濁度計(jì)示值相對(duì)誤差的測(cè)量不確定度評(píng)定

(南通市計(jì)量檢定測(cè)試所，南通 226011)

濁度是指溶液對(duì)光線通過(guò)時(shí)所產(chǎn)生的阻礙程度，它包括懸浮物對(duì)光的散射和溶質(zhì)分子對(duì)光的吸收。濁度計(jì)是依據(jù)渾濁液對(duì)光進(jìn)行散射或透射的原理制成的測(cè)定液體濁度的專用儀器，廣泛應(yīng)用于食品、化工、冶金和制藥等行業(yè)，是常用的實(shí)驗(yàn)室儀器[1]。濁度計(jì)的量值溯源和準(zhǔn)確性日益受到重視。本文以此儀器為例，對(duì)其示值相對(duì)誤差測(cè)量中的不確定度進(jìn)行分析和評(píng)定。

1 測(cè)量方法

1.1 依據(jù)

JJG880-2006《濁度計(jì)檢定規(guī)程》。

1.2 測(cè)量環(huán)境

溫度：20±2℃，相對(duì)濕度：70%RH。

1.3 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)

水質(zhì)濁度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，編號(hào)GBW12001，Urel=3%(k=2)。

1.4 被測(cè)對(duì)象

上海儀電WGZ-200型濁度計(jì)，測(cè)量范圍0.00～50.0NTU和50.1～200NTU(量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換)，最大允許誤差±8 %。

1.5 測(cè)量過(guò)程

按照儀器使用說(shuō)明書(shū)校準(zhǔn)儀器，用濁度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，在量程上限不大于50NTU范圍內(nèi)，均勻取5個(gè)測(cè)量點(diǎn)，準(zhǔn)確稀釋配制相應(yīng)濁度值的標(biāo)準(zhǔn)溶液，每個(gè)濃度值測(cè)定3次，求其平均值，計(jì)算出各測(cè)量點(diǎn)的示值相對(duì)誤差[1,2]。

本文以16NTU測(cè)量點(diǎn)為例，評(píng)定其示值相對(duì)誤差的測(cè)量不確定度[3]。

2 測(cè)量模型

(1)[4]

式中：Δ——儀器示值相對(duì)誤差；

Ts——配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)稱值，NTU；

V2——容量瓶定容體積，mL；

V1——分度吸量管取樣體積，mL；

T——濁度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值，NTU。

3 方差和靈敏度系數(shù)

(2)

(3)

4 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

4.1 測(cè)量結(jié)果平均值引入的不確定度

取1臺(tái)WGZ-200濁度計(jì)，按儀器使用說(shuō)明書(shū)校準(zhǔn)后，重復(fù)測(cè)量16NTU標(biāo)準(zhǔn)溶液10次，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 單次測(cè)量值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差 NTU

4.2 有證濁度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值引入的不確定度u(T)

4.3 取樣體積引入的不確定度u(V1)

(1)吸量管的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1(V1)

(2)取樣時(shí)吸量管受溫度影響引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2(V1)

=0.00097mL

4.4 定容體積引入的不確定度u(V2)

(1)容量瓶的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1(V2)

(2)定容時(shí)容量瓶受溫度影響引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2(V2)

選用的單標(biāo)線容量瓶是鈉鈣玻璃材質(zhì)，體脹系數(shù)為25×10-6℃-1，

=0.0242mL，

5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總見(jiàn)表2。

表2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總表

將表中數(shù)據(jù)代入公式(2)，計(jì)算得：

=0.0169=1.69%

6 擴(kuò)展不確定度

取k=2，保留兩位有效數(shù)字，則：U=kuc(Δ)=2×1.69%=3.38%≈3.4% 。

7 測(cè)量不確定度報(bào)告

濁度計(jì)在16NTU測(cè)量點(diǎn)的示值相對(duì)誤差測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為U=3.4%(k=2)。

同理，可評(píng)定出規(guī)程中的其他測(cè)量點(diǎn)的不確定度。