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主题：【第十七届原创】常用玻璃量器示值误差不确定度评定

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Ins_b8e28fb2

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发表于：2024/09/13 09:47:42 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

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常用玻璃量器容量示值误差校准结果的不确定度评定

1 概述

1.1 测量依据：JJG196-2006《常用玻璃量器检定规程》。

1.2 环境条件

（1）室温24.5℃，室温变化不大于1℃/h。

（2）水温与室温之差不大于2℃。

（3）测量介质采用符合GB 6682-1992要求的纯水。

（4）清洗干净的被检量器在校准前4h放入实验室内。

1.3 测量标准：

电子天平（0.01～220）g，型号：ME204/02，分辨力：0.1mg；

数字温度计，型号：coolEdgeA3，分度值：0.01℃。

1.4 被测对象：100 mL容量瓶，A级

1.5 测量方法：

采用衡量法校准常用玻璃量器的实际容量。测量纯水水温并将纯水装入被校常用玻璃量器里，装至常用玻璃量器的被校点刻度的凹液面处，然后用电子天平称量被校常用玻璃量器的质量，纯水温度对应的K（t）值与常用玻璃量器的质量之积为被校常用玻璃量器的实际容量，被校常用玻璃量器的示值误差是实际容量与被校常用玻璃量器的标称值之差。

2测量模型

V=m·K(t)

式中：V-标准温度20℃时的常用玻璃量器实际容量，mL

m-被测常用玻璃量器内所能容纳水的表观质量，g

K(t)-测量介质温度t下的修正值，cm³/g。

K(t)值可通过JJG196-2006《常用玻璃量器检定规程》附录C查得

K(t)=

式中：ρ_B-砝码密度，取8.00g/cm³；

ρ_a

测量时实验室内的空气密度，取0.0012g/cm³；

ρ_w-测量介质密度，g/cm³；

β

被测玻璃量器的体胀系数，℃^-1；

t-测量介质的温度，℃。

3各输入量的标准不确定度的评定

3.1输入量m的标准不确定度u(m)的评定

u(m)是由两个标准不确定度分项构成，即被测常用玻璃量器所能容纳水的表观质量值测量的重复性引入的标准不确定度u(m₁)和电子天平称量误差引入的标准不确定度u(m₂)。

（1）被测常用玻璃量器所能容纳水的表观质量值测量的重复性引入的标准不确定度u(m₁)的评定

采用A类方法进行评定。实验室水温为24.4℃，其它环境条件均符合规程要求。用220g/0.1mg电子天平测量被测常用玻璃量器内所能容纳水的表观质量值，连续测量2次，得到测量数据m₁=99.5706g，m₂=99.5512g。

采用极差法：

（2）电子天平测量误差引入的标准不确定度分量u(m₂)的评定

电子天平的测量范围为220g/0.1mg，由证书可知，其不确定度取U=0.4mg（k=2），所以

u(m₂)==0.0002g

（3）测量人员定容时的视线误差引入的不确定度u(m₃)的评定

由于操作者的个人习惯及眼睛分辨能力的差异，调定液面时，刻线宽度与视线和弯月面相切的水平面会产生偏离，造成读数误差h，通常认为h最大为0.2mm。100mL单标线容量瓶的标线处瓶颈内径一般为（12～14）mm，取值13mm为本次测量所用单标线容量瓶内径。由此引起的体积差为：

V=D²h=0.0265mL

查24.4℃时，纯水的密度为：997.195 kg/m³，则质量差m₃=997.195×10^-3g/mL×0.0265mL=0.0264g

取半宽，按均匀分布，包含因子k=

，则

u(m₃)==0.0076g

（4）输入量m的标准不确定度u(m)的计算

u(m)=== 0.0077g

3.2输入量K(t)的标准不确定度u(K)的评定

u(K)由两个标准不确定度分项构成，即温度测量误差引入的标准不确定度u(k₁)和空气密度变化引入的标准不确定度u(k₂)。

（1）温度测量误差引入的标准不确定度u(k₁)的评定：

温度测量误差引入的标准不确定度主要是由数字温度计示值误差引起。采用B类方法进行评定。在测量中，使用范围为（-60～150）℃、分度值为0.01℃的数字温度计，最大允许误差为±0.05℃。

在测量温度24.4℃附近，当温度相差0.1℃时，根据公式K(t)=，对K(t)值会引入2×10^-5cm³/g的误差，属均匀分布，k=，故标准不确定度分项u(k₁)为：

u(k₁)=cm³/g=0.000012cm³/g

（2）空气密度变化引入的标准不确定度

采用B类方法进行评定。常用玻璃量器衡量法K(t)值表采用的空气密度为0.0012g/cm³，而在恒温室中测得的空气密度通常为（0.001185~0.001226）g/cm³。由于空气密度变化对K(t)值的影响，根据公式K(t)=得到 K(t)值，其差值为0.000036cm³/g，属于均匀分布，k=，故标准不确定度分项u(k₂)为：

u(k₂)=cm³/g=0.000021cm³/g

（3）输入量K(t)的标准不确定度u(k)的计算

u(k)===0.000024cm³/g

4合成标准不确定度及扩展不确定度的评定

4.1灵敏系数

c(m)=

= K(t) c(K)=

=m

4.2各不确定度分量及计算

各不确定度分量计算汇总表

标准不确定度分量u(x_i)	不确定度来源	标准不确定度v(x_i)	灵敏系数c(x_i)	c(x_i) u(x_i)
u(m)	输入量m的标准不确定度	0.0077	K(t)	0.0143mL
u(m₁)	被测玻璃量器表观质量值测量的重复性引入的标准不确定度	0.0121	/
u(m₂)	电子天平测量误差引入的标准不确定度分量	0.0002
u(m₃)	测量人员定容时的视线误差引入的标准不确定度分量	0.0076
u(k)	输入量K(t)的标准不确定度	0.000024	m	0.0024mL
u(k₁)	温度测量误差引入的标准不确定度	0.000012	/
u(k₂)	空气密度变化引入的标准不确定度	0.000021	/