小玻璃量器检定测量不确定度的评定

    所有的测量过程都不可避免地具有不确定度。测量结果的可靠性和适用性在很大程度上决定于不确定度的数值。因此正确评定测量不确定度有很重要的意义。本文对小玻璃量器检定过程的测量不确定度进行了评估[1]。

1　检定方法概述

    按照国际标准[3]要求,实验室的检测方法都要有测量不确定度的评定。小玻璃量器检定方法[4]原理及步骤如下:

    本规程采用衡量法来检定玻璃量器。首先将洗净的量器提前放入工作室(室温为20℃±5℃),使其与室温接近。取一只容量大于待检量器的洁净有盖称量杯称至 衡重(如检定量瓶则取一只洁净干燥的待检量瓶称至衡重)。然后将待检量器内的纯水放入称量杯中(如检定量瓶则应注纯水至标线),称得纯水与量杯质量值,可 得出纯水质量值。同时,观察测温筒内的水温(读数准确到0·1℃),从衡量法用表中查得纯水质量值,按下式计算量器在标准温度20℃时的实际容量:

    注:在每一种量器的检定建标前,先独立检定10次,由此计算样本标准差。

2　评定步骤

2·1　数学模型的建立

    根据玻璃量器检定规程中规定的公式,数学模型如2中所示,把测量数据代入公式可计算结果:

    如检定100ml容量瓶,在温度为19℃时测得m₀₁为99·7852g、m₀₂为99·7842g,平均值为99·7847g,查得m为99·734g,则:

    V20=100+(99·7847-99·734)/1=100·0507ml

2·2　不确定度来源的确定和分析[2]

    可通过绘制因果图来确定各个分量不致忽略或重复计算。第一步先画出被测量计算公式中的四个参数,然后分析测定方法的每一步骤,再沿主要影响因素将其他进一步的影响量添加在图中。直到影响因素变得微不足道为上,将所有不可忽略的影响均标注在每一个支干上。

    (1)V₀为标称容量,在检定中注满溶液时会有重复性带来的不确定度。

    (2)m₀

    纯水质量是通过减量称量得到,应画出净重m_0tare和总重m_0goss两条支干。每一次称重都会有随机变化(重复性)和天平校准带来的不确定度。天平校准本身有两个可能的不确定度来源:灵敏度和校准函数的线性。在此,灵敏度带来的不确定度可忽略不计。

    (3)衡量表中查得的质量值m

    该项包括m数值确定和温度读取的重复性引入的不确定度。由于m数值是通过较高准确度的方法来确定的,故可忽略不计。