【摘要】酸度計(jì)測(cè)量范圍廣，是應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)、食品檢測(cè)、醫(yī)療衛(wèi)生、地質(zhì)探勘等領(lǐng)域的重要測(cè)量設(shè)備，尤其在水質(zhì)檢測(cè)中尤其重要。為了加強(qiáng)建標(biāo)單位監(jiān)管力度，保障量值準(zhǔn)確一致，本文開展酸度計(jì)量值比對(duì)。

【關(guān)鍵詞】酸度計(jì)；量值比對(duì)；技術(shù)方案；不確定度評(píng)定；結(jié)果判定原則

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.05.020

Example of Acidity measurement Value Comparison

ZHOU Xinggang

（Qianxinan Prefecture Inspection and Testing Center， Xingyi 562400， China）

Abstract： Acidity meters have a wide measurement range and are important measurement equipment in fields such as environmental protection， food testing， medical and health care， geological exploration， etc.， especially in water quality testing. In order to strengthen the supervision of standardization units and ensure accurate and consistent measurement values， this article conducts acidity measurement value comparison.

Key words： acidity meter； quantity value comparison； technical solution； uncertainty assessment； result determination principle

本文重點(diǎn)描述比對(duì)技術(shù)方案、pH計(jì)電計(jì)示值誤差不確定度評(píng)定、盲樣不確定度評(píng)定及比對(duì)結(jié)果評(píng)價(jià)。

1比對(duì)技術(shù)方案

1.1比對(duì)依據(jù)

JJG 119—2018《實(shí)驗(yàn)室pH（酸度）計(jì)》；JJF 1117—2010《計(jì)量比對(duì)》；JJF 1059.1—2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》。

1.2傳遞標(biāo)準(zhǔn)及待測(cè)盲樣

為較全面地反映各計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)能力，本次比對(duì)選用兩臺(tái)分辨率為0.01的實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)，其中一臺(tái)作為傳遞標(biāo)準(zhǔn)，另外一臺(tái)為備用傳遞標(biāo)準(zhǔn)。比對(duì)選用的盲樣由中國(guó)測(cè)試技術(shù)研究院生產(chǎn)定值，pH值為6.537，不確定度U=0.010，k=3。

1.3比對(duì)程序

第一部分：參比實(shí)驗(yàn)室按照檢定規(guī)程的規(guī)定對(duì)傳遞實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)進(jìn)行檢定，并依據(jù)檢定結(jié)果判定儀器級(jí)別，出具酸度計(jì)檢定證書。其中需要在pH=4測(cè)量點(diǎn)重復(fù)測(cè)量6次，評(píng)定電計(jì)示值誤差的擴(kuò)展不確定度，并填入比對(duì)結(jié)果報(bào)告單中。

第二部分：評(píng)定盲樣測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度。將待測(cè)樣品（固體）用新蒸餾水或去離子水配成250 mL溶液。在正常條件下，用標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)上面檢定合格的實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)去測(cè)量盲樣在25℃時(shí)的pH值。

1.4比對(duì)路線：

本次比對(duì)方式采取星形式。

1.5傳遞標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)）技術(shù)狀況

1）傳遞標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性：在比對(duì)前期，主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室對(duì)實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)持續(xù)進(jìn)行了1個(gè)月傳遞標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)，主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室在每次傳遞實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)送回后進(jìn)行穩(wěn)定性試驗(yàn)。

2）傳遞實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)的運(yùn)輸性能：主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室詳細(xì)規(guī)定實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)的包裝、運(yùn)輸、貯存等相關(guān)要求。

3）盲樣穩(wěn)定性：比對(duì)采用的是混合磷酸鹽pH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，有效期為5年，按保存和傳遞按照證書上的要求，主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室在傳遞之前進(jìn)行了多次穩(wěn)定性檢驗(yàn)。

1.6比對(duì)結(jié)果的評(píng)價(jià)方法

本次量值比對(duì)針對(duì)儀器電計(jì)示值誤差、盲樣測(cè)得值分別進(jìn)行擴(kuò)展不確定度評(píng)定。主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室對(duì)參比實(shí)驗(yàn)室反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總及分析處理，計(jì)算得到各實(shí)驗(yàn)室的XΔ值和En值，并給出各參比實(shí)驗(yàn)室的評(píng)價(jià)結(jié)果。XΔ值用于評(píng)價(jià)各參加比對(duì)實(shí)驗(yàn)室電計(jì)示值誤差，En值用于比對(duì)評(píng)價(jià)盲樣檢測(cè)結(jié)果。XΔ值的計(jì)算公式為：

