吉普丽儿 2011/06/07
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第1楼2011/06/05
用玻璃量器的容量允差测量不确定度评定 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
发布时间:2009-3-2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
庄苏宁 (江苏省宿迁市计量测试所 223800 13305248360) 【摘要】 依据JJF1059-1999《测量不确定度评定和表示》和JJF196-2006《常用玻璃量器检定规程》评定了常用玻璃量器容量允差测量不确定度。分析了各不确定度分量,建立了测量结果不确定度的数学模型,并计算了其测量结果的扩展不确定度 【关键词】 常用玻璃量器 容量允差评定 数学模型 不确定度 1.概述 常用玻璃量器(以下简称量器)广泛应用于企事业实验室中,作为化学分析中最基础的计量器具,其准确度直接影响后续的分析结果。为了确保其计量数据的准确,量器的检定是非常重要和必要的。 量器的检定依据JJG196-2006《常用玻璃量器检定规程》进行。而容量允差是量器的最重要的计量指标。容量允差测量不确定度评定是我们建立“常用玻璃量器检定装置”和开展检定工作重要的依据。 1.1测量依据:JJG196-2006《常用玻璃量器检定规程》 1.2环境条件:温度20℃,温度变化≤1℃/h ,且水温与室温之差≤2℃。 1.3测量标准:
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第2楼2011/06/05
1.4测量对象
选择0.1ml分度吸管(20℃)和2000ml容量瓶(20℃)各一支作被测对象。
1.5测量过程
检定时,根据JJG196-2006《常用玻璃量器检定规程》,用衡量法分别检定0.1ml分度吸管(20℃)和2000ml容量瓶(20℃)。
2.数学模型
实际测量中考虑到温度影响:
3. 0.1ml分度吸管(20℃)容量允差测量不确定度评定:
3.1不确定度分量计算
3.1.1.天平的称量误差引起的体积量变化,由此引入不确定度分量u1:
CP225D电子天平,用衡量法,天平最大允许误差为0.01㎎,则
u1=
相对误差为:
3.1.2.空气密度变化引起的误差,由此引入不确定度分量u2:
本地空气密度变化在(0.0011~0.0012)g/㎝3之间,若取 , , ,如果 时,则 ,如果 时,则 ,因此
相对误差为:
3.1.3.温度变化引起的误差,由此引入不确定度分量u3:
1) 玻璃体膨胀系数
0.1ml分度吸管的玻璃材料为硼硅玻璃,体胀系数为10×10-6℃-1,0.1ml的分度吸管,每变化1℃(注:规定规定,室温变化不得大于1℃/h),引起体积变化为 ,测一支约需 ,则
2)温度计测温的误差 :
0.1℃分度值的温度计允许误差为0.2℃,则引起 ,则有(若检定时带入修正值使用,此项误差可忽略)
(ml)
相对误差为:
3.1.4.观察液面引起的误差,由此引入不确定度分量 :
此项误差取决于管径的大小和操作人员的仔细程度,由规程可知,0.1ml的分度吸管管径为 mm,若视差为0.2mm,则
相对误差为:
3.1.5.称量过程中纯水蒸发引起的体积量变化,由此引入不确定度分量
在20℃室温下,对称量杯加盖,0.1ml纯水60秒的变化量约为0.0001g,则
相对误差为:
3.3.6.用标准器进行重复测量,由此引入不确定度分量 :
选取容量为0.1ml的分度吸管,在检定装置正常工作的条件下,等精度直接测量重复十次,各次测量值如下:
次数 | |||
1 | 0.10034 | -4.4 | 1.94 |
2 | 0.10037 | -1.4 | 0.20 |
3 | 0.10032 | -6.4 | 4.10 |
4 | 0.10044 | 5.6 | 3.14 |
5 | 0.10046 | 7.6 | 5.78 |
6 | 0.10037 | -1.4 | 0.20 |
7 | 0.10040 | 1.6 | 0.26 |
8 | 0.10041 | 2.6 | 0.68 |
9 | 0.10035 | -3.4 | 1.16 |
10 | 0.10038 | -0.4 | 0.02 |
1.00384 | 0 | 1.75 | |
= =0.100384(g) 相当于 | |||
s | =0.00004(g) 相当于 |
来源 | 分布 | |
天平 | 正态 | 3.3×10-5 |
空气密度变化 | 均匀 | 0.6×10-4 |
温度变化 | 均匀 | 0.2×10-4 |
观察液面的视差 | 均匀 | 9.1×10-4 |
称量过程中纯蒸发 | 均匀 | 5.8×10-4 |
重复测量 | 正态 | 1.3×10-4 |
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第3楼2011/06/05
4. 2000ml容量瓶(20℃)容量允差测量不确定度评定:
4.1不确定度分量计算
4.1.1.天平的称量误差引起的体积量变化,由此引入不确定度分量u1:
LE6202S电子天平,用衡量法,天平最大允许误差为10mg,则
u1=
相对误差为:
4.1.2. 空气密度变化引起的误差,由此引入不确定度分量u2:
本地空气密度变化在(0.0011~0.0012)g/㎝3之间,若取 , , ,如果 时,则 ,如果 时,则 ,因此
相对误差为:
4.1.3.温度变化引起的误差,由此引入不确定度分量u3:
1)玻璃体膨胀系数
2000ml容量瓶的玻璃材料为硼硅玻璃,体胀系数为10×10-6℃-1,2000ml容量瓶每变化1℃(注:规定规定,室温变化不得大于1℃/h),引起体积变化为 ,测一支约需 ,则
2)温度计测温的误差 :
0.1℃分度值的温度计允许误差为0.2℃,则引起 ,则有(若检定时带入修正值使用,此项误差可忽略)
(ml)
相对误差为:
4.1.4.观察液面引起的误差,由此引入不确定度分量 :
此项误差取决于管径的大小和操作人员的仔细程度,由规程可知,2000ml容量瓶管径为 cm,若视差为0.2mm,则
相对误差为:
4.1.5. 称量过程中纯水蒸发引起的体积量变化,由此引入不确定度分量
在20℃室温下, 2000ml纯水60秒的变化量约为0.01g,则
相对误差为:
4.1.6.用标准器进行重复测量,由此引入不确定度分量 :
选取容量为2000ml的容量瓶,在检定装置正常工作的条件下,等精度直接测量重复十次,各次测量值如下:
次数 | |||
1 | 2001.22 | -1.17 | 1.3689 |
2 | 2002.31 | -0.08 | 0.0064 |
3 | 2001.48 | -0.91 | 0.8281 |
4 | 2003.35 | 0.96 | 0.9216 |
5 | 2002.37 | -0.02 | 0.0004 |
6 | 2003.41 | 1.02 | 1.0404 |
7 | 2002.51 | 0.12 | 0.0144 |
8 | 2001.36 | -1.03 | 1.0609 |
9 | 2003.25 | 0.86 | 0.7396 |
10 | 2002.62 | 0.23 | 0.0529 |
20023.88 | 0 | 6.0336 | |
= =2002.39(g) 相当于 | |||
s | =0.82(g) 相当于 |
来源 | 分布 | |
天平 | 正态 | 0.16×10-5 |
空气密度变化 | 均匀 | 4.9×10-5 |
温度变化 | 均匀 | 1.7×10-5 |
观察液面的视差 | 均匀 | 2.6×10-5 |
称量过程中纯蒸发 | 均匀 | 0.29×10-5 |
重复测量 | 正态 | 13×10-5 |