酸度计计量标准技术报告.doc

计量标准技术报告计量标准名称pH（酸度）计检定装置计量标准负责人建标单位名称(公章)填写日期目 录一、建立计量标准的目的. 2二、计量标准.的工件原理及其组成.2三、计量标准器及主要配套设备.3四、计量标准的主要技术指标.4五、环境条件.4六、计量标准的量值溯源和传递框图.5七、计量标准的重复性试验.6八、计量标准的稳定性考核.7九、检定或校准结果的测量不确定度评定.8十、检定或校准结果的验证. .12十一、结论 .13十二、附加说明.13-1-一、建立计量标准的目的为了规范和保障国家计量单位制的统一和量值传递的一致性、准确性，为企事业提供准确的检定服务，建立本计量标准。二、计量标准的工作原理及其组成接好线路，智能化酸度计检定仪使其示值为零，具有等电位调节器的仪器调节其等电位调节器使等电位调节的示值为7。温度补偿器放至25、30，调节定位旋钮，使电计等电位，具有斜率调节器的仪器，应放置在100%的位置，然后用电位差计向电计输入电计各标称pH值，记下电计示值，重复两次，取平均值，计算电计误差。仪器用一种标准溶液校准后，测量另一种标准溶液。重复“校准”和“测量”操作三次，取平均值作为仪器示值，此示值与该溶液在测定温度下的标准值之差为仪器示值误差。仪器用标准溶液校准后，测量另一种标准溶液，重复“校准”和“测量”操作6次，以单次测量的标准偏差表示重复性。-2-三、计量标准器及主要配套设备计 量 标 准 器名 称型 号测量范围不确定度或准确度等级或最大允许误差制造厂及出厂编号检定或校准机构检定周期或复查间隔智 能 化 酸 度 计 检 定 仪PHC-1C(014)pH0.0004 pH呼和浩特市铨仪计量技术研究所1042内蒙古自治区计量测试研究院一年标准物质(49)pH0.01pH k=3中国计量科学研究院080504中国计量科学研究院五年主 要 配 套 设 备温度计（050）0.1沈阳87-12赤峰市产品质量计量检测所一年-3-四、计量标准的主要技术指标名 称 测量范围 不确定度或准确度等级或最大允许误差标准物质 （49）pH 0.01pH k=3智 能 化 酸 度 计 检 定 仪 pH电势输出范围 0.00(018.4512)pH 0.0004PH（预热1小时） 25.00(016.9040)pH 0.001PH（预热10分钟） 100.00(013.5064)pH 0.002PH（不经预热） 500.00(06.5187)pH mV电势输出范围 0.000999.999mV 0.02mV（预热1小时） 0.03mV（预热10分钟） 0.05mV（不经预热） 0.002000.00mV 0.10mV（预热1小时） 0.15mV（预热10分钟） 0.20mV（不经预热） 高阻：1G、3 G 10五、环境条件序号项 目要 求实际情况结论1温度（2310）（1530）符合2湿度85%RH85%RH符合3 4567-4-六、计量标准的量值溯源和传递框图上一级计量器具计量标准器：一级PH标准物质 不确定度： =0.005pH保存机构：中国计量科学研究院计量标准器：7081数字多用表最大允许误差：（710-6读数+0.410-61.4）V保存机构：内蒙古自治区计量测试研究院直接测量法用比较测量法装置比较测量法智能化酸度计检定仪测量范围：0999.99mV最大允许误差0.02mV二级PH标准物质测量范围： 1.6613.41pH（095）不确定度： =0.01pH直接测量法普通工作pH计、离子计测量范围：（014）pH （02000）mV电计测量误差：pH：( 0.10.01)pHE： (2FS0.1FS)mV仪器测量总误差：(0.20.02)pH本级计量器具下一级级计量器具-5-七、计量标准的重复性试验取一台pHS-3C型酸度计，选择电计示值10pH为被测对象，在重复性条件下连续测量10次，得数据如下：序号（pH）110.00210.00310.01410.01510.0069.9979.99810.00910.011010.0110.0020.008酸度计电计示值的实验室标准偏差为0.008pH.-6-八、计量标准的稳定性考核取一台（15+6）ppm级数字多用表，智能化酸度计检定仪示值200mV为被测对象，每隔2个月左右测量一组，每组测量5次，共测四组。