2024年5月25日发(作者：迟忠)
呼吸机校准结果的测量不确定度评定
呼吸机的校准参数主要有潮气量、呼吸频率、气道峰压、呼气末正压、吸气氧浓度等。
由于呼吸机参数校准采用直接测量法，故测量不确定度主要来源有：被校准呼吸机示值
重复性引入的不确定度分量；被校准呼吸机分辨力引入的不确定度分量；呼吸机检测仪
示值重复性引入的不确定度分量；呼吸机检测仪分辨力引入的不确定度分量；呼吸机检
测仪最大允差引入的不确定度分量。
对呼吸机的主要校准参数分别评定如下：
1.潮气量相对示值误差校准结果的测量不确定度评定
1.1测量模型
式中：
V
0
V
m
V
m
100%
——被校准呼吸机潮气量相对示值误差，%；
V
0
——被校准呼吸机潮气量3次监测值的算术平均值，mL；
V
m
——测试仪潮气量3次测量值的算术平均值，mL
因各项互不相关，所以标准不确定度u
c
依据方程
m
f
22
)u(X
i
)
C
i
2
u
2
(X
i
)
u
（
y
）
=
(
i1
x
i
i1
2
c
m
式中各分量相对独立，互不相关，C
1
=
/V
0
1/V
m
，C
2
=
/V
m
1.2标准不确定度分析与评定
1.2.1被校准呼吸机引入的不确定度分量u（V
o
）
1.2.1.1被校准呼吸机示值重复性引入的不确定度分量u
o1
通过对V
T
=500mL示值进行10次独立重复测量，所得数据如表1所示。
V
0
V
2
m
。
表1 潮气量测量值 单位：mL
次数
呼吸机监测值
测试仪测量值
1
485
457
2
487
457
3
485
456
4
486
457
5 6 7
487
459
8 9 10 平均值
487 485
458 456
486 488
459 457
484 486.0
458 457.4
由贝塞尔公式得：s
o
=1.247mL，s
m
=1.075mL，对潮气量校准点分别进行3次测量，
则由被校准呼吸机示值重复性引入的不确定度为u
o1
=s
o
/
3
=0.72mL，u
m1
=s
m
/
3
=0.62mL。
1.2.1.2 被校准呼吸机分辨力引入的不确定度分量u
o2
被校呼吸机潮气量分辨力为1mL，按均匀分布处理，k=
3
，则u
o2
=0.5/
3
=0.289mL。
由于呼吸机监测值重复性引入的不确定度u
o1
=0.72mL大于被校呼吸机分辨力引入的不确
定度u
o2
=0.289mL，因此只需考虑重复性引入的标准不确定度分量u
Ao
1.2.1.3 被校准呼吸机引入的标准不确定度分量u（V
o
）
u（V
o
）=u
o1
=0.72mL
1.2.2 呼吸机测试仪引入的不确定度分量u（V
m
）
1.2.2.1呼吸机检测仪示值重复性引入的不确定度分量u
m1
由1.2.1.1中的表1可知，u
m1
=s
m
/
3
=0.62mL
1.2.2.2呼吸机检测仪分辨力引入的不确定度分量u
m2
呼吸机测试仪的潮气量分辨力为0.1mL，按均匀分布处理，k=
3
，则u
m2
=0.05/
3
=0.0289mL。由于呼吸机监测值重复性引入的不确定度u
m1
=0.62mL大于被校呼吸机分辨
力引入的不确定度u
m2
=0.0289mL，因此只需考虑重复性引入的标准不确定度分量u
m1
1.2.2.3 呼吸机测试仪最大允许误差引入的不确定度u
m3
由校准规范中要求呼吸机测试仪潮气量最大允许误差为：±10mL，按均匀分布计算，
则u
m3
=5.77mL，所以
u（V
m
）
u
2
m1
u
2
m3
=5.80mL。
1.3 合成标准不确定度u
c
u
c
1.4 扩展不确定度
1
2
V
m
u(V
0
)
2
V
0
2
4
V
m
u
2
(V
m
)
=1.4%
取k=2，则潮气量在500 mL点处的相对扩展不确定度
U
rel
=ku
c
=2×1.4%=2.8%，k=2。
在(10～1000) mL范围内，按上述步骤分别得到300 mL，400 mL，600 mL和800 mL
处相对示值误差校准结果的扩展不确定度为2.7%，2.9%，2.8%和3.0%。因此综合评定得
出：在(10～1000) mL范围内，潮气量相对示值误差校准结果的相对扩展不确定度：
U
rel
=3.0%，k=2。
