心電圖機內定標電壓測量結果的不確定度評定

于前訪

（青海省計量檢定測試所，青海 西寧810001）

1 引言

在心電圖機檢定過程中，內定標電壓測量是其中的最重要技術指標，對其測量結果不確定度分析是其中必不可少的一項工作。根據JJF1059－1999《測量不確定度評定與表示》規范要求，分析影響心電圖機內定標電壓測量結果不確定度的幾個因素，針對具體數據進行了詳細分析、計算，為從事該項計量檢定提供了可靠的依據。測量依據為JJG543－2008《心電圖機》檢定規程。環境條件為溫度（20±10）℃，相對濕度不大于80%。測量標準為心電圖機檢定儀，型號EGC－1B。被測對象為心電圖機，型號ECG－9130P。

2 內定標電壓測量結果的不確定度評定

2．1 測量方法

依據JJG543－2008《心電圖機》檢定規程，將被檢心電圖機置標準導聯狀態（靈敏度設置為1．0m V／10mm，走紙速度為25mm／s），被檢定儀器必須良好接地。檢定儀輸出電壓1．0m V方波，調節被檢心電圖機增益使描記的幅值H0達10mm。在同樣條件下描記被檢定儀器對應的內定標電壓，得到其描記的幅值為Hd。按規程給出的公式即可算出被檢心電圖機的定標電壓示值誤差。

2．2 數學模型

e＝Ucm－Ucn。

因為U＝K H，所以得：

e＝K（Hd－H0）。

其中e為心電圖機內定標電壓誤差，m V；Ucm為被檢心電圖機定標電壓標稱值，m V；Ucn為檢定儀信號輸出標準電壓在被檢心電圖機上的描記值，m V；Hd為被檢心電圖機內定標電壓的描記高度，mm；H0為輸入標準電壓的描記高度，mm；K為心電圖機靈敏系數，規程設置k＝1．0m V／10mm。

3 各輸入量的標準不確定度分量u（H d）的評定

3．1 輸入量H d不確定度u（H d）的評定

輸入量Hd不確定度u（Hd）主要來源于重復性測量引入的標準不確定度u（Hd1），由記錄紙取樣引入的標準不確定度u（Hd2），由鋼直尺分辨率引入的標準不確定度u（Hd3），由鋼直尺最大允許誤差引入的標準不確定度u（Hd4），由被測心電圖機打印分辨力引入的不確定度u（Hd5）。

3．1．1 由重復性測量引入的標準不確定度u（Hd1）的評定

根據JJG543－2008《心腦電圖機檢定規程》給出的檢定方法，將被測心電圖機置手動狀態，靈敏度置10mm／m V，關閉濾波器（使濾波器處于不工作狀態）。在被測心電圖機上描記內部幅度波形，進行10次測量，測量數據見表1。

表1 未接入信號時心電圖機重復性測量數據

3．1．2 由記錄紙取樣引入的標準不確定度u（Hd2）波形的線寬最大為0．5mm（經5倍放大約為2．5mm）。判斷引入的不確定度分量優于1／6線寬（約0．083mm），按均勻分布計算：u（Hd2）＝×0．083mm＝0．048mm。

3．1．3 由鋼直尺分辨率引入的標準不確定度u（Hd3）

鋼直尺分辨率最小分度為0．5mm（經5倍放大約為2．5mm），估讀的最小分辨力優于1／10，最小分度（0．5mm），按均勻分布：u（Hd3）＝×0．05mm＝0．03mm。

3．1．4 由鋼直尺最大允許誤差引入的標準不確定度u（Hd4）

鋼直尺的最大允許誤差：0．1mm。按均勻分布計算：u（Hd4）＝×0．1mm＝0．06mm。

3．1．5 由被測心電圖機打印分辨力引入的不確定度u（Hd5）的評定

根據光電心電圖機ECG－9130P技術指標，該機的打印分辨力為8dots／mm，折算每點距離為0．125mm，按均勻分布計算：u（Hd5）＝×0．125mm＝0．07mm。

3．1．6 輸入量Hd引入的不確定度u（Hd）的合成u2（Hd）＝u2（Hd1）＋u2（Hd2）＋u2（Hd3）＋u2（Hd4）＋u2（Hd5）＝ （0．039）2＋ （0．048）2＋（0．03）2＋（0．06）2＋（0．07）2＝0．0132mm2，u（Hd）＝0．115mm。

