言）和极限误差（对测量仪器仪表）来表示。对测量而言，精密度高的准确度不一定高，准确度高的精密度不一定高，但精确度高的准确度与精密度都高，精度是精确度的简称。目前，不提倡精度的说法。 三、测量不确定度： 1．定义：表征合理地赋予被测量之值地分散性，与测量结果相联系地参数。 （1）此参数可以是诸如标准差或其倍数，或说明了置信水准的区间的半宽度。 （2）测量不确定度由多个分量组成。其中一些分量可用测量列结果的统计分布估算，并用实验标准差表征。另一些分量则可用基于经验或其他信息的假定概率分布估算，也可用标准偏差表征。 （3）测量结果应理解为被测量之值的最佳估计，而所有的不确定度分量均贡献给了分散性，包括那些由系统效应引起的（如，与修正值和参考测量标准有关的）分量。 由此可以看出，测量不确定度与误差，精度在定义上是不同的。因此，其概念上的差异也造成评价方法上的不同。 四、测量误差和测量不确定度的主要区别 1.定义上的区别：误差表示数轴上的一个点，不确定度表示数轴上的一个
附件 （试 行） 第一章 总 则 1.1编制目的 为贯彻落实《国务院关于加强环境保护重点工作的意见》和《大气污染防治行动计划》，推进我国大气污染防治工作的进程，增强大气颗粒物污染防治工作的科学性、针对性和有效性，根据《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）及相关法律、法规、标准、文件，编制《大气颗粒物来源解析技术指南（试行）》（以下简称“指南”）。 1.2适用范围 1.2.1本指南适用于指导城市、城市群及区域开展大气颗粒物（PM10和PM2.5）来源解析工作。 1.2.2本指南内容包括开展大气颗粒物来源解析工作的主要技术方法、技术流程、工作内容、技术要求、质量管理等方面。 1.3编制依据 《中华人民共和国环境保护法》 《中华人民共和国大气污染防治法》 —3—
《国务院办公厅转发环境保护部等部门关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量的指导意见的通知》 《重点区域大气污染防治“十二五”规划》 GB 3095-2012 环境空气质量标准 GB/T 14506.30-2010 硅酸盐岩石化学分析方法 第30部分：44个元素量测定 GB/T 14506.28-2010 硅酸盐岩石化学分析方法 第28部分：16个主次成分量测定 国家环境保护总局公告2007年第4号 关于发布《环境空气质量监测规范》（试行）的公告 HJ 618-2011 环境空气PM10和PM2.5的测定 重量法 HJ/T 194-2005 环境空气质量手工监测技术规范 HJ/T 393-2007 防治城市扬尘污染技术规范 当上述标准和文件被修订时，使用其最新版本。 1.4术语与定义 下列术语和定义适用于本指南。 颗粒物污染源：向大气环境中排放固态颗粒污染物的排放源统称颗粒物污染源。 环境受体：受到大气污染物污染的环境空气统称环境受体，简称受体。 大气颗粒物来源解析：通过化学、物理学、数学等方法定性或定量识别环境受体中大气颗粒物污染的来源。 大气颗粒物来源解析技术方法：用于开展大气颗粒物来源解析 —4—
环境空气总悬浮颗粒物的测定重量法(G B T15432-1995)
