标准金属量器的不确定度评定

1　引　言

    标准金属量器的检定根据JJG259-1989《标准金属量器检定规程》,以水为介质,采用容量比较法,在1~200L量器的容量检定时,采取标准量器与被检量器1∶1的容量比较;500~2000L量器的检定,采取标准量器(50、100、和200L)的组合量与被检量器的量值进行比较。下面就以100L标准金属量器为例进行不确定度分析。

    采用一等标准量器对二等标准量器的容量进行检定,即将水注至标准量器的标称容量刻线位置,将其内的水排入被检量器内,记录水在被检量器计量颈中的液位(h),并将它换算到标准状态下VB的液位高度(h′);被检量器计量颈的分度容量则用标准玻璃量器测定。

2　数学模型

    由于温度的影响,有：

这样在计量颈的范围内任意给定一高度H,则对应的容量为:

将式(2)、(3)代入式(4),可得:

    按规程规定有:

    (1)二等量器计量颈分度容量不大于其标称容量的5×10^-5,即

4　计算分量标准不确定度

4·1　被检量器液位高度差Δh的不确定度u(Δh)

    被检量器的高度差Δh=H-h,经过6次重复测量,其中最大与最小之差为5mm,利用极差法,测量重复性给出的标准不确定度为：

被检量器的读数误差限为±1mm,作均匀分布,读数误差的不确定度为:

则液位高度差的标准不确定度为:

4·2　计量颈容量V1的不确定度u(ΔV1)

    计量颈分度容量采用标准容量瓶检定,所用容量瓶示值允差为±0·25mL,作均匀分布,其标准不确定度为:

4·3　计量颈液位高度差的不确定度u(ΔH)

   被检量器的计量颈液位高度差ΔH,采用标准容量瓶检定,经过6次的重复测量,其中最大与最小之差为1mm,利用极差法,可求得其标准不确定度为:

4·4　标准量器的不确定度u(VB)

    标准量器的检定证书给出了其扩展不确定度为U=5×10^-5。由于覆盖因子K=3,因此标准不确定度为:

标准量器的计量颈分度容量按规程规定不大于其标称容量的2×10^-5。作均匀分布,故由其引起的标准不确定度为:

4·5　标准量器体胀系数的不确定度u(β1)

    标准量器体胀系数β1=50×10_-6℃^-1,由规程提供的不确定度为50×10^-6℃^-1,覆盖因子k=2,因此标准不确定度为:

4·6　水体胀系数的不确定度u(βw)

    水介质的温度在(20±5℃)范围内其体胀系数的界限为±0·5×10-4℃-1。其标准不确定度为(均匀分布):