3．2 輸入量H 0引入的不確定度u（H 0）的評定

輸入量H0不確定度u（H0）主要來源于標準器引入的標準不確定度u（H01），由重復性測量引入的標準不確定度u（H02），由記錄紙取樣引入的標準不確定度u（H03），由鋼直尺分辨率引入的標準不確定度u（H04），由鋼直尺最大允許誤差引入的標準不確定度u（H05），由心電圖機打印分辨力引入的不確定度u（H06）。

3．2．1 標準器引入的標準不確定度u（H01）的評定

根據ECG－1B心腦電圖機檢定儀上級檢定證書可知，輸出電壓的最大允許誤差為±0．008m V。按均勻分布進行計算，覆蓋因子k＝。則：u（H01）＝＝0．046mm。

3．2．2 由重復性測量引入的標準不確定度u（H02）的評定

根據JJG543－2008《心電圖機檢定規程》給出的檢定方法，檢定時應將心電圖機靈敏度設置為1．0m V／10mm 檔，檢定儀輸出電壓 1m V、周 期0．25s的方波，描記心電圖機描記高度，進行10次測量，測量數據見表2。

表2 接入信號時心電圖機重復性測量數據

3．2．3 由記錄紙取樣引入的標準不確定度u（H03）的評定

波形的線寬最大為0．5mm（經5倍放大約為2．5mm）。判斷引入的不確定度分量優于1／6線寬（約0．083mm），按均勻分布計算：u（H03）＝×0．083mm＝0．048mm。

3．2．4 由鋼直尺分辨率引入的標準不確定度u（H04）的評定

鋼直尺分辨率最小分度為0．5mm（經5倍放大約為2．5mm），估讀的最小分辨力優于1／10，最小分度（0．5mm），按均勻分布：u（H04）＝×0．05mm＝0．03mm。

3．2．5 由鋼直尺最大允許誤差引入的標準不確定度u（H05）的評定

鋼直尺的最大允許誤差：0．1mm。按均勻分布計算：u（H05）＝×0．1mm＝0．06mm。3．2．6 由心電圖機打印分辨力引入的不確定度

u（H06）的評定

根據光電心電圖機ECG－9130P技術指標，該機的打印分辨力為8dots／mm，折算每點距離為0．125mm，按均勻分布計算：u（H06）＝×0．125mm＝0．07mm。

3．2．7 輸入量H0引入的不確定度u（H0）的合成計算為：

u2（H0）＝u2（H01）＋u2（H02）＋u2（H03）＋u2（H04）＋u2（H05）＋u2（H06）＝（0．03）2＋（0．073）2＋（0．048）2＋（0．03）2＋（0．06）2＋（0．07）2＝0．017 9mm2，u（H0）＝0．135mm。

4 合成標準不確定度及擴展不確定度

4．1 靈敏系數

數學模型為：

e＝K（Hd－H0）。

靈敏系數為：

c1＝＝K，

c2＝＝K。

因為：K＝1．0m V／10mm，則：c1＝0．1m V／mm，

c2＝－0．1m V／mm。

4．2 各不確定度分量匯總及計算

各不確定度分量匯總見表3。

表3 各不確定度分量匯總

4．3 合成標準不確定度uc（e）的計算依照公式：

uc（e）＝m V＝0．0177m V。

5 擴展不確定度的評定

取k＝2，則擴展不確定度為：U＝kuc（e）＝2×0．0177m V＝0．036m V。相對擴展不確定度為：Urel＝×100%＝3．6%。

6 測量不確定度評定報告

心電圖機內定標電壓示值誤差測量結果（靈敏度為1．0m V／10mm）檔，檢定儀輸出電壓1m V，周期0．25s的輸出方波）擴展不確定度為：Urel＝3．6%，k＝2。

［1］國家質量監督檢驗檢疫總局．JJG543－2008《心電圖機》檢定規程［S］．北京：國家質量監督檢驗檢疫總局，2008．

［2］國家質量技術監督局計量司．JJF1059－1999《測量不確定度評定與表示》校準規范［S］．北京：中國計量出版社，1999．