环境空气总悬浮颗粒物的测定重量法(GB/T15432-1995) 作者：佚名文章来源：网络点击数： 221 更新时间：2008-3-24 GB/T15432-1995 1995-3-25 1995-8-1 1主题内容和适用范围 1．1 主题内容 本标准规定了测定总悬浮颗粒物的重量法。 1．2 适用范围 本标准适合于用大流量或中流量总悬浮颗粒物采样器(简称采样器)进行空气中总悬浮颗粒物的测定。方法的检测限为0．001mg／m3。总悬浮颗粒物含量过高或雾天采样使滤膜阻力大于10kPa，本方法不适用。 2 原理 通过具有一定切割特性的采样器，以恒速抽取定量体积的空气，空气中粒径小于100um的悬浮颗粒物，被截留在已恒重的滤膜上。根据采样前、后滤膜重量之差及采样体积，计算总悬浮颗粒物的浓度。 滤膜经处理后，进行组分分析。 3仪器和材料 3．1 大流量或中流量采样器：应按HYQ 1．1—89《总悬浮颗粒物采样器技术要求(暂行)》的规定。 3. 2 孔口流量计： 3．2．1 大流量孔口流量计：量程0．7～1．4m3／min；流量分辨率0．01m3／min；精度优于±2％。3．2．2 中流量孔口流量计：量程70～160L／min；流量分辨率1 L／min；精度优于±2％。 3．3 U型管压差计：最小刻度0．1hPa。 3．4 X光看片机：用于检查滤膜有无缺损。 3．5 打号机：用于在滤膜及滤膜袋上打号。 3．6 镊子：用于夹取滤膜。 3．7 滤膜：超细玻璃纤维滤膜，对0．3μm标准粒子的截留效率不低于99％，在气流速度为0．45m／s 时，单张滤膜阻力不大于3．5kPa，在同样气流速度下，抽取经高效过滤器净化的空气5h，1cm2滤膜失重不大于0．012mg。 3．8 滤膜袋：用于存放采样后对折的采尘滤膜。袋面印有编号、采样日期、采样地点、采样人等项栏目。 3．9 滤膜保存盒：用于保存、运送滤膜，保证滤膜在采样前处于平展不受折状态。 3．10 恒温恒湿箱：箱内空气温度要求在15～30℃范围内连续可调，控温精度±1℃；箱内空气相对湿度应控制在(50±5)％。恒温恒湿箱可连续工作。 3．11 天平： 3．11．1 总悬浮颗粒物大盘天平：用于大流量采样滤膜称量。称量范围≥10g；感量1mg；再现性(标准差)≤2mg。 3．11．2 分析天平：用于中流量采样滤膜称量。称量范围≥10g；感量0．1 mg；再现性(标准 差)≤0．2mg。 4 采样器的流量校准 4．1 新购置或维修后的采样器在启用前，需进行流量校准；正常使用的采样器每月需进行一次流量校准。 4．2 流量校准步骤： 4．2．1 计算采样器工作点的流量： 采样器应工作在规定的采气流量下，该流量称为采样器的工作点。在正式采样前，需调整采样器，使其工作在正确的工作点上，按下述步骤进行： 采样器采样口的抽气速度W为0．3m／s。大流量采样器的工作点流量QH(m3／min)为 QH＝1．05 (1) 中流量采样器的工作点流量QM(L／min)为 QM＝60 000W ×A (2) 式中：A——采样器采样口截面积，m2。 将QH或QM计算值换算成标况下的流量QHN (m3／min)或QMN (L／min)
误差、精度与不确定度有什么关系？ 一、误差的基本概念： 1.误差的定义： 误差＝测得值－真值； 因此，误差是一个值，数学上就是坐标轴上的一个点，是具有正负号的一个数值。 2.误差的表示方法： 2.1 绝对误差： 绝对误差＝测量值－真值（约定真值） 在检定工作中，常用高一等级准确度的标准作为真值而获得绝对误差。 如：用一等活塞压力计校准二等活塞压力计，一等活塞压力计示值为100.5N/cm2，二等活塞压力计示值为100.2N/cm2， 则二等活塞压力计的测量误差为-0.3N/cm2。 2.2 相对误差： 相对误差＝绝对误差/真值X100％ 相对误差没有单位，但有正负。 如：用一等标准水银温度计校准二等标准水银温度计，一等标准水银温度计测得20.2℃，二等标准水银温度计测得20.3℃，则二等标准水银温度计的相对误差为0.5%。 2.3 引用误差： 引用误差＝示值误差/测量范围上限（或指定值）X100％ 引用误差是一种简化和实用方便的仪器仪表示值的相对误差。 如测量范围上限为3000N的工作测力计，在校准示值2400N处的示值为2392.8N，则其引用误差为-0.3%。 3.误差的分类： 3.1 系统误差：在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差。 3.2 随机误差：测量结果与在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差。 3.3 粗大误差：超出在规定条件下预期的误差。 二、精度：
