主题：【转帖】大家谈谈关于大容量玻璃量器的校准问题

大家谈谈关于大容量玻璃量器的校准问题


传统的校准有衡量法\容量比较法和测量法,以衡量法较为准确.但很多的时侯由于受分析天平的最大量程限制,大容量的玻璃量器的校准一般采用容量比较法,而容量比较法由于受到多次计算读数及流出时间的影响,误差较大.大家谈谈你们碰到这类的问题的时候是怎样解决的呢?几点建议


１．容量比较法：
　　Ａ．校准前一定确保玻璃量器清洗干净．
　　Ｂ．清洗后的玻璃量器应自然凉干，且保证恒温时间，纯水及标准装置也要在同一环境下恒温．
　　Ｃ．纯水最好选择二次蒸馏水或三次蒸馏水．
　　Ｄ．玻璃量器的校准最好多次测量取平均值，且多次测量不可连续进行．必须间隔一定时间以保证Ａ和Ｂ的要求．各次测量的温度要一致．
　　Ｅ．建议在最佳测量状态下，取得数据，做一下不确定度（或重复性）．考量一下测量结果的可靠程度．若其不确定度小于玻璃量器的允许误差的１／１０．那么你提到的较大误差就是可接受的，多次测量取平均值即可．
２．衡量法：
　　建议还是购买一台大秤量的天平，Sartorius天平准确度和量程应该可满足需求．
　　以下是我搜集的一位同行关于＂衡量法校准大容量玻璃量器的方法＂，我还没细看过，仅供参考．不当之处及时讨论．
　　　　　　　　　　　　　　衡量法校准大容量玻璃量器的方法探讨
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　冼卓鹏
　　　　　　　　　　　　广东省佛山市三水区疾病预防控制中心528100

提要：本文介绍用衡量法校准大容量玻璃量器（容量大于分析天平最大称量范围）的方法，本法较传统之比较法更准确、简便实用。
关键词：电子天平　玻璃量器　校准　衡量法　测量不确定度
　　
玻璃量器的校准在理化实验室是必不可少的<1>，传统的校准在理化方法有衡量法、容量比较法和测量法，以衡量法较为准确。但由于受分析天平的最大量程限制，大容量的玻璃量器的校准一般采用容量比较法，而容量比较法由于受到多次计算读数及流出时间的影响，误差较大。笔者在工作中对用衡量法校准大容量器的方法进行了探讨。
　　本法更加准确简便，现介绍如下：

一、校准原理<2><3>

　　本校准方法的原理与一般衡量法相同，即称量一定体积的纯水，根据该温度下水的密度，将水的质量换成体积，最后换成为200C时量器体积，并与待校准量器的标准容量比较，以确定量器的误差。
计算公式：
   
   
：量器在温度200C时的村称容量（L）；
wt：温度t0C时纯水的质量（g）；
γt：校准后的密度（g/L）；
Et：水在温度t0C时纯水的密度（g/L）；
β：玻璃的体积膨胀纯糸数（硼钙玻璃为1.6×10-5/0C，钠钙玻璃为2.6×10-5/0C）；
t：检定时水的温度（0C）；
δ：砝码密度（砝码统一定义密度值为8.0g/cm3）；
e：空气密度（0.0012g/cm3）。
    上述计算方法由于已考虑了在任意温度下水的质量换成体积时需要考虑的三个因素：温度改变，水的密度也承随之改变；在空气中称量时空气的浮力校正值；温度改变引起玻璃仪器热膨冷缩时，导致容量的改变。因此，校准结果较为精密而准确。
　　
下面是水180C-220C时钠钙玻璃的γt值：
温度/0C        γ/(g/L)        温度/0C        γ/(g/L)        温度/0C        γ/(g/L)        温度/0C        γ/(g/L)
18.0        997.49        19.0        997.32        20.0        997.15        21.0        996.96
18.1        997.47        19.1        997.31        20.1        997.13        21.1        996.94
18.2        997.46        19.2        997.29        20.2        997.11        21.2        996.93
18.3        997.44        19.3        997.27        20.3        997.10        21.3        996.91
18.4        997.43        19.4        997.26        20.4        997.08        21.4        996.89
18.5        997.41        19.5        997.24        20.5        997.06        21.5        996.87
18.6        997.39        19.6        997.22        20.6        997.04        21.6        996.85
18.7        997.38        19.7        997.20        20.7        997.02        21.7        996.83
18.8        997.36        19.8        997.19        20.8        997.00        21.8        996.81
18.9        997.34        19.9        997.17        20.9        996.98        21.9        996.79

