工作金屬量器容量測量不確定度評估

● 大同市質量技術監督檢驗測試所 付珽

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工作金屬量器容量測量不確定度評估

● 大同市質量技術監督檢驗測試所 付珽

摘 要：工作金屬量器是用于計量液體的計量器具，在測量金屬量器過程中，影響體積的因素很多。本文依據JJG 259—2005《標準金屬量器檢定規程》，采用容量比較法檢定工作金屬量器，詳細分析了影響金屬量器準確度的不確定度來源，給出了不確定度的評定過程與報告。

關鍵詞：標準金屬量器 不確定度 數學模型

概述

1.測量依據

JJG 259-2005《標準金屬量器檢定規程》

2.測量標準

二等標準金屬量器組，測量范圍為（1～5000）L，二等量器有1 L、2 L、5 L、10 L、20 L、50 L、100 L、200 L、500 L、1000 L，見表1。

表1　標準器和主要配套設備

3. 被測對象

2000 L、5000 L、2000 L以下的規格用一等量器組檢。

4 .測量方法

以水為檢定介質，將二等標準金屬量器的水（比例最大1∶5）注入被檢量器，讀取對應的液位高h。用二等金屬量器的分度容量f，考慮溫度對容量的影響，將被檢量器的容量值換算到VB下對應的高度。

5 .校準參數

容量。本次分析以2000 L為例。

數學模型

依據規程，考慮溫度對容量的影響，則被檢量器在刻度h，20 ℃時容積值為：

不確定度傳播率

由于各分量互不相關，可得合成方差為：

式中：

其中：

（1）按規程規定，三等量器計量頸分度容量不大于其標稱容量的，即

標準不確定度評定

被測容量值的測量不確定度來源主要由以下影響量引起：被檢量器液位高度差引入的不確定度分量；計量頸液位高度差引入的不確定度分量；計量頸容量引入的不確定度分量；標準金屬量器引入的不確定度分量；標準金屬量器體膨脹系數引入的不確定度分量；被校金屬量器體膨脹系數引入的不確定度分量；水的體膨脹系數引入的不確定度分量；

（1）被檢量器液位高度經過6次測量，最大值與最小值之差為2.00 mm，則由極差法給出重復性的不確定度為：

（1）計量頸6次測量最大與最小之差為0.50 mm，則由重復性給出的不確定度為：

100 L的量器計量頸分度值用1 L的二等標準金屬量器檢定，其最大允許誤差為，均勻分布，則

因此：

表2　標準不確定度分量一覽表

因此：

合成標準不確定度

1.標準不確定度分量一覽表（表2）

從以上計算過程中可得：

表3　金屬量器測量不確定度

2.擴展不確定度

對使用一等金屬量器標準裝置校準二等金屬量器的測量不確定度評估

1.可開展的工作金屬量器共有1 L、2 L、5 L、10 L、20 L、50 L、100 L、200 L，500 L、1000 L、2000 L、5000 L等12個規格，逐一分析其測量不確定度，見表3：

2. 三等金屬量器標準裝置的測量范圍為（1～5000）L，從上述分析中可看出重復性取最佳幾乎一樣，只有是可變的，校準小于100 L的量器時，使用的是二等容量瓶，最大允許誤差為，但這個分量太小，對合成標準不確定度沒有貢獻，因此對該套裝置測量范圍內的全部校準點測量不確定度評估如下：

測量范圍為（1～5000）L的三等金屬量器標準裝置的合成標準不確定度為：

校準和測量能力（CMC）

使用二等金屬量器標準裝置可校準的最佳對象為三等標準金屬量器，因此該項目的CMC為：（1～5000）L，