1.精度细分为： 准确度：系统误差对测量结果的影响。 精密度：随机误差对测量结果的影响。 精确度：系统误差和随机误差综合后对测量结果的影响。 精度是误差理论中的说法，与测量不确定度是不同的概念，在误差理论中，精度定量的特征可用目前的测量不确定度（对测量结果而言）和极限误差（对测量仪器仪表）来表示。对测量而言，精密度高的准确度不一定高，准确度高的精密度不一定高，但精确度高的准确度与精密度都高，精度是精确度的简称。目前，不提倡精度的说法。 三、测量不确定度： 1．定义：表征合理地赋予被测量之值地分散性，与测量结果相联系地参数。 （1）此参数可以是诸如标准差或其倍数，或说明了置信水准的区间的半宽度。 （2）测量不确定度由多个分量组成。其中一些分量可用测量列结果的统计分布估算，并用实验标准差表征。另一些分量则可用基于经验或其他信息的假定概率分布估算，也可用标准偏差表征。 （3）测量结果应理解为被测量之值的最佳估计，而所有的不确定度分量均贡献给了分散性，包括那些由系统效应引起的（如，与修正值和参考测量标准有关的）分量。 由此可以看出，测量不确定度与误差，精度在定义上是不同的。因此，其概念上的差异也造成评价方法上的不同。 四、测量误差和测量不确定度的主要区别 1.定义上的区别：误差表示数轴上的一个点，不确定度表示数轴上的一个区间； 2.评价方法上的区别：误差按系统误差与随机误差评价，不确定度按A类B类评价； 3.概念上的区别：系统误差与随机误差是理想化的概念，不确定度只是使用估计值； 4.表示方法的区别：误差不能以±的形式出现，不确定度只能以±的形式出现； 5.合成方法的区别：误差以代数相加的方法合成，不确定度以方和根的方法合成； 6.测量结果的区别：误差可以直接修正测量结果，不确定度不能修正测量结果；误差按其定义，只和真值有关，不确定度和影响测量的因素有关； 7.得到方法的区别：误差是通过测量得到的，不确定度是通过评定得到的； 8.操作方法的区别：系统误差与随机误差难于操作，不确定评定易于操作； 误差与测量不确定度是相互关联的，就是说，测量误差也包含不确定度，反之，评
华南师范大学实验报告 学生姓名刘璐学号20082501055 专业年级、班级 课程名称实验项目大气中总悬浮颗粒物的测定（重量法）实验类型验证设计综合实验时间2011年 3 月12 日 实验指导老师实验评分 大气中总悬浮颗粒物的测定（重量法） 一、目的意义 大气悬浮颗粒物是悬浮在空气中的微小的固体和液体小滴的混合物，是雾、烟和空气尘埃的主要成分，其浓度达到一定程度后会导致人体产生一系列疾病，是危害人体健康的主要污染物。测定分析大气中总悬浮颗粒物的含量，对我们治理大气污染和保护人类自身健康十分重要。 二、采样测定方法 1、仪器和材料 中流量采样器（流量80-120 L/min），分析天平（精度0.1mg），滤膜（聚氯乙烯滤膜），镊子 2、测定方法 （1）滤膜准备：对光检查滤膜是否有针孔或其他缺陷，然后放入分析天平（精度0.1mg）中称重，记下滤膜重量W0（g），将其平放在滤膜袋内。 （2）采样点和采样时间确定：选取华南师范大学正门为采样点，采样时间为2011年3月12日上午8点至晚上20点，天气情况良好，多云，微风，早晚气温变化不大。（3）仪器准备：安装好空气采样器，打开采样头顶盖，取出滤膜夹，擦去灰尘，取出称过的滤膜平放在滤膜支持网上(绒面向上)，用滤膜夹夹紧。对正，拧紧，使不漏气。（4）采样：以100 L/min流量采样，每4小时，记录采样流量和现场的温度及大气压，用镊子轻轻取出滤膜，绒面向里对折，放入滤膜袋内。 （5）称量和计算：采样滤膜用分析天平称量(精度0.1mg)，记下滤膜重量W1（g），按下
