瓶裝飲用純凈水凈含量計(jì)量檢驗(yàn)不確定度評(píng)定方法研究

劉霞 樊軍

摘要：本文介紹了瓶裝飲用純凈水凈含量計(jì)量檢驗(yàn)不確定度的評(píng)定與表述，從檢驗(yàn)過(guò)程中找出影響檢驗(yàn)結(jié)果的因素，根據(jù)JJF1070—2005《定量包裝商品凈含量計(jì)量檢驗(yàn)規(guī)則》中有關(guān)規(guī)定評(píng)定測(cè)量結(jié)果的不確定度，把經(jīng)稱量得到的質(zhì)量單位換算為GB17323-1999瓶裝飲用純凈水凈含量要求的體積計(jì)量單位，最終得到瓶裝飲用純凈水凈含量計(jì)量檢驗(yàn)不確定度評(píng)定結(jié)果。

關(guān)鍵詞：純凈水 ?凈含量 ?計(jì)量檢驗(yàn) ?不確定度評(píng)定

引言

根據(jù)GB17323-1999瓶裝飲用純凈水國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，第5.5條規(guī)定的凈含量檢驗(yàn)方法，在（20±2）℃的條件下，將水樣沿容器壁緩慢倒入量筒中，讀取容積數(shù)。2L以上的可以采用稱量法。生產(chǎn)企業(yè)大多數(shù)為小型企業(yè)，因此沒(méi)有配備大容積的量筒，大多數(shù)檢驗(yàn)凈含量時(shí)采用了稱量法（JJF1070中稱相對(duì)密度法），為了更加科學(xué)、合理檢驗(yàn)瓶裝飲用純凈水的大容積的凈含量，本文對(duì)采用稱量法凈含量計(jì)量檢驗(yàn)的不確定度進(jìn)行了評(píng)定，以期對(duì)生產(chǎn)企業(yè)采用稱量法檢驗(yàn)瓶裝飲用純凈水凈含量有所幫助。

一、測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)述

1、測(cè)量依據(jù)：JJF1070—2005《定量包裝商品凈含量計(jì)量檢驗(yàn)規(guī)則》。

2、測(cè)量環(huán)境條件：溫度（20±2）℃，水溫變化不大于1℃/h。

3、測(cè)量設(shè)備：①、TCS-30型電子計(jì)價(jià)秤，分度值e =2g，d =e，測(cè)量范圍50g～30kg。②、測(cè)量范圍（0～50）℃，分度值0.1℃溫度計(jì)。

4、被測(cè)對(duì)象：18.9L（18900mL）瓶裝純凈水。

5、測(cè)量方法：采用稱量法，首先稱量總重，再稱量皮重，求得實(shí)際凈重，在將凈重?fù)Q算為20℃時(shí)的純凈水的體積實(shí)際凈含量，最終評(píng)定出測(cè)量結(jié)果的不確定度。

6、評(píng)定結(jié)果的使用：符合上述條件測(cè)量結(jié)果，并且液體均勻性好的一般可參照使用本不確定度評(píng)定方法。

二、數(shù)學(xué)模型

三、各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

以測(cè)量18.9L（18900mL）瓶裝純凈水凈含量為例。

（一）瓶裝純凈水總重mz引入的不確定度uz評(píng)定

uz是由四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)構(gòu)成，即電子計(jì)價(jià)秤測(cè)量范圍在（4～20）kg時(shí)最大允許誤差引入的不確定度uz1，電源電壓波動(dòng)引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uz2，瓶裝純凈水測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度uz3，電子計(jì)價(jià)秤分辨力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uz4

1、電子計(jì)價(jià)秤測(cè)量范圍在（4～20）kg時(shí)最大允許誤差引入的不確定度評(píng)定

依據(jù)JJG539-1997《數(shù)字指示秤檢定規(guī)程》，經(jīng)檢定合格的電子計(jì)價(jià)秤在2000～10000檢定點(diǎn)（檢驗(yàn)用電子計(jì)價(jià)稱的4～20kg）分度值的最大允許誤差為±1.5e，即±3g，最大值與最小值之差一般不會(huì)超過(guò)最大允許誤差的半寬。電子計(jì)價(jià)秤的準(zhǔn)確度引入的不確定度分項(xiàng)uz1的評(píng)定，服從均勻分布，采用B類評(píng)定方法，所以：

估計(jì)Δuz1/ uz1=0.10，則自由度vz1=50

2、電源電壓波動(dòng)引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

依據(jù)JJG539—1997在規(guī)定條件下電源電壓波動(dòng)引起的示值變化應(yīng)≤1e（e=2g），服從均勻分布，采用B類評(píng)定方法。

則uz2= 0.29δ（x）=0.29×2=0.58（g）

估計(jì)Δuz2/ uz2=0.10，則自由度vz2=50

3、瓶裝純凈水總重測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度

電子計(jì)價(jià)秤在稱量18.9 L（18900mL）純凈水時(shí)的測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)的評(píng)定（A類評(píng)定方法），在規(guī)定的環(huán)境條件下，用TCS-30型電子計(jì)價(jià)秤，分度值d =2g重復(fù)稱量10次瓶裝純凈水重量，結(jié)果如下（單位：g）：19616、19618、19618、19618、19616、19618、19618;19616、19618、19616。

另選取9瓶標(biāo)注為18.9 L瓶裝純凈水在重復(fù)性條件下連續(xù)測(cè)量10次，共得到9組測(cè)量列，每組測(cè)量列分別按上述方法計(jì)算得到單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差見(jiàn)表一。

3、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算

4、有效自由度

可近似為∞，對(duì)最終結(jié)果不會(huì)有太大影響。

5、擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

取置信概率p=95%，按自由度veff=∞，查t分布表得k95= t95（∞）=1.96，則擴(kuò)展不確定度為：U95= k95×uc=1.96×2.39=4.68（mL）

（六）測(cè)量不確定度報(bào)告與表示

瓶裝純凈水18.9L測(cè)量點(diǎn)測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為：U95=4.68，veff=∞

JJF1070—2005《定量包裝商品凈含量計(jì)量檢驗(yàn)規(guī)則》，第5.2條規(guī)定，定量包裝商品凈含量計(jì)量檢驗(yàn)結(jié)果的擴(kuò)展不確定度不得大于0.2T，取置信水平為95%。瓶裝水凈含量為18.9L時(shí)，查《定量包裝商品計(jì)量監(jiān)督管理辦法》得T=189mL

則0.2T = 0.2×189=37.8≈38（mL）

因U95<0.2T，所以本定量包裝商品凈含量計(jì)量檢驗(yàn)結(jié)果的擴(kuò)展確定度符合JJF1070—2005《定量包裝商品凈含量計(jì)量檢驗(yàn)規(guī)則》的規(guī)定

參考文獻(xiàn)：

[1]JJF1070—2005《定量包裝商品凈含量計(jì)量檢驗(yàn)規(guī)則》。

[2]《定量包裝商品凈含量計(jì)量監(jiān)督管理辦法》 （75號(hào)令）。

[3]JJF1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》。

[4]黃耀文等著《定量包裝商品凈含量計(jì)量檢驗(yàn)規(guī)則實(shí)施指南》中國(guó)計(jì)量出版社 2006年。