热量计热容量校准不确定度分析

　　1、依据：氧弹热量计的检定，根据JJG 672- 2001《氧弹热量计检定规程》进行。

　　2、测量环境：温度：15℃~28℃，在一次检测过程中温度波动不能大于±0.5℃，相对湿度：小于 85%RH。

　　3、测量标准：①苯甲酸标准物质，GBW(E)130035，其特征量值为26480J/ g，扩展不确定度为 0.1%，k=2。②天平。

　　4、被测对象：自动热量计热容量。

　　5、检测限测量过程：一定量的燃烧热标准物质苯甲酸在热量计的氧弹内燃烧，放出的热量使整个量热体系(包括内筒、内筒中的水或其他介质、氧弹、搅拌器、温度计等)由初态温度升到末态温度，测得燃烧反应前后的温度升高，计算出热量计的热容量(热量计热体系升高1℃所需要的能量，J/ ℃)。

　　6、不确定度计算数学模型

　　式中：E———用标准物质标定的热量计热容量，J/ ℃ ;△T ———热量计热体系温度的升高量，℃ ;Qs———标准物质发热量标准值，J/g;m———标准物质苯甲酸的称区取量，g;q1———点火丝热值，J;q2———硝酸生成热，J。

　　7、方差和灵敏系数

　　式中：uc(y)———合成标准不确定度;u(xi)———标准不确定度分量;ci———灵敏系数;N———不确定度分量的个数。

　　结合热量计热容量计算公式可得出合成标准方差：

　　8、不确定度分量的量化

　　影响测量不确定度的因素主要有：①燃烧热标准物质苯甲酸的不确定度;②标准器天平称量过程引入的不确定度;③温度计测温引入的不确定度。热容量以E=10000J/ K为例，量热体系温升△T=(2±0.002)℃;样品称取量 m=(1±0.0003)g：点火丝热值 q1=(84 ±4)J;硝酸生成热=(48±6)J;燃烧热标准物质苯甲酸的燃烧热值为 Qs=(26461±26)J/ g。从测量过程分析，热量计热容量不确定度的来源主要有热容量的测量重复性、标准物质定值的不确定度、温度测量和水量称量的不确定度等几方面。

　　(1)JJG 672- 2001 氧弹热量计检定规程中，热容量至少测量5 次，极差不超过 40(J/ K)，即单次测量标准偏差 s1=17.2(J/ K)。此项为 A 类不确定度分量。

　　(2)u(△T )来自温度测量的不确定度，按均匀分布：

　　(7)s2为热量计内筒水量称量的不确定度，称水天平最小分度值 1g，按 4.2J/ ℃计。以上(2)~(7)项为 B 类不确定分量。

　　9、标准不确定度列表

　　10、合成标准不确定度

　　由不确定度传播定律可得：

　　11、扩展不确定度

　　扩展不确定度：U=kuc，取包含因子 k=2，则扩展不确定度：U=kuc=20.2×2=40.4J/ ℃。