式计算总悬浮颗粒物（TSP）含量： TSP含量（mg/m3）= （W1 - W0）× 1000 Vr 其中，W1—采样后滤膜的重量（g）； W0—采样前滤膜的重量（g）； Vr—换算为参比状态下的累计采样体积（m3）。 三、结果与分析 表1 一天内不同时间段华师正门大气总悬浮颗粒物（TSP）含量 大气压（kPa）平均温 （℃） 采样前滤 膜的重量 W0（g） 采样后滤 膜的重量 W1（g） 样品重量 （g） 累计采 样体积 Vr（m3） 总悬浮颗粒物 （TSP）含量 （mg/m3） 8:00-12:00 102.5 22.9 0.3488 0.3574 0.0086 23.8 0.3613 12:00-16:00 102.2 24.7 0.3495 0.3573 0.0078 22.9 0.3406 16:00-20:00 101.8 23.5 0.3453 0.3564 0.0111 22.0 0.5045 郭二果等的研究表明，交通车辆是城市空气颗粒物的主要来源，城市交通量越大，空气颗粒物浓度越高[1]。由于我们采样的地点选在华师正门，紧挨广州的交通主干道——中山大道，而且正门口便是公交车站，因此不同时间段内的车流量是决定该时间内大气总悬浮颗粒物含量的主要因素。 从上表的数据可以看出，同一天内从8:00-20:00的12个小时里，16:00-20:00这个时间段内大气中总悬浮颗粒物含量最多；8：00-12:00内次之；12：00-16:00这个时间段内最少。也就是说，在16:00-20:00内车流量最大；8：00-12:00内次之；12：00-16:00内最少。 根据郭二果等的研究，城市空气悬浮颗粒物水平在一天内一般呈现双峰双谷型，在早晚各出现一次高峰值[1]。而我们的数据显示，早上（8：00-12:00）大气总悬浮颗粒物（TSP）含量远少于晚上（16:00-20:00），却和中午（12:00-16:00）接近。原因可能是我们采样的时间为星期六，是休息日。早上，虽然会有少部分家庭出门，但那些工作日里上班外出的人很多却选择了在家休息，出行的时间推到了中午或下午，另外中午有一些外出回来的车辆，故早上车流量要比平时少，TSP含量也会相对减少；而中午虽相对于平时工作日大部分人在午睡而不出门，其车流量有所增加，但仍是一天车流量的低谷时段，TSP含量最低。至于晚上，那些白天外出的车辆回来，还有，在周末的夜晚有不少人会出外与朋友相聚狂欢，所以晚上的车流量最大，TSP含量最高。 当然，温度和气压也会对测量结果产生影响，一般来说，温度升高，气压升高时，TSP 浓度值会增大[1]，但由于我们实验的一天内温度和气压的变化值不大，因此在这里就不做考虑了。 四、讨论 大气总悬浮颗粒物（TSP）的来源复杂，影响因素也很多，它既来自固定排放源又来自
预习操作记录实验报告总评成绩 《大学物理实验(I)》课程实验报告 学院： 专业： 年级： 实验人姓名(学号)： 参加人姓名(学号)： 日期： 年 月 日 星期 上午[ ] 下午[ ] 晚上[ ] 室温： 相对湿度： 实验1.1 测量误差与不确定度 [实验前思考题] 1．列举测量的几种类型？ 2．误差的分类方法有几种？ 3．简述直接测量量和间接测量量的平均值及其实验标准差的计算方法，以本实验中实验桌面积的测量为例加以说明。
4．测量仪器导致的不确定度如何确定？在假设自由度为无穷大的情况下，直接测量量的扩展不确定度如何计算？请写出计算步骤。 （若不够写，请自行加页）
