常用玻璃量器测量结果不确定度评定
时间：2020-03-30 05:24:00 来源：千叶帆 本文已影响人
摘要：本文结合实际检定工作，运用不确定度与表示方法，详细介绍了常用玻璃量器的不确定度的评定，系统分析了实际检定过程中各分量对检定结果及不确定度的影响。
关键词：常用玻璃量器 测量不确定度 示值误差 评定
1 概述
常用玻璃量器广泛应用在石油化工、食品卫生、环境检测等实验分析工作中。它包括滴定管、分度吸量管、单标线吸量管、单标线容量瓶、量筒和量杯六类玻璃量器，JJG196-2006《常用玻璃量器》对常用玻璃量器的容量允许误差进行了详细的规定，但仍不能满足一些行业部门对玻璃量器不确定度的要求。本文就选用10mL碱式滴定管，对其5mL和10mL两个检定点进行不确定度分析，以满足各行各业应用玻璃量器的化验室的需要。
2 概论
2.1 测量依据
JJG196-2006《常用玻璃量器》检定规程
2.2 测量方法
采用衡量法，通过天平称出被测量器中蒸馏水的质量，乘以测量温度下的K（t）值，即得20℃下的实际容量。
2.3 测量环境
室温为（20±5）℃，且变化量不大于1℃/h，水温与室温之差不大于2℃。
2.4 标准器
电子天平：（0～210）g/0.1mg；温度计：（15～25）℃/±0.2℃。
2.5 被测量器
被测量器为10mL，分度值为0.05mL的A级碱式滴定管。
3 数学模型
V20=m×K（t）
式中：V20——20℃下被测量器的实际容量，mL；
m——天平称出的蒸馏水的质量，m；
K（t）——测量温度下的修正值，mL/g。
4 不确定度来源
常用玻璃量器测量不确定度由以下3个分量组成：①检定点测量重复性引入的不确定度；②标准器引入的不确定度；③人员估读引入的不确定度。
5 不确定度一览表
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6 不确定度评定
6.1 测量仪器天平引起的标准不确定度分量u1
此分量属于B类标准不确定度，（0～210）g天平证书给出的扩展不确定度为0.06mg（k=2），因此：
u1=0.06mg/2=0.03mg。
转换为容量单位u1=0.00003mL。
6.2 液面读数误差带来的标准不确定度分量u2
此分量属于B类标准不确定度。液面的正确观察方法是：前面的标线与后面的标线相重合，此时观察者的视线与液面在同一水平线上，然后用弯月面的最低点与分度线的上缘水平相切，由于操作人员掌握的方法不一致，所以产生一定的误差。10mL碱式滴定管分度值为0.05mL，由实际操作经验，可估读至最小分度值的1/5，为0.01mL，属均匀分布，故标准不确定度：
u2=0.01/■=0.006mL。
6.3 测量重复性误差带来的标准不确定度分量u3
此分量属于A类标准不确定度。分别对10mL碱式滴定管5mL和10mL两个检定点重复测量10次，具体数据如下：
5mL检定点：
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运用贝塞尔公式得实验标准偏差：s（x）=■=0.0023mL
标准不确定度：u3=■=■=0.00073mL
10mL检定点：
■
运用贝塞尔公式得实验标准偏差：s（x）=■=0.00276mL
标准不确定度：u4=■=■=0.00087mL
7 合成标准不确定度和扩展不确定度
以上各不确定度各不相关，故10mL碱式滴定管5mL和10mL两个检定点的合成不确定度分别为：
5mL：uc1=■
=■=0.006mL
10mL：uc2=■
=■=0.006mL
扩展不确定度分别为：
5mL：U95=2×uc1=0.012mL （k=2）
10mL：U95=2×uc2=0.012mL （k=2）
8 结束语
修正值K（t）的引入大大减少了常用玻璃量器测量结果不确定度评定的工作量，也使得不确定度评定具有很高的相近性，符合上述条件的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定。
参考文献：
[1]JJG196-2006，常用玻璃量器[S].
[2]JJF1059-1999，测量不确定度评定与表示[S].
[3]IS04787-1984，玻璃量器的使用及容量的测试方法[S].
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