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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:王子彥
研究生(外文):Zih-Yan Wang
論文名稱:不確定度評估方法用於紫外線強度UVI量測
論文名稱(外文):Uncertainty to Measure Ultraviolet Index
指導教授:謝振榆謝振榆引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立虎尾科技大學
系所名稱:光電與材料科技研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:70
中文關鍵詞:紫外線量測不確定度
外文關鍵詞:UVIuncertainty
相關次數:
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本論文是利用國際標準組織(ISO)所提出之「量測不確定度表示方法指引」(Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement,ISO GUM),來量測紫外線強度(UVI),以達到未來在校正或測試實驗室領域認證上面的規範。
透過光輻射學的距離平方反比定律,建構量測方程式,還要考慮到量測時的誤差來源,以評估系統的量測不確定度。
最後我們系統評估為:在75mm量測距離處,標準光源紫外線強度為y = 11.7 UVI,有效自由度 Veff = 67,擴充系數 k = 2.0,信賴水準= 95%,評估所得的標準不確定度uc = 0.13 UVI,擴充不確定度U = 0.3 UVI,最後我們的量測結果為Y = y ± U = 11.7 ± 0.3 UVI`。
This thesis followes International Standards Organization(ISO) by 「Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement,GUM」. In order to measure Ultraviolet Index (UVI) standard, it is necessary in calibration or test laboratory field norm on the authentication.
  By distance Inverse-Square Law of the Optical Radiation, We constructed measurement equation, to consider the error source when you are measuring, to evaluate the uncertainty of system.
  Evaluate the uncertainty of this system:The measure distance is 75mm, ultraviolet index of the standard source is y = 11.7 UVI, effective degrees of freedom is Veff = 67, coverage factor is k = 2.0, confidence level is 95%, the standard uncertainty is uc= 0.13 UVI, expanded uncertainty is U= 0.3 UVI, the result is Y= y ± U= 11.7 ± 0.3 UVI.
目錄
中文摘要  ……………………………………………………… i
英文摘要  ……………………………………………………… ii
致謝    ……………………………………………………… iii
目錄    ……………………………………………………… iv
表目錄   ……………………………………………………… viii
圖目錄   ……………………………………………………… ix
符號說明 ………………………………………………………….. xi
第一章 、 序論 ……………………………………… 1
1.1 前言 ……………………………………………………… 1
1.2 研究動機與目的 ………………………………………… 1
1.3 文獻回顧 ………………………………………………… 2
1.4 論文結構概述 …………………………………………… 3
第二章 、 量測不確定度評估原理 ………………………… 4
2.1 量測不確定度的由來 …………………………………… 4
2.2 量測不確定度的定義 …………………………………… 4
2.3 量測不確定度評估程序 ………………………………… 4
2.3.1 量測數學模式………………………………………… 6
2.3.2 確定誤差源並計算其估計值………………………… 6
2.3.3 標準不確定度之評估………………………………… 6
2.3.4 評估各估計值之共變數……………………………… 7
2.3.5 計算受測Y之估算值與靈敏係數…………………… 7
2.3.6 計算組合標準不確定度 與有效自由度………… 7
2.3.7 決定擴充係數 與擴充不確定度 ……………… 8
2.3.8 量測不確定度的表達 ………………………………… 9
2.4 量測不確定度之分類與評估方法 ………………………… 9
2.4.1 量測不確定數學模式之建構 ………………………… 9
2.4.2 量測不確定度之分類與評估 ………………………… 11
2.4.3 A類評估方法 ………………………………………… 11
2.4.4 B類標準不確定度 …………………………………… 12
2.4.5 A、B類標準不確定整理……………………………… 19
2.4.6 組合標準不確定度及其評估方法…………………… 21
2.4.7 擴充不確定度及其評估……………………………… 21
2.4.8 量測結果與不確定度之表達………………………… 23
2.5 量測結果與不確定度之有效位數 ……………………… 24
2.6 不確定度評估報告之要項 ……………………………… 25
第三章 、 紫外線強度量測原理 …………………………… 27
3.1 紫外線之簡介 …………………………………………… 27
3.2 UVI之簡介……………………………………………… 28
3.2.1 什麼是UVI ………………………………………… 28
