在線pH計電計pH示值誤差測量結果不確定度評定

(天津市計量監督檢測科學研究院 天津 300192)

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在線pH計電計pH示值誤差測量結果不確定度評定

李紅亮郭知明孫銀合姚堯

(天津市計量監督檢測科學研究院天津300192)

隨著工業發展和技術更新越來越多的在線儀器需要校準檢定，特別是在線pH計，本文主要根據JJF 1547-2015《在線pH計校準規范》討論了在pH計關于電計pH示值誤差不確定度的評定，對于校準在線pH計有著重要指導意義。

在線pH計；電計pH值；示值誤差；不確定度評定

在線pH計是在線測量儀器中常見的一種分析測量儀器，廣泛應用于醫藥化工、食品、石油化工、污水處理、環境監測、城市供水等關系經濟和生活行業中，具有實時連續性監測。本文主要對在線pH計電計pH示值誤差進行不確定度評定和分析。

一、測量方法：按照JJF 1547-2015《在線pH計校準規范》關于電計pH示值誤差的校準方法。

校準用計量標準器：PHC-1酸度檢定儀，0.0006級

環境條件：溫度23.5℃，濕度45%RH

計量對象：0.01級和0.1級兩臺在線pH計

二、測量方法：按照JJF 1547-2015《在線pH計校準規范》中7.2條款，把酸度檢定儀接好在線pH計，儀器溫度補償調至25℃，校準好儀器，然后用酸度檢定儀向電計輸入pH信號值，計算標準值和測量值的差值，即為電計pH示值誤差。

三、數學模型建立

電計pH示值誤差服從以下公式

ΔpH示值

(式1)

其中：ΔpH示值為電計示值誤差

pH為被校準電計示值

pHs為輸入的標準值

其不確定度的計算公式可以從(1)中導出。

(式2)

由于?d/?pH=1 ?d/?pHs=-1

(式3)

1.不確定度來源分析

(1)示值測量引入的不確定度；(2)標準器引入的不確定度；(3)儀器分辨力引入的不確定度。

2.各分量的標準不確定度的評定

(1)A類不確定度電計pH示值測量的標準不確定度u(pH)

計算電計示值測量的標準不確定度u(pH)，要求給出標準偏差，可以考慮從測量時得到的數據的分散性，用A類評定的方法可按貝塞爾公式計算：

用酸度檢定儀對兩臺儀器輸入10.00pH點測量6次結果如下表1所示。

表1 示值測量結果

(2)B類不確定度標準器的不確定度u(pHs)

(3)儀器分辨力也會對測量結果產生影響，分辨力產生的不確定度即最小分辨率的誤差u(pH量)，則以上的式(3)可以改為以下公式：

(式4)

0.01級在線pH計，其最小分辨率為0.01pH，不確定度為：

0.1級在線pH計，其最小分辨率為0.1pH，不確定度為：

(4)合成標準不確定度

把以上計算得到的分量不確定度值代入公式(4)中，合成標準不確定度，具體結果見表2。

表2 合成標準不確定度

(5)合成擴展不確定度

取包含因子k=2，則擴展不確定度為：

0.01級U=ku(ΔpH示值)=2×0.005pH=0.01pH

0.1級U=ku(ΔpH示值)=2×0.04pH=0.10pH