结果如下：测量日期测 量 结 果 （mV）平 均 值（pH）第一次第二次第三次第四次第五次2008年2月200.007200.008200.008200.008200.007200.0082008年4月200.002200.001200.002200.002200.002200.0022008年6月200.002200.002200.003200.001200.003200.0022008年8月200.005200.006200.005200.005200.005200.005测量结果中最大值与最小值之差作为新建计量标准在该时间段内的稳定性：|ymax-ymin|=0.006mV，智能化酸度计检定仪最大允许误差：0.02mV依据JJF 1033-2008计量标准考核规范要求，计量标准的稳定性考核应满足：|ymax-ymin|仪器最大允许误差本计量标准的稳定性考核合格。-7-九、检定或校准结果的测量不确定度评定1 电计示值误差测量结果不确定度1.1 测量方法简述（依据JJG119-2005）依据JJC1192005实验室PH（酸度）计检定规程，pH计的主要检定项目是电计示值误和仪器示值总误差两项。电计示值误差检定采用直接比较法，即用标准仪器（智 能 化 酸 度 计 检 定 仪）向被检pH计输入一个标准信号（使用pH计检定仪时以pH为单位），在被检pH计上读取示值。电计示值误差为:d=pH-E/k （ 1 ）或 d=pH-PHS （ 2 ）式中：pH被检电计示值；E电位差计示值；K电化学转换系数；d示值误差；pHSPH计检定仪示值。1.2 方差与灵敏系数通常影响测量不确定度的因素应考虑计量标准器的不确定度；测量方法的不确定度；测量环境条件的影响；人员操作的影响；被检计量器具的变动性。在电计示值误差检定中，采用直接比较法，方便简便、准确，其不确定度可不考虑。在规程规定的环境条件下进行检定，温度、湿度等影响可以忽略；人员操作的影响和被检仪器的变动性体现在检定测量的重复性中。计量标准器的不确定度可从其检定证书或仪器说明书或检定规程等资料中找到。这样，电计示值测量不确定度主要是检定时使用的标准器的不确定度和检定测量的重复性两项，其计算公式可以从式（1）和式（2）导出： （3）或 （4）式中：u（d）电计示值误差测量结果不确定度；u（E） 电位差计的不确定度；u（pH）检定时重复测量的不确定度；u（pH3）PH计检定仪的不确定度。由于 可得 （5）-8-九、检定或校准结果的测量不确定度评定（续页1） （6）1.3 不确定度分量计算及自由度1.3.1 标准仪器的不确定度仪器说明书规定仪器的pH值准确度（允许误差）：不预热为0.002pH，4小时预热为0.0004pH。考虑为均匀分布，则其pH值标准不确定度为：u（pH3）=0.002/=0.001,适用于0.01级及其以下的pH计检定。u（pH3）=0.0004/=0.0002,适用于0.001级pH计的检定。同样可以认为pH计检定仪的不确定度可靠，其自由度=。1.3.2 检定时重复测量的不确定度u（pH）的计算pH的不确定度u（pH）即电计示值重复测量不确定度，可按贝塞尔公式计算： （7）该值可利用电计示值重复性检定的结果。按pH计规程规定，重复测量6次，按式（7）计算标准偏差。实际检定时，应使用实测数据，本文暂按规程规定的此项允差来估计u（pH）。u（pH）应使用平均值的标准偏差，它由单次测量标准偏差s计算：u（pH）=S/ =S/u（pH）的自由度=6-1=5。对不同级别的pH计估算的u（pH）电计示值测量不确定度分量和自由度被检pH计级别重复测量不确定度标准仪器的不确定度s(pH值)U(pH)(pH值)自由度U(E)/k(pH值)U(pHS)(pH值)自由度0.10.050.0250.0010.0010.010.010.00450.0010.0011.4 合成不确定度合成不确定度可从式(5)和式(6)计算： 合成不确定度的有效自由度按韦尔奇萨特思韦特公式计算：或 -9-九、检定或校准结果的测量不确定度评定（续页2）计算结果列入电计示值测量合成不确定度与扩展不确定度表中。