[ 实验目的 ] 1．学习游标卡尺、螺旋测微计、读数显微镜、电子天平的使用方法。 2．学习长度、重量、密度等基本物理量的测量方法。 3．学习测量误差和不确定度的概念和计算方法。 [ 仪器用具 ] 编号 仪器名称 数量 主要参数(型号，测量范围，测量精度) 1 游标卡尺 1 2 螺旋测微计 1 3 读数显微镜 1 4 钢尺 1 5 钢卷尺 1 6 电子密度天平 1 7 量杯 1 8 待测薄板 1 9 待测金属丝 1 10 待测金属杯 1 [ 原理概述 ] 1．机械式游标卡尺 图1.1. 1 游标卡尺结构 查阅教材和说明书，写出游标卡尺各部分的名称： A. C ． E ． G ． B. D ． F ． H ．
图1.1. 2 游标卡尺读数 假设游标卡尺的单位为cm ，箭头所指的刻线对齐，则读数为： cm ． 2． 机械式螺旋测微计 图1.1. 3 螺旋测微计结构 查阅教材和说明书，写出螺旋测微计各部分的名称： A. C ． E ． G ． I ． B. D ． F ． H ． 图1.1. 4 螺旋测微计读数 假设螺旋测微计的单位为mm ，按左图，读数为： mm ． 注意：（1）转动微分筒之前需逆时针扳动锁把，使微分筒可自由转动。（2）为保证测量时测杆与被测物表面的接触力恒定，测杆上安装有棘轮装置，使用时应通过旋转棘轮使测杆与工件接触，直至棘轮发出“咔咔”的声音。这点对测量橡胶等较软的物体特别重要，同时还可起到保护螺纹的作用。（3）使用螺旋测微计之前需校准零刻度。（4）使用完毕，需使对杆和测杆离开一段距离，避免存放过程中因热胀冷缩损坏螺纹。 3．读数显微镜测量原理
影响总悬浮颗粒物监测的因素 【关键词】空气；总悬浮颗粒物；监测结果；因素 在空气质量监测中，通过具有一定切割特性的中流量空气采样器，以恒定速率抽取定量体积的空气，空气中粒径小于100 μm的悬浮颗粒物，被截留在已恒重的滤膜上，根据采样前、后滤膜重量之差及采样体积，计算总悬浮颗粒物的浓度。滤膜经处理后，进行组分分析。在实际操作中，监测结果受客观和主观因素的影响较大。因此，在大气采样和分析过程中必须严格控制各种条件，避免其它方面的影响，消除误差，提高监测结果的准确性。 1 样品采集 1.1 监测点位布设的影响 监测点位的布设对测定结果影响很大。监测点的周围应开阔，采样口水平线与周围建筑物高度的夹角应不大于30°，测点周围无局部污染源并避开树木及吸附能力较强的建筑物，因这些屏障物的存在能起挡板作用而产生涡流，以至在相当小的半径范围内，总悬浮颗粒物的浓度变化较大，有时甚至可呈数量级变化。距装置5～15 m范围内不应有炉灶、烟囱等，远离公路以消除局部污染源对监测结果代表性的影响。采样口周围（水平面）应有270°以上自由空间。 1.2 采样高度的影响 大气采样高度基本与植物高度相同，采样口与基础面的高度应在1.5 m以上，以减少扬尘的影响。 1.3 采样流量的影响 采样时，空气采样器的准确度取决于采样流量保持恒定的程度。油状颗粒物、光化学烟雾等均可阻塞滤漠并造成空气流速不匀，使流量迅速下降。在此监测点位应采用分段采样，集中累加，以降低因流量变化对总悬浮颗粒物测量的影响。浓雾或高湿度空气使滤膜变得太潮，也会使流量明显下降，因此在能见度低或高湿度天气，应避免采样。 1.4 大气压力与气温的影响 在采样体积与标况体积的换算中，影响体积的因素是气压与气温。采样器应具有自动统计平均温度的功能。气压是个可变因素，一般气温下，气压每变化0.1 kPa，标况体积变化2.5～3.0 L。因此，气压需要准确观测，以提高监测值的准确度。 1.5 采样密闭和滤膜安放的影响
