降落數(shù)值法測定小麥降落數(shù)值結(jié)果偏差的分析
降落數(shù)值法是對谷物中 ɑ-淀粉酶的活性進行測定的方法， 可以準(zhǔn)確評價谷物發(fā)芽損傷的程度， 反映的是 ɑ-淀粉酶的活性， 適用于谷物， 特別適用于小麥等。 任何檢測試驗產(chǎn)生的測量結(jié)果都具有不確定度， 如何識別影響測量結(jié)果不確定度的主要因素， 從而注意對這些主要分量加以控制， 對提高測量的準(zhǔn)確性具有實際意義。
本文根據(jù) JJF1059-1999 《測量不確定度評定與表示》 對小麥降落數(shù)值測定結(jié)果的不確定度進行分析評定， 找出引起不確定度的主要因素， 為用 FN 降落值儀測定小麥降落數(shù)值的不確定度評定提供參考。
1 測定方法
1.1 試驗原理谷物粉 （如小麥粉） 的懸浮液在沸水浴中能迅速糊化， 并因其中 ɑ-淀粉酶活性的不同而使糊化物的淀粉不同程度的被液化， 液化程度不同， 攪拌器在糊化物中下降速度不同， 降落值的高低也就表明了相應(yīng)的 ɑ-淀粉酶活性的差異。 降落數(shù)值越低表明 ɑ-淀粉酶的活性越高。
降落數(shù)值以攪拌棒在糊化液中自由下降一段特定高度所需的秒數(shù)來表示。
1.2 試驗步驟
�。�1） 試樣制備。 取平均樣品 300g 在錘式旋風(fēng)磨中磨碎， 當(dāng)留存在 710μm 篩的篩上物不超過 1%時可棄去，充分混勻篩下物。
�。�2） 試樣水分含量測定。 按 GB 5497 測定。
（3） 稱樣 . 稱樣量必須按試樣水分含量進行計算 .在試樣含水量為 15.0%時， 試樣量為 7.00g, 試樣含水量高于或低于 15.0%時， 稱樣量要進行折算。
�。�4） 往水浴桶中加入蒸餾水 , 加熱。 當(dāng)水浴桶中沸騰后開啟冷凝水， 確保儀器工作時有冷水在冷凝管中循環(huán)， 以防止水浴桶中水蒸氣逸出， 致使水浴桶中水位下降。 待水浴桶內(nèi)水加熱至沸騰后， 用測量精度為±0.2℃的精密溫度計測量水浴桶中的水溫， 如果沸水溫度高于或低于 100℃時， 進行調(diào)節(jié)， 確保水溫 100℃。
�。�5） 把稱好的試樣分別倒入二支黏度管中 , 并將黏度管傾斜成 45°角， 各加入 25mL、 20℃蒸餾水， 立即蓋緊橡皮塞， 連續(xù)猛烈搖動 20 次， 得到均勻無粉狀物的懸浮液。 立即將攪拌棒插入黏度管中， 將黏度管插入水浴桶中， 按啟動鍵測量降落數(shù)值。
1.3 試驗環(huán)境在空調(diào)條件下， 室溫變化為 （20±0.2） ℃。
1.4 主要測量儀器 降落數(shù)值儀， 電子天平 （精度 0.01g, 0.001g）， 錘式旋風(fēng)磨 （孔 徑 0.8mm）， 溫 度 計 （精 密 度±0.2℃），25mL 單標(biāo)線移液管。
2 建立數(shù)學(xué)模型
X=X軍+ΔX式中： X 為修正后樣品降落數(shù)值的測定結(jié)果， s; X軍為同一樣品多次測定結(jié)果的算術(shù)平均值， s; ΔX 為修正值， s.
3 測量不確定度來源
以檢測過程和數(shù)學(xué)模型分析， 該試驗的不確定度主要由 3 方面引起： （1） 由測量重復(fù)性引入的不確定度；（2） 測定小麥試樣水分含量引入的不確定度； （3） 由試驗用的電子天平和移液管引入的不確定度。
4 測量不確定度分析
4.1 由測量重復(fù)性引入的不確定度對同一樣品按照標(biāo)準(zhǔn)方法進行 6 次平行測定， 結(jié)果見表 1.