1.7結(jié)果判定原則

評(píng)價(jià)比對(duì)實(shí)驗(yàn)室的電計(jì)示值誤差時(shí)，當(dāng)XΔ≤1，判定結(jié)果為滿意；當(dāng)XΔ>1，判定結(jié)果為不滿意；評(píng)價(jià)盲樣檢測(cè)結(jié)果時(shí)，當(dāng)En≤1，判定結(jié)果為滿意；當(dāng)En>1，判定結(jié)果為不滿意。

2pH計(jì)電計(jì)示值誤差的不確定度評(píng)定和盲樣的不確定度評(píng)定

2.1pH計(jì)電計(jì)示值誤差的不確定度評(píng)定

2.1.1概述

本次比對(duì)的目的是確定各地州市計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)開展pH計(jì)的檢定工作能力。

1）測(cè)量依據(jù)：本次比對(duì)根據(jù)國(guó)家檢定規(guī)程JJG 119—2018《實(shí)驗(yàn)室pH（酸度）計(jì)》、測(cè)量不確定度遵從JJF l059.1—2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》所推薦的評(píng)估方法。2）環(huán)境條件：溫度23～25℃，相對(duì)濕度≤65%，標(biāo)準(zhǔn)溶液和電極系統(tǒng)的溫度恒定性在±0.2℃內(nèi)，附近無明顯的機(jī)械振動(dòng)和強(qiáng)電磁干擾。3）測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：酸度計(jì)檢定儀0.0006級(jí)，測(cè)量范圍為pH（0.00～ 14.00），-2000～2000mV；標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)鄰苯二甲酸氫鉀U=0.01（k= 3），混合磷酸鹽U=0.01（k=3），硼砂U=0.01（k=3）。4）被測(cè)對(duì)象：梅特勒-托利多（METTLER TOLEDO）儀器（上海）有限公司的S210 pH計(jì)。5）測(cè)量過程：用本單位的酸度計(jì)檢定儀作為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，采用直接比較法對(duì)傳遞標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)）的測(cè)量點(diǎn)（電計(jì)示值為pH=4.00）進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)測(cè)得的電計(jì)示值誤差算其擴(kuò)展不確定度U，取包含因子k=2。

2.1.2測(cè)量模型

式中，pH為實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)示值的平均值；ΔpH為實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)電計(jì)的示值誤差；pHs為本實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)檢定儀輸入給實(shí)驗(yàn)室 pH計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)值。

2.1.3輸入量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

2.1.3.1測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1

6次重復(fù)性測(cè)量數(shù)列及平均值，見表1。

結(jié)合測(cè)量結(jié)果的有效位數(shù)，并綜合考慮其可靠性后取值為U = 0.012。

2.2盲樣不確定度評(píng)定

2.2.1概述

1）測(cè)量依據(jù)、環(huán)境條件、測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)同上。2）被測(cè)對(duì)象為盲樣。3）測(cè)量過程：用S210 pH計(jì)作為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，采用直接比較法對(duì)盲樣進(jìn)行測(cè)量，給出盲樣測(cè)量點(diǎn)示值誤差的擴(kuò)展不確定度U，使用包含因子k=2。

2.2.3輸入量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

1）盲樣的重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1

測(cè)量盲樣的重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1見表3。

二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書給出的擴(kuò)展不確定度均為U = 0.01（k= 3），則其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u3 = 0.01/3 = 0.0033。

2.2.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度

結(jié)合測(cè)量結(jié)果的有效位數(shù)，并綜合考慮其可靠性后取值得：U = 0.014。根據(jù)以上分析及評(píng)定得出以下結(jié)論：在25℃恒溫水浴箱測(cè)得盲樣的測(cè)量結(jié)果為：盲樣pH=（6.538±0.014）。

3參比實(shí)驗(yàn)室量值比對(duì)數(shù)據(jù)及比對(duì)結(jié)果評(píng)價(jià)

3.1參比實(shí)驗(yàn)室的檢定結(jié)果及結(jié)果評(píng)價(jià)

參比實(shí)驗(yàn)室的檢定結(jié)果及結(jié)果評(píng)價(jià)，見表5。

3.2參比實(shí)驗(yàn)室盲樣檢測(cè)結(jié)果

參比實(shí)驗(yàn)室盲樣檢測(cè)結(jié)果，見表6。

【參考文獻(xiàn)】

[1]實(shí)驗(yàn)室pH（酸度）計(jì)：JJG 119—2018[S].

[2]pH計(jì)檢定儀：JJG 919—2008[S].

[3]測(cè)量不確定度評(píng)定與表示：JJF 1059.1—2012[S].

[4]計(jì)量比對(duì)：JJF 1117—2010[S].

【作者簡(jiǎn)介】

周興剛，男，1981年出生，工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)橛?jì)量力學(xué)、溫度及化學(xué)。

（編輯：李加鵬）