二、校正方法

（一）、设备
1、最小分度值为0.10C的温度计；
2、AEL－200电子分析天平（通过检定），感量：0.1mg，称量范围：0-200g；
3、150mL小烧杯，玻璃棒，小滴管；
4、工作室温度为180C-200C且要稳定；
5、特级纯水，电阻率达16MΩ•cm以上。
（二）方法
1、量出式的量器
（1）按使用要求把容器充满纯水到刻度线；（2）把150mL的烧杯和小玻璃棒一起放入天平称盘内，除皮；（3）把待校量器内的部分水小心转移至烧杯内（注意绝对不能溅出），准确称量烧杯、玻璃棒、水的质量；（4）弃去杯内的纯水；（5）重复2－4步骤直至把待校量器内的纯水完全按使用要求转移至烧杯并称量完毕为止；（6）把上述各次称量所得纯水的质量相加，求得待校量器总的量出水量，根据公式计算出待校量器在200C时的实际体积。
2、量入式的量器
　　（1）把纯水加入150mL的带小滴管的烧杯中，准确称取质量；（2）把上述水小心转移入待校的量器中（注意：不能溅出，转移时小滴管可作玻璃棒用）；（3）称取上述已把水（全部或部分转移后的烧杯及小滴管的质量；（4）重复1－3步骤，直至待校量器已按要求把水加至刻度线为止（最后一次用滴管加入）；据上述求出每次加入待校量器内水的质量，并把各次质量相加，求得待校量器总加入质量，根据公式计算出待校量器在200C时的实际体积。

三、　讨论

1、误差的来源
影响衡量法准确性的一般因素，如分析天平的准确程度；对量器读数的误差，量器的清洁程度；在纯水的转移过程中水的溅失；环境的温度和湿度，水的温度和水的蒸发情况；温度产生变化而引起的比重计算误差；对纯水流出时间控制不当等因素都会使校准工作产生误差。
2、测量不确定度评定<4><5><6>
测量不确定度分量主要有下面几个，其他的，有的已经校正，有的在有效控制工作环境下非常小，忽略不计：
u1：量器的读数所带来的不确定度，设读数步进间隔是x，则不确定度是0.29x(mL)；
u1：电子天平的不确定度，因为AEL-200电子分析天平感量是0.1mg，称量次数是n；所以其不确定度是n×0.029mg；
u1：温度计的读数所带来的不确定度，温度计的最小分度值为0.10C，则其不确定度是0.0290C。
而比重的不确定uγ(mg/L)是：

校准实验的测量不确定度是（mg/L）：

3、本法与容量比较法的对比
　容量比较法在校准大容量量器时，由于要多次读数和多次控制水的流出时间，如果掌握不好，会带来相当大的误差，此外，用作比较的标准量器本身亦有一定的糸统误差，而用衡量法则可以最大限度地降低校准的测量不确定度。

参考文献
＜1＞国家技术监督局计量司　产品质量检验机构计量认证工作文件汇编　1989　37-38
＜2＞中国环境监测总局　环境水质监测质量保证手册　化学工业出版社　1984　102-107
＜3＞叶世柏　白治安　实验室计量技术手册　中国医学科技出版社　1991　96-141
＜4＞刘智敏　刘风　现代不确定度方法与应用　中国计量出版社　1997　12-23
＜5＞李慎安　测量结果不确定度的估计与表达　中国计量出版社　1997　27-56
＜6＞宋明顺　测量不确定度评定与数据处理　中国计量出版社　1999　54-83