1 概述
依據(jù)JJG196-2006《常用玻璃量器》檢定規(guī)程,使用電子天平、精密溫度計,采用衡量法進行測量。測量時玻璃量器保持清潔,在無腐蝕性氣體的室內(nèi),溫度要求(20±5)℃,變化<1℃/h。通過測量玻璃量器里水液面達到每一個檢定點的水的質(zhì)量,同時測其水溫,按照公式計算出20℃時的容量,檢定點一般2~5個點?,F(xiàn)以10ml單標線吸量管容量示值誤差測量結(jié)果為例進行測量結(jié)果不確定度評定。
2 建立數(shù)學(xué)模型,列出不確定度靈敏系數(shù)
2.1建立數(shù)學(xué)模型
[V20]=[M(ρB-ρA)ρB(ρW-ρA)][1+β(20-t)]
式中:[V20]——20℃時玻璃量器的實際容量(mL);[M]——被檢量器所容納水的表觀質(zhì)量(mg);[ρB]——標準砝碼材料密度(g/cm3);[ρA]——天平室內(nèi)的空氣密度(g/cm3);[ρW]——t℃時水密度(g/cm3);[β]——被檢量器的體脹系數(shù)(/℃);t——檢定時水的溫度℃。
2.2根據(jù)數(shù)學(xué)模型得到傳播系數(shù)
[c1][=][?V/][?M][=][(ρB-ρA)ρB(ρW-ρA)][1+β(20-t)]
[c2][=][?V/][?ρA][=][M(ρB-ρw)ρB(ρW-ρA)2][1+β(20-t)]
[c3][=][?V/][?ρw][=][-M(ρB-ρA)ρB(ρW-ρA)2][1+β(20-t)]
[c4][=][?V/][?β][=][-M(ρB-ρA)ρB(ρW-ρA)][(20-t)],[c5][=][?V/][?t][=][-βM(ρB-ρA)ρB(ρW-ρA)]
[uc(V)][2][=uV][2]+[c12u(M)][2]+[c22u(ρA)][2]+[c32u(ρW)][2]+[c42u(β)][2]+[c52u(t)][2]
3 標準不確定度的主要來源及各分量的評定
3.1容量測量A類標準不確定度
A類標準不確定度按貝塞爾公式計算,從示值重復(fù)性實驗中得到以下數(shù)據(jù)(ml):9.9922,9.9889,9.9898,9.9912,9.9906,9.9861,9.9822,9.9892,9.9994,9.9895。
[u(V)=s(Vk)n][≈]0.0016ml
3.2容量測量B類標準不確定度
(1)水質(zhì)量測量引起的標準不確定度
水質(zhì)量測量不確定度取決于天平的誤差,現(xiàn)使用的天平,稱量范圍為200g(分度值為0.1mg)的最大允許誤差為±1.0mg,它服從均勻分布,所以:
[u(M)2=0.0013≈0.00058g]。
(2)空氣密度引起的標準不確定度
空氣密度采用標準密度值,實際密度偏離標準密度最大為0.0012×10%g/cm3,它服從均勻分布,所以:
[u(ρA)=0.000123][≈]0.00007g/cm3
(3)水密度測量引起的標準不確定度
因容積的檢定介質(zhì)為離子水,所以密度采用了國際實際用溫標水密度值,經(jīng)實際檢測出的水密度值與查表值對照,最大差值為0.00002g/cm3,它服從均勻分布,所以:
[u(ρw)=0.000023][≈]0.000012g/cm3
(4)容器體脹系數(shù)引起的標準不確定度
檢定規(guī)程規(guī)定,標準玻璃量器體膨脹系數(shù)采用估計值9.9×[10-6]/℃,常用玻璃量器采用估計值25×[10-6]/℃或25×[10-6]/℃,玻璃體膨脹系數(shù)的實際偏離值最大為10×[10-6]/℃,它服從均勻分布,所以:
[u(β)=10×10-63]=0.0000058/℃
(5)水溫測量引起的標準不確定度
在實際測量中采用數(shù)字測溫儀進行實時監(jiān)測,測溫范圍為0~100℃,由證書得U=0.1℃,k=2。所以:[υ(t)=][0.12=]0.05℃
4 標準不確定度分量表
5 標準不確定度[uc]的評定
[uc(V)][=uV2+][c12u(M)2]+[c22u(ρA)][2]+[c32u(ρW)][2]+[c42u(β)][2]+[c52u(t)2][12][=0.0038ml]
6 擴展不確定度
取包含因子[k=2],則:
[U][=k?uc(V)]=2×0.0038ml≈0.008ml
7 不確定度報告
10ml測量結(jié)果的擴展不確定度[U=0.008ml],[k=2]。