分压强质谱计校准装置的研制(4)

3、分压强测量不确定度分析

3.1、动态直接测量法不确定度分析

　　只通入1路气体时形成的分压强为p1，不确定度为uc₁，这时压强测量不确定度就是磁悬浮转子规的测量不确定度，即：

　　uc₁=δp₁/p₁=1.4%　 (9)

　　通入第2路气体时此路气体的分压强为p₂，不确定度为uc₂，此时p2=p ₁₊₂ - p₁，则：

　　为了减小测量不确定度，在调节第2路气体的分压强时，使p₂₊₁≥2p₁，以p₂₊₁=2p₁为例，代入式(10)得：

　如果p2+1>2p1，则uc2<4.2%。

　　当通入第3路气体时，情况与通入第2路气体时类似，经过推导可得第3路气体的测量不确定度uc₃<4.2%。

3.2、衰减压强的分子流动态进样法不确定度分析

　　用衰减压强的分子流动态进样法计算分压强时，3路气体在校准室形成的分压强的测量不确定度的计算方法相同，以第1路为例，设R为第1路进样系统的流导比，p₁为第1路的上游室压强，为第1路气体在校准室中产生的分压强，则由式（7）可得p₂的测量不确定度uc为：

　　uc=δp₂/p₂=δR/R+δp₁/p₁  (12)

　　流导比R用测量压强法测定，设R=p'2+p'1。p'1和p'2分别为测量流导比时第1路气体上游室的压强和在校准室中产生的压强，故：

　　uc=δp'1/p'1+δp'2/p'2+δp1/p1=1.4%+1.4%+1.4%=4.2%  (13)

4、分压强测量不确定度的实验验证

　　为了证明分压强测量不确定度的可靠性，本文进行了实验验证。实验采用磁悬浮转子规（SRG）和电容薄膜规（CDG）测量2 种气体的分压强，并将测量结果与动态直接测量法的测量结果进行比较。用SRG和CDG, 测量2种气体的分压强的理论如下。

　　在SRG, 测量压强的基本表达式（1）中，δ随气体的变化非常小[4]，可以认为是常数，则在一定温度下有关系式：

（14）

　　如果测量的是2种气体的混合物，则根据前面的分析有：

　(15)

　　引入有效分子量Me，，则有[5]：