如何觀察光的旋光現(xiàn)象誤差分析？
旋光儀是一種分析物質(zhì)旋光特性的分析儀器，通過(guò)對(duì)樣品旋光度的測(cè)定，可以分析確定物質(zhì)的濃度、含量及純度，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥衛(wèi)生、制糖等行業(yè)的化學(xué)分析。
旋光儀測(cè)量誤差分析的重要性
旋光儀的結(jié)構(gòu)有機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)光元部件及電信號(hào)處理電路。在正常情況下，旋光儀精確度應(yīng)達(dá)到0.01°、0.02°、0.03°旋光度。除了旋光儀在設(shè)計(jì)、制作中的固有誤差外，研究分析和消除影響旋光儀計(jì)量性能的外部多種因素就十分關(guān)鍵。
旋光儀的固有誤差由設(shè)計(jì)因素，選擇的元器件和制造工藝等構(gòu)成，決定了旋光儀的準(zhǔn)確度。旋光儀的固有誤差和外部工作條件變化產(chǎn)生的誤差通常由系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差組成，當(dāng)出現(xiàn)巨大誤差時(shí)，亦即殘余誤差的絕對(duì)值大于3δ的測(cè)量值時(shí)，就可能是操作人員的失誤和是旋光儀發(fā)生了故障所致，為旋光儀隨機(jī)不確定度。
根據(jù)隨機(jī)誤差的特性與規(guī)律，隨機(jī)誤差呈正態(tài)分布，多次測(cè)量的平均值其誤差趨于零，通過(guò)殘余誤差求標(biāo)準(zhǔn)偏差估計(jì)值由貝塞爾公式作為評(píng)定旋光儀隨機(jī)誤差的統(tǒng)計(jì)平均值，取±2δ標(biāo)準(zhǔn)偏差確定隨機(jī)誤差的置信概率為95%，根據(jù)樣品要求的誤差限確定旋光儀的級(jí)別，必要時(shí)應(yīng)將旋光儀修正值列入計(jì)算。
旋光儀測(cè)量誤差影響因素
1、溫度誤差因素
旋光儀長(zhǎng)時(shí)間工作溫升較高，樣品與旋光儀溫度平衡需一定時(shí)間，由于測(cè)試方法上的原因，時(shí)間長(zhǎng)樣品會(huì)逐漸渾濁，影響光線透過(guò)率，同批次樣品較多時(shí)易造成測(cè)量誤差。當(dāng)樣品溫度偏離規(guī)定的20℃±0.2℃時(shí)，應(yīng)進(jìn)行修正。
另外，溫度變化還會(huì)使待測(cè)物質(zhì)分子間發(fā)生締合或離解，使旋光度發(fā)生改變。不同物質(zhì)的溫度系數(shù)不同，一般在-(0.01～0.04)℃之間。為此在實(shí)驗(yàn)測(cè)定時(shí)必須恒溫，旋光管上裝有恒溫夾套，與超級(jí)恒溫槽連接。
旋光儀工作時(shí)，環(huán)境溫度應(yīng)保持在20℃左右，并置于易通風(fēng)散熱、陰涼干燥弱光處。溫升過(guò)高、各部分元部件參數(shù)會(huì)發(fā)生變化，影響測(cè)量準(zhǔn)確度。測(cè)量間隔時(shí)間超過(guò)半小時(shí)以上的時(shí)應(yīng)關(guān)閉電源以減小自身發(fā)熱量，測(cè)量樣品溫度時(shí)應(yīng)規(guī)范、及時(shí)和準(zhǔn)確，避免人為因素。
2、濃度和旋光管誤差因素
在一定的實(shí)驗(yàn)條件下，常將旋光物質(zhì)的旋光度與濃度視為成正比，將比旋光度作為常數(shù)。而旋光度和溶液濃度之間并不是嚴(yán)格地呈線性關(guān)系，因此嚴(yán)格講比旋光度并非常數(shù)，旋光度與旋光管的長(zhǎng)度成正比。旋光管通常有10cm、20cm、22cm三種規(guī)格。旋光儀經(jīng)常使用的有10cm長(zhǎng)度的。但對(duì)旋光能力較弱或者較稀的溶液，為提高準(zhǔn)確度，降低讀數(shù)的相對(duì)誤差，需用20cm或22cm長(zhǎng)度的旋光管。
旋光管長(zhǎng)度誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果有較大影響，應(yīng)符合0.01～0.2%標(biāo)稱(chēng)尺寸準(zhǔn)確度要求，兩端要保持干凈、無(wú)裂紋、缺口、劃痕，定期清洗和檢定，旋光儀測(cè)量前應(yīng)在經(jīng)檢定合格準(zhǔn)備使用的旋光管中注入蒸餾水或空白溶劑進(jìn)行零位校正，旋光管端帽磨損過(guò)大時(shí)要及時(shí)更換，避免因旋光管中心線與光路軸線不重合產(chǎn)生較大誤差。
3、溶劑誤差因素
旋光物質(zhì)的旋光度主要取決于物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)。另外，還與光線透過(guò)物質(zhì)的厚度，旋光儀測(cè)量時(shí)所用光的波長(zhǎng)和溫度有關(guān)。如果被測(cè)物質(zhì)是溶液，影響因素還包括物質(zhì)的濃度，溶劑也有一定的影響。因此旋光物質(zhì)的旋光度，在不同的條件下，測(cè)定結(jié)果通常不一樣。
4、人員因素誤差
操作人員的不規(guī)范行為：①不測(cè)量樣品溫度；②測(cè)量時(shí)溫度平衡時(shí)間不足；③不按檢測(cè)方法規(guī)定的讀取五次測(cè)量要求平均值；④測(cè)量結(jié)束后不讀取旋光儀零點(diǎn)；⑤不等旋光儀完全平衡后匆忙讀數(shù)；⑥在旋光儀起輝狀態(tài)下測(cè)量等等。
5、旋光儀計(jì)量性能變化因素誤差
旋光儀長(zhǎng)時(shí)間工作后光、機(jī)、電各部分工作狀態(tài)的變化引起計(jì)量性能的變化，較明顯的有幾種表現(xiàn)：
?、傩鈨x示數(shù)偏低：220V交流供電偏低，超出機(jī)內(nèi)穩(wěn)壓電源范圍，鈉光燈發(fā)暗。鈉光燈超壽命使用而老化發(fā)光不足。濾光片臟污、移位，主光路不正，均會(huì)造成光通量減小。光電倍增管衰老靈敏度下降，電子元部件性能變化使輸出減弱等，都會(huì)造成讀數(shù)誤差。
?、谛鈨x示數(shù)偏高：濾光片移位或脫落損壞，鈉光燈供電電流偏大、電壓偏高，使測(cè)量產(chǎn)生負(fù)誤差。鈉光燈超常發(fā)光還會(huì)降低使用壽命。
?、坌鈨x示數(shù)變差大，重復(fù)性差：機(jī)械部分配合失當(dāng)，緊固件有松動(dòng)或位移，石英調(diào)制片或調(diào)制電機(jī)相互間有滑動(dòng)。數(shù)字式旋光儀光電計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)工作不協(xié)調(diào)，兩只光電管性能差異過(guò)大，透度狹縫位置欠佳等等。