环境空气总悬浮颗粒物的测定重量法(GB/T15432-1995) 佚名文章 网络点击数：221更新时间：2008-3-24GB/T15432-1995 1995-3-25 1995-8-1 1主题内容和适用范围 1．1主题内容 本标准规定了测定总悬浮颗粒物的重量法。 1．2适用范围 本标准适合于用大流量或中流量总悬浮颗粒物采样器(简称采样器)进行空气中总悬浮颗粒物的测定。方法的检测限为 0．001mg／m3。总悬浮颗粒物含量过高或雾天采样使滤膜阻力大于 10kPa，本方法不适用。 2原理 通过具有一定切割特性的采样器，以恒速抽取定量体积的空气，空气中粒径小于100um的悬浮颗粒物，被截留在已恒重的滤膜上。根据采样前、后滤膜重量之差及采样体积，计算总悬浮颗粒物的浓度。 滤膜经处理后，进行组分分析。 3仪器和材料 3．1大流量或xx流量采样器： 应按HYQ 1．1—89《总悬浮颗粒物采样器技术要求(暂行)》的规定。 3. 2xx流量计：
3．2．1大流量xx流量计： 量程 0．7～ 1．4m3／min；流量分辨率 0．01m3／min；精度优于±2％。 3．2．2xx流量xx流量计： 量程70～160L／min；流量分辨率1 L／min；精度优于±2％。3．3 U型管压差计： 最小刻度 0．1hPa。 3．4 X光看片机： 用于检查滤膜有无缺损。 3．5打号机： 用于在滤膜及滤膜袋上打号。 3．6镊子： 用于夹取滤膜。 3．7滤膜： 超细玻璃纤维滤膜，对 0．3μm标准粒子的截留效率不低于99％，在气流速度为0．45m／s时，单张滤膜阻力不大于
3．5kPa，在同样气流速度下，抽取经高效过滤器净化的空气5h，1cm2滤膜失重不大于 0．012mg。 3．8滤膜袋： 用于存放采样后对折的采尘滤膜。袋面印有编号、采样日期、采样地点、采样人等项栏目。 3．9滤膜保存盒： 用于保存、运送滤膜，保证滤膜在采样前处于平展不受折状态。 3．10恒温恒湿箱： 箱内空气温度要求在15～30℃范围内连续可调，控温精度±1℃；箱内空气相对湿度应控制在(50±5)％。恒温恒湿箱可连续工作。 3．11天平： 3．11．1总悬浮颗粒物大盘天平： 用于大流量采样滤膜称量。称量范围≥10g；感量1mg；再现性(标准 差)≤2mg。 3．11．2分析天平： 用于中流量采样滤膜称量。称量范围≥10g；感量 0．1mg；再现性(标准差)≤ 0．2mg。 4采样器的流量校准 4．1新购置或维修后的采样器在启用前，需进行流量校准；正常使用的采样器每月需进行一次流量校准。
误差理论与精度分析 预修课程：概率论与数理统计、应用光学、仪器零件 教学目的和要求： 本科程为机电类、仪器仪表类及测试计量技术等专业研究生的专业课。本科程的主要内容共分两部分，第一部分介绍了误差理论与数据处理的基本知识，第二部分给出了精度的基本概念、设计方法及光、机、电等总体精度分析。 通过对本课程的学习，不仅使学生对仪器的精度具有分析和计算的能力，指导仪器总体设计，而且也使学生掌握了科学实验中数据处理的方法。 内容提要： 第一章误差和精度的基本概念 误差的定义及表示法，误差来源，分类及精度的含义。 第二章随机误差 随机误差的特性及等精度、不等精度测量中随机误差的估计。 第三章系统误差 系统误差的分类、发现及减小消除方法。 第四章粗大误差 粗大误差产生原因，粗大误差判别准则。 第五章函数误差及误差合成 函数随机误差和系统误差计算、误差合成。 第六章测量不确定度评定 测量不确定度基本概念、标准不确定度的评定、测量不确定度的合成、误差结果的表示。 第七章最小二乘法 最小二乘原理、线性参数最小二乘估计 第八章仪器精度基本概念 仪器参数及特性、影响仪器精度主要因素、仪器精度设计基本原则第九章仪器精度特性 仪器精度评定方法、仪器动态精度、仪器精度设计
第十章精密机构精度 轴系精度、导轨精度、齿轮机构精度 第十一章光学电气测量系统精度 测量仪器光学系统对准精度、测量仪器电器系统精度第十二章仪器总体精度分析 仪器总体精度分析方法、提高仪器精度的方法 教材： 《误差理论与精度分析》毛英泰国防工业出版社1982 主要参考书： 1．《误差理论与数据处理》费业泰机械工业出版社2004 2．《仪器精度设计》郑文学兵器工业出版社1992 撰写人：王金波长春理工大学2006年7月