1.5扩展不确定度取置信概率=95%，自由度由上述计算得到为5-15，查表得t分布系数为2.57。 扩展不确定度U=tP（）UC，计算结果：被检仪器级别合成不确定度uC有效自由率eff扩展不确定度uPtp(eff)用电位差计检定（pH值）用PH计检定仪检定（pH值）用电位差计检定（pH值）用pH计检定仪检定（pH值）0.10.020.0250.050.052.570.010.0040.00450.010.012.572 仪器示值总误差测量结果不确定度2.1 测量方法简述仪器示值总误差检定采用标准溶液测量法，即用一种标准溶液校准仪器后，测量另一种标准溶液的pH值，将测量值与标准溶液的标准值进行比较，即可得出仪器的示值总误差。d=pH-PHs (8)式中：d仪器示值总误差；pH被检仪器示值；pHS标准溶液的标准值。2.2 方差与灵敏系数与电计示值误差检定相类似，影响测量不确定度的因素主要有标准溶液的不确定度和检定测量的重复性（含电极体系的变动性），此外，根据示值总误差检定方法的特点，还应考虑液接界电势的误差，即液接界电势随pH值的变化，此项也可认为是测量方法的不确定度。这样被检仪器示值可由式（9）改写为d=pH-pHS-pHj (9)式中：PHj液接界电势的影响量。仪器示值测量不确定度可从式（10）导出 （10）式中：u（d）仪器示值总误差测量结果不确定度；u（pHS）PH标准溶液的不确定度；u（pH）检定重复测量不确定度；u（pHj）液接界电势的不确定度。 （11）2.3 不确定度分量计算及自由度-10-九、检定或校准结果的测量不确定度评定（续页3）2.3.1 标准溶液的不确定度u（pHS）从pH标准溶液的证书可查到，一级标准溶液的pH值扩展不确定度为0.005（置信概率p=99.7%），二级标准溶液的pH值扩展不确定度为0.01（置信概率为99.7%）。则标准溶液的标准PH值不确定度分别为：一级标准溶液u（pHS）=0.005/3=0.002；二级标准溶液u（pHS）=0.01/3=0.003。2.3.2 液接界电势的不确定度u（pHJ）从文献可查到，在PH（3-10）范围内，液接界电势的最大变化为0.01，按均匀分布考虑，其PH值标准不确定度为0.013=0.006。标准溶液的不确定度和液接界电势不确定度经科技工作者反复测定验证，很可靠，其自由度可认为是=。2.3.3 检定重复测量的不确定度u（pH）pH的不确定度u（pH）即仪器示值重复测量不确定度，可按式（9）计算。该值可利用仪器示值重复性检定结果。按规程规定，重复测量6次，按（8）式计算实际测量的标准偏差。本文暂以规程规定的此项允差来估计u（pH）。对不同级别的pH计，计算得到的u（pH），列入下列表中： 仪器示值测量不确定度分量和自由度被检仪器级别u(pHS)及自由度u(pHj)及自由度u(pH)及自由度一级溶液(pH值)二级溶液(pH值)自由度u(pHj)(pH值)自由度S(pH值)u(pH)(pH值)自由度0.10.0030.0060.050.0250.010.0030.0060.010.00452.4 合成不确定度合成不确定度按式（11）计算，计算中使用的各不确定度分量汇总于仪器示值测量不确定度分量和自由度表中。 uC的计算结果列于表仪器示值测量合成不确定度与扩展不确定度。合成不确定度的有效自由度按下式计算： 计算结果列入表仪器示值测量合成不确定度与扩展不确定度。2.5 扩展不确定度取置信概率p=95%，有效自由度由上节计算得为5-500，查表得t分布系数为2.57-1.96仪器示值测量合成不确定度与扩展不确定度。扩展不确定度UP=tP()UC，计算结果列入仪器示值测量合成不确定度与扩展不确定度：仪器示值测量合成不确定度与扩展不确定度被检仪器级别合成不确定度及有效自由度tP(eff)扩展不确定度U95 （pH值）uC（pH值）eff0.10.0252.570.050.010.008801.980.02-11-十、检定或校准结果的验证找一台pHS-3C型酸度计，选择标称值10pH为测量对象，用本装置和另两台与本装置同级别的装置连续测量十次，得到测量列如下： 测量次数y1y2y3110.0110.0010.01210.0010.0010.01310.