实验报告和不确定度分析(双向反射分布函数BRDF测量仪)2

PAGE4试验报告实验目的本实验报告为了验证《双向反射分布函数BRDF测量仪》中所规定的校准条件、校准方法、校准结果处理等是否能满足实际需求，校准结果的不确定度评定实例是否合理，以及该校准规范是否具有较强的可实施性。采用一块双向反射分布函数BRDF标准板和一台光纤光谱仪对双向反射分布函数BRDF测量仪的光源波长准确性、BRDF测量误差、重复性、稳定性进行校准。实验地点及时间中国计量科学研究院光学楼215室环境条件实验室温度：（23.0±2.0）℃湿度：（30±5）%RH校准使用的计量标准器名称编号测量范围不确定度/准确度BRDF标准板0010.28sr-1~0.35sr-1=0.7%(=2)镜反射BRDF板J010.0005sr-1~2000sr-1=0.7%(=2)光纤光谱仪071020304350nm~1000nm=2.0nm(=2)校准人：吴厚平、冯国进被校样品信息：双向反射分布函数(BRDF)测量仪一台；型号：/；编号：1#校准方法及结果：双向反射分布函数(BRDF)测量仪开机预热稳定后，按照仪器的正常操作步骤，按照校准规范的的校准检测项目进行检测。校准结果：光源条件：_单色光源__BRDF零点：__＜0.001sr-1_________________BRDF零点漂移：___＜0.001sr-1_____________BRDF值校准:波长(nm)标准值示值平均值示值误差反射角标准值示值平均值示值误差3500.3150.3130.313-0.002(75°,0)0.2870.28930.2890.0020.3140.28920.3230.28935500.3220.3200.321-0.001(45°,0)0.3230.32550.3260.0030.3210.32560.3210.32559000.3160.3150.3160.001(15°,0)0.3410.34190.3420.0010.3160.34180.3160.341812000.3160.3180.3180.002(15°,180°)0.3400.34090.3410.0010.3180.34080.3180.340915500.3160.3150.314-0.002(45°,180°)0.3250.32390.324-0.0010.3140.32380.3140.323820000.3090.3070.306-0.003(75°,180°)0.2880.28670.287-0.0010.3060.28670.3060.2867BRDF重复性：0.001sr-1（0.321，0.322，0.322）BRDF测量范围：1055sr-1(=1055.0205，=0.0005)波长准确性：0.5nm（=550nm，549.6nm，549.5nm，549.4nm）BRDF校准结果不确定度：0.8%(=2)波长校准结果不确定度：2.4nm(=2)

校准双向反射分布函数测量仪示值误差测量结果的不确定度评定实例本附录对采用BRDF标准板校准双向反射分布函数测量仪的测量结果不确定度评定进行实例分析。C.1测量方法按照本校准规范的要求和步骤，用BRDF标准板对双向反射分布函数测量仪进行校准，对应各条件测量读取三次BRDF测量的显示值，取平均值作为测量结果。C.2数学模型C.2.1建立数学模型C.1式中：——双向反射分布函数测量仪的示值误差；——双向反射分布函数测量仪的BRDF示值；——BRDF标准板的值。不确定度为：C.2C.3输入量的标准不确定度评定C.3.1被检双向反射分布函数测量仪测量不重复性引入的标准不确定度评定被校准双向反射分布函数测量仪示值估计值的不确定度主要来源于双向反射分布函数测量仪的测量不重复性和数显仪器的示值量化误差。测量不重复性可以通过连续测量得到的数据，采用A类方法进行评定。等精度重复测量1块样品的BRDF值10次，BRDF测量结果分别为0.321，0.323，0.319，0.319，0.315，0.317，0.319，0.318，0.315，0.317，测量数据经处理得单次测量实验标准差：==0.0025实际测量时，在重复条件下连续测量3次，以3次测量的算术平均值作为测量结果，测量结果的标准不确定度为：=0.0014C.3.2被检双向反射分布函数测量仪示值量化的标准不确定度评定双向反射分布函数测量仪示值的分辨力通常为0.001，其量化误差以矩形分布落在宽度为0.001/2=0.0005的区间内。考虑其引入的标准不确定度为：=0.0005/=0.0003C.3.3标准板BRDF值的标准不确定度评定BRDF标准板送上级计量部门校准，其标准板BRDF值的合成标准不确定度为0.003(=2),则标准不确定度为：=0.003/2=0.0015C.4合成标准不确定度的评定由于各标准不确定度分量不相关，故合成标准不确定度为：=0.002C.5扩展不确定度的评定取=2。故扩展不确定度为：=