4.2 測量樣品水分引入的不確定度4.2.1 電子天平引起的不確定度
（1） 電子天平的最大允許誤差△m=±1mg, 根據(jù)矩形分布， 標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u1（m0）=1姨3=0.577mg
�。�2） 電子天平的分辨力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u2（m0）=0.29×1=0.29mg由天平引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度合成為：
uj（m0）= u12（m0）+u22（m0）姨 = 0.5772+0.292姨 =0.646mg相對不確定度為：
ur（天平）=0.6462.000×1000=0.0003234.2.2 稱量
�。�1） 烘盒烘至恒質(zhì) , 恒質(zhì)的最大允許誤差為±5mg,根據(jù)矩形分布， 標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：
uh（m0）=5姨3=2.887mg烘盒質(zhì)量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u（m0）= uj2（m0）+uh2（m0）姨 = 0.6462+2.8872姨 =2.958mg相
對不確定度為：ur（鋁盒）=2.95816.267×1000=0.000182（2） 烘前烘盒和試樣質(zhì)量 , 分析天平不確定度 uj（m0） =0.646mg, 相對不確定度為：ur（m1）=0.64618.273×1000=0.0000354
�。�3） 烘后烘盒和試樣質(zhì)量 , 分析天平不確定度 uj（m0） =0.646mg, 相對不確定度為：ur（m1）=0.64618.005×1000=0.00003594.2.3 重復(fù)測量所引起的不確定度6 次平行測定的水分結(jié)果為： 13.4%、 13.4%、 13.3%、13.5%、 13.4% 和 13.5% , 平均值為 13.4% , 標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.000753, 其 標(biāo) 準(zhǔn) 不 確 定 度 為 u =S姨6=0.000753姨6=0.000307, 相對不確定度 ur=0.0003070.134=0.00229因此， 由水分含量測定引入的相對不確定度為：
ur（水分）=0.0003232+0.0001822+0.00003542+0.00003592+0.002292姨 =0.003264.3
稱量試樣引入的不確定度用電子天平稱取小麥試樣 6.85g, 天平的最大允許誤差△m=±0.01g, 按均勻分布， k= 3姨 , 二次稱量 （調(diào)零），合成為三角分布， 則天平稱量誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u（m）= 2× （0.01姨3）姨2=0.00816g相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度：
ur（m）=0.008166.85=0.001194.4 A 級 25mL 單標(biāo)線移液管所引入的不確定度（1） A 級 25mL 單標(biāo)線移液管容量允差為±0.030mL,按三角分布考慮：
u1=0.030姨6=0.0122mL
（2） 溫度影響：
u2=25×2.1×10-4×2姨3=0.00606mL移液管引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u移= 0.01222+0.006062姨 =0.0136mL相對不確定度為：
ur（移）=0.013625=0.000544
5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度
5.1 合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur（x）= 0.01072+0.003262+0.001192+0.005442姨 =0.01135.2 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（x）=ur（x）×X=0.0113×424=4.79s5.3 計算擴展不確定度取包含因子 k=2.
U（x）=k×u（x）=2×4.79=9.58s≈10s5.4 不確定度報告本例中小麥降落值的測量結(jié)果表示為：FN=（424±10） s, k=2 （95%置信度）。
6 結(jié)論
從上述不確定度的評定分析可知， 重復(fù)性測量是響結(jié)果的最主要因素， 因此在測量過程要嚴格按照操作步驟的要求， 盡量縮短從加水到搖勻得到均勻懸浮液的時間， 同時要調(diào)節(jié)水浴桶內(nèi)的蒸餾水保持 100℃， 減少測量過程中產(chǎn)生的偶然性誤差， 提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。 測量水分引入的不確定度也應(yīng)引起重視。