2024年5月25日发(作者：迟忠)
呼吸机校准结果的测量不确定度评定
呼吸机的校准参数主要有潮气量、呼吸频率、气道峰压、呼气末正压、吸气氧浓度等。
由于呼吸机参数校准采用直接测量法，故测量不确定度主要来源有：被校准呼吸机示值
重复性引入的不确定度分量；被校准呼吸机分辨力引入的不确定度分量；呼吸机检测仪
示值重复性引入的不确定度分量；呼吸机检测仪分辨力引入的不确定度分量；呼吸机检
测仪最大允差引入的不确定度分量。
对呼吸机的主要校准参数分别评定如下：
1.潮气量相对示值误差校准结果的测量不确定度评定
1.1测量模型
式中：
V
0
V
m
V
m
100%
——被校准呼吸机潮气量相对示值误差，%；
V
0
——被校准呼吸机潮气量3次监测值的算术平均值，mL；
V
m
——测试仪潮气量3次测量值的算术平均值，mL
因各项互不相关，所以标准不确定度u
c
依据方程
m
f
22
)u(X
i
)
C
i
2
u
2
(X
i
)
u
（
y
）
=
(
i1
x
i
i1
2
c
m
式中各分量相对独立，互不相关，C
1
=
/V
0
1/V
m
，C
2
=
/V
m
1.2标准不确定度分析与评定
1.2.1被校准呼吸机引入的不确定度分量u（V
o
）
1.2.1.1被校准呼吸机示值重复性引入的不确定度分量u
o1
通过对V
T
=500mL示值进行10次独立重复测量，所得数据如表1所示。
V
0
V
2
m
。
表1 潮气量测量值 单位：mL
次数
呼吸机监测值
测试仪测量值
1
485
457
2
487
457
3
485
456
4
486
457
5 6 7
487
459
8 9 10 平均值
487 485
458 456
486 488
459 457
484 486.0
458 457.4
由贝塞尔公式得：s
o
=1.247mL，s
m
=1.075mL，对潮气量校准点分别进行3次测量，
则由被校准呼吸机示值重复性引入的不确定度为u
o1
=s
o
/
3
=0.72mL，u
m1
=s
m
/
3
=0.62mL。
1.2.1.2 被校准呼吸机分辨力引入的不确定度分量u
o2
被校呼吸机潮气量分辨力为1mL，按均匀分布处理，k=
3
，则u
o2
=0.5/
3
=0.289mL。
由于呼吸机监测值重复性引入的不确定度u
o1
=0.72mL大于被校呼吸机分辨力引入的不确
定度u
o2
=0.289mL，因此只需考虑重复性引入的标准不确定度分量u
Ao
1.2.1.3 被校准呼吸机引入的标准不确定度分量u（V
o
）
u（V
o
）=u
o1
=0.72mL
1.2.2 呼吸机测试仪引入的不确定度分量u（V
m
）
1.2.2.1呼吸机检测仪示值重复性引入的不确定度分量u
m1
由1.2.1.1中的表1可知，u
m1
=s
m
/
3
=0.62mL
1.2.2.2呼吸机检测仪分辨力引入的不确定度分量u
m2
呼吸机测试仪的潮气量分辨力为0.1mL，按均匀分布处理，k=
3
，则u
m2
=0.05/
3
=0.0289mL。由于呼吸机监测值重复性引入的不确定度u
m1
=0.62mL大于被校呼吸机分辨
力引入的不确定度u
m2
=0.0289mL，因此只需考虑重复性引入的标准不确定度分量u
m1
1.2.2.3 呼吸机测试仪最大允许误差引入的不确定度u
m3
由校准规范中要求呼吸机测试仪潮气量最大允许误差为：±10mL，按均匀分布计算，
则u
m3
=5.77mL，所以
u（V
m
）
u
2
m1
u
2
m3
=5.80mL。
1.3 合成标准不确定度u
c
u
c
1.4 扩展不确定度
1
2
V
m
u(V
0
)
2
V
0
2
4
V
m
u
2
(V
m
)
=1.4%
取k=2，则潮气量在500 mL点处的相对扩展不确定度
U
rel
=ku
c
=2×1.4%=2.8%，k=2。
在(10～1000) mL范围内，按上述步骤分别得到300 mL，400 mL，600 mL和800 mL
处相对示值误差校准结果的扩展不确定度为2.7%，2.9%，2.8%和3.0%。因此综合评定得
出：在(10～1000) mL范围内，潮气量相对示值误差校准结果的相对扩展不确定度：
U
rel
=3.0%，k=2。