常用玻璃量器測量結(jié)果不確定度評定

崔越

摘要：本文結(jié)合實(shí)際檢定工作，運(yùn)用不確定度與表示方法，詳細(xì)介紹了常用玻璃量器的不確定度的評定，系統(tǒng)分析了實(shí)際檢定過程中各分量對檢定結(jié)果及不確定度的影響。

關(guān)鍵詞：常用玻璃量器 測量不確定度 示值誤差 評定

1 概述

常用玻璃量器廣泛應(yīng)用在石油化工、食品衛(wèi)生、環(huán)境檢測等實(shí)驗(yàn)分析工作中。它包括滴定管、分度吸量管、單標(biāo)線吸量管、單標(biāo)線容量瓶、量筒和量杯六類玻璃量器，JJG196-2006《常用玻璃量器》對常用玻璃量器的容量允許誤差進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定，但仍不能滿足一些行業(yè)部門對玻璃量器不確定度的要求。本文就選用10mL堿式滴定管，對其5mL和10mL兩個(gè)檢定點(diǎn)進(jìn)行不確定度分析，以滿足各行各業(yè)應(yīng)用玻璃量器的化驗(yàn)室的需要。

2 概論

2.1 測量依據(jù)

JJG196-2006《常用玻璃量器》檢定規(guī)程

2.2 測量方法

采用衡量法，通過天平稱出被測量器中蒸餾水的質(zhì)量，乘以測量溫度下的K（t）值，即得20℃下的實(shí)際容量。

2.3 測量環(huán)境

室溫為（20±5）℃，且變化量不大于1℃/h，水溫與室溫之差不大于2℃。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)器

電子天平：（0～210）g/0.1mg；溫度計(jì)：（15～25）℃/±0.2℃。

2.5 被測量器

被測量器為10mL，分度值為0.05mL的A級堿式滴定管。

3 數(shù)學(xué)模型

V20=m×K（t）

式中：V20——20℃下被測量器的實(shí)際容量，mL；

m——天平稱出的蒸餾水的質(zhì)量，m；

K（t）——測量溫度下的修正值，mL/g。

4 不確定度來源

常用玻璃量器測量不確定度由以下3個(gè)分量組成：①檢定點(diǎn)測量重復(fù)性引入的不確定度；②標(biāo)準(zhǔn)器引入的不確定度；③人員估讀引入的不確定度。

5 不確定度一覽表

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6 不確定度評定

6.1 測量儀器天平引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1

此分量屬于B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度，（0～210）g天平證書給出的擴(kuò)展不確定度為0.06mg（k=2），因此：

u1=0.06mg/2=0.03mg。

轉(zhuǎn)換為容量單位u1=0.00003mL。

6.2 液面讀數(shù)誤差帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u2

此分量屬于B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度。液面的正確觀察方法是：前面的標(biāo)線與后面的標(biāo)線相重合，此時(shí)觀察者的視線與液面在同一水平線上，然后用彎月面的最低點(diǎn)與分度線的上緣水平相切，由于操作人員掌握的方法不一致，所以產(chǎn)生一定的誤差。10mL堿式滴定管分度值為0.05mL，由實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，可估讀至最小分度值的1/5，為0.01mL，屬均勻分布，故標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

u2=0.01/■=0.006mL。

6.3 測量重復(fù)性誤差帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u3

此分量屬于A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度。分別對10mL堿式滴定管5mL和10mL兩個(gè)檢定點(diǎn)重復(fù)測量10次，具體數(shù)據(jù)如下：

5mL檢定點(diǎn)：

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運(yùn)用貝塞爾公式得實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差：s（x）=■=0.0023mL

標(biāo)準(zhǔn)不確定度：u3=■=■=0.00073mL

10mL檢定點(diǎn)：

■

運(yùn)用貝塞爾公式得實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差：s（x）=■=0.00276mL

標(biāo)準(zhǔn)不確定度：u4=■=■=0.00087mL

7 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度

以上各不確定度各不相關(guān)，故10mL堿式滴定管5mL和10mL兩個(gè)檢定點(diǎn)的合成不確定度分別為：

5mL：uc1=■

=■=0.006mL

10mL：uc2=■

=■=0.006mL

擴(kuò)展不確定度分別為：

5mL：U95=2×uc1=0.012mL （k=2）

10mL：U95=2×uc2=0.012mL （k=2）

8 結(jié)束語

修正值K（t）的引入大大減少了常用玻璃量器測量結(jié)果不確定度評定的工作量，也使得不確定度評定具有很高的相近性，符合上述條件的測量結(jié)果，一般可直接使用本不確定度的評定。

參考文獻(xiàn)：

[1]JJG196-2006，常用玻璃量器[S].

[2]JJF1059-1999，測量不確定度評定與表示[S].

[3]IS04787-1984，玻璃量器的使用及容量的測試方法[S].