3.2.2 紫外線指數之計算 ………………………………… 29
3.2.3 UVI與輻射照度的關係……………………………… 31
3.3 量測原理介紹 …………………………………………… 32
3.4 基本定律與應用 ………………………………………… 34
3.5.1 距離平方反比定律…………………………………… 34
3.5.2 餘弦定律……………………………………………… 35
3.5 量測架構…………………………………………………… 37
3.5.1 以光源為主校正方式………………………………… 37
3.5.2 以儀表為主校正方式 ………………………………… 38
3.6 結論………………………………………………………… 39
第四章 、 實驗架構與步驟 …………………………………… 40
4.1 前言 ……………………………………………………… 40
4.2 量測系統架構……………………………………………… 40
4.3 實驗步驟 ……………………………………………… 41
4.4 驗不確定度評估…………………………………………… 48
4.4.1 量測方程式 …………………………………………… 48
4.4.2 誤差源Xi ……………………………………………… 48
4.4.3 評估標準不確定度 …………………………………… 49
4.4.4 估計共變數…………………………………………… 50
4.4.5 靈敏係數……………………………………………… 51
4.4.6 不確定度之計算……………………………………… 52
4.4.7 組合標準不確定度與有效自由度…………………… 56
4.4.8 擴充不確定度………………………………………… 56
4.4.9 量測不確定度的表達………………………………… 57
4.4.10 校正、測試報告…………………………………… 58
4.5 紫外線UVI校正標準作業程序(SOP) …………………… 59
第五章 、 結論與未來展望 ………………………………… 61
5.1 結論 ……………………………………………………… 59
5.2 未來展望 ………………………………………………… 60
參考文獻 ……………………………………………………… 62












表目錄
表1.1國家度量衡標準實驗室服務項目 ……………………… 2
表1.2柳中明教授紫外線輻射計校驗實驗室服務項目…………… 2
表1.3 NIST服務項目 …………………………………………… 2
表2.1各機率分配總整表 ………………………………………… 18
表2.2相對不確定性及其自由度整理表 ………………………… 19
表2.3 A、B類評估不確定度總整表 …………………………… 19
表2.4 常態分配與t分配之擴充系數誤差百分比(%) ………… 22
表3.1 我國目前UVI分級表 ………………………………… 31
表3.2 UVI與輻照度換算表 …………………………………… 32
表3.3 輻射度量名稱與單位表 …………………………………… 34
表4.1 實驗器材表 ……………………...………………………… 40
表4.2 各誤差源之適用A、B類評估表 ………………………… 49
表4.3 重複性實際量測數據 ……………………………………… 53
表4.4 量測儀表相關不確定度總整理 …………………………… 54
表4.5 系統不確定度分析表 ……………………………………… 57
表4.6校正、測試報告格式 …………………………………… 58




圖目錄
圖2.1量測不確定度評估程序流程圖 …………………………… 5
圖2.2常態分配 …………………………………………………… 15
圖2.3矩形分配圖 ………………………………………………… 16
圖2.4三角分配圖 ………………………………………………… 17
圖2.4 U形分配圖 ………………………………………………… 17
圖2.6 A類不確定度評估流程圖 ………………………………… 20
圖2.7 B類不確定度評估流程圖 ………………………………… 20
圖3.1 紫外線光譜波長圖 ………………………………………… 27
圖3.2 紅斑作用光譜曲線 ………………………………………… 28
圖3.3太陽紫外線光譜內所量度的紫外線強度及「紅斑作用光譜曲線」
……………………………………………………………… 30
圖3.4受紅斑光譜加權後的總紫外線強度 ……………………… 30
圖3.5 輻射強度的定義圖 ………………………………………… 33
圖3.6 距離平方反比定律 ………………………………………… 35
圖3.7 點光源能量的傳輸 ………………………………………… 36
圖3.8 以光源為主的校正方式 …………………………………… 37
圖3.9 以儀表為主的校正方式 …………………………………… 38
圖4.1 量測系統架構 ……………………………………………… 40
圖4.2 實際系統量測圖 …………………………………………… 41
圖4.3 架構俯視圖 ………………………………………………… 41
圖4.4架構正視圖 ………………………………………………… 42
圖4.5架構側視圖 ………………………………………………… 42
圖4.6 儀表與平台切齊 …………………………………………… 43
圖4.7光源與平台切齊 …………………………………………… 43
圖4.8 TES-1367溫濕度計 ………………………………………… 44
圖4.9 對光側視圖 ………………………………………………… 45
圖4.10對光俯視圖 ………………………………………………… 45
圖4.11 確認未照光時數值 ………………………………………… 46
圖4.12 確認滑軌刻度是否切齊(1) ………………………………… 46
圖4.13確認滑軌刻度是否切齊(2) ………………………………… 46
圖4.14 Solar Light確認標準光源穩定 …………………………… 47
圖4.15 誤差源 …………………………………………………… 49
圖4.16 UVI與溫度關係圖 ………………………………………… 50
圖4.17 UVI與溼度關係圖 ………………………………………… 50
圖4.18 紫外線防護手套 ………………………………………… 59
圖4.19 紫外線護目鏡 …………………………………………… 59
參考文獻
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