国标-离子计检定规程.doc

离子计20071121发布20080521实施国家质量监督检验检疫总局发布JJG 757加们离子计检定规程Verification Regulation of Ionometers本规程经国家质量监督检验检疫总局于2007年11月21日批准，并自2008年5月21日起施行。归口单位：全国物理化学计量技术委员会 起草单位：中国测试技术研究院本规程委托全国物理化学计量技术委员会负责解释本规程主要起草人：、何丘(中国测试技术研究院) 黄敢生(中国测试技术研究院)参加起草人： 袁礼(中国测试技术研究院) 陈宇(中国测试技术研究院) 倪德志(中国测试技术研究院)JJG 7572007目录1范围2概述3计量性能要求31准确度等级32示值误差33重复性34输入电流35输入阻抗36温度补偿器误差37温度测量误差39稳定性；vVvvvV38输出误差310电源电压适应性4通用技术要求41外观及初步检查42斜率调节器调节范围43等电位调节器调节范围44定位调节器调节范围45绝缘电阻5计量器具控制51检定条件52检定项目54检定结果的处理l；vvv53检定方法55检定周期附录A(0-100)。值 一 附录B(0loo)k2值vvv 附录C输入电位与活度示值对照表 ” 附录D输入电位与Na+浓度对照表(活度系数，=1)“ 附录E离子计检定原始记录格式 一附录G检定结果通知书内页格式一 vvv( ”纠”纠”；j)脚埘脚咖附录F检定证书内页格式(首次检定) 一jjG 75720响离子计检定规程1范围本规程适用于用电极电位法测定离子活度的通用离子计、专用离子计的首次检定、 后续检定和使用中检验。离子计型式评价和样机试验中有关计量性能试验也可参照本规 程进行。2概述离子计是测量溶液中离子活度的仪器，它是一台高阻抗直流电位测量仪器。离子计 通过测量由溶液、离子选择电极与参比电极构成的电池电动势，从而测出溶液中离子活度。电池的电动势E与被测溶液中离子活度虬的关系是：E=E。学lga：(1)式中：Eo起始电位，它包括离子电极“零电位”，参比电极电位和液接界电位等，V：尺气体常数，8314 5 JKtool；T热力学温度，(27315+)K；F法拉第常数，9648 5104 Cmol；n离子价数；离子活度。2302 6R，z，T称为电极电位的理论斜率，用表示。则式(1)为E=E。-+klg虬，当被测离子为正离子时，女前用“一”；当被测离子为负离子时，前用“+”。 如果将一Iga。用pX表示，则E=EopX(2)起始电位E0通过标准溶液和离子计调节后消除得pX= (3) 如果将px进行反对数转换，再乘以被测离子的摩尔质量，可得到离子活度：a。=10哨M，(4)式中：t被测离子的摩尔质量，gmol。离子活度与浓度的关系是：口。=fC。式中：虬离子活度； 广一活度系数； c，离子浓度。IJJG 757删7当，为常数时，则可计算出溶液中被测离子浓度。3计量性能要求31准确度等级仪器准确度等级按离子计的计量性能分为O2级，01级，005级，002级，001级，0001级。32示值误差示值最大允许误差应不大于表1要求。33重复性 示值重复性应不大于表1要求。34输入电流 输入电流应不大于表1要求。35输入阻抗输人阻抗应不小于表1要求。36温度补偿器误差在任一补偿温度下，输入相当于该温度下3 px的电位值时，温度补偿器最大允许误差应不大于表1要求。37温度测量误差 有温度传感器的离子计，温度示值最大允许误差应不大于表1要求。38输出误差有模拟电量输出的离子计，输出电流或电压误差应不大于表1要求。39稳定性电源电压不变，1 h内零点和示值变化应不大于表1要求。310电源电压适应性电源电压在(22022)V变化时，零点和示值变化应不大于表1要求。表1计量性能、技术要求仪器级别 0201005 002 001 0001分度值或最小显示值(pX)0201O05 O02 001 0()01pXl(pX)O1005 003 001 O01 0002最大 pX(pX)O201005 002 002 0005 允许EmV 2FS 1FS 05FS 01FS O1FS 003FS 误差Cl5 3 1 1 03CII 105 2 2 05pX(pX)O05 002 O01 o005 o005 oOOl霞复性EmV10 53l101输入电流A1010 12 10X10 12 5X102 210 1221012 110122JJG 7572007裹1(续)输入阻抗n 03X1012 031012 051012 11012 11012 31012 温度补偿器 pXl(pX)01 005 003 00l 001 0001 最大允许误差 pXu(pX) 0201 O05 O02 O02 0002 稳定性(pXI)01 005 O03O01 001 0002 电源电压适应性(pXI)01 005 00300l001 0002温度测量误差10 05 05050503斜率调节范围 应超过80100，或说明书给出的指标等电位调节器通用离子计应超过5，专用离子计应超过3调节范围(pX)定位调节器通用离子计应超过5，专用离子计应超过3调节范围(pX)输出误差FS1 1 1 1 1对数显示仪器允许为表列值再加或减最小显示值1个字带“*”项目为次要项目。4通用技术要求41外观及初步检查411仪器应有标明产品名称、型号、规格、制造厂名、制造日期、出厂编号及仪器 准确度等级的铭牌。2006年5月1日以后制造的国产离子计应有标明制造计量器具许 可证的标志、许可证编号。412仪器外观结构应完好无损，各调节器应能正常调节，各紧固件无松动。413电极插孔应完好、清洁、干燥。连接线插接应牢固无松动。414表面标线应均匀清晰，数字显示应清晰、完整。41。5指针式仪器，指针应平直，不得有卡滞、抖晃等现象。42斜率调节器调节范围 斜率调节器调节范围应符合表1相应要求。43等电位调节器调节范围 等电位调节器调节范围应符合表1相应要求。44定位调节器调节范围 定位调节器调节范围应符合表1相应要求。45绝缘电阻 电源相、中线对地(机壳)的绝缘电阻应不小于20 Mf。5计量器具控制 计量器具控制包括首次检定、后续检定和使用中检验。351检定条件511检定环境条件应符合表2的规定。衰2检定环境条件仪器级别 室温相对湿度RH干扰因素0001 172380 附近无强的机械振动和电磁干扰001：0021030 80 空气中无腐蚀性气体。交流电源电005；01；02535 85 压应稳定，频率(5005)Hz512检定设备51。21直流电位差计、与电位差计配套的标准电池和检流计，或专用检定仪等直流 标准电位发生器，其准确度应高于被检离子计准确度的3倍。51221109 0，10电阻一只；3109 Q，10或10109 Q，10电阻一 只，电阻应有良好的屏蔽。5I23绝缘电阻高于0110”Q的开关一只，相应的高绝缘接头、屏蔽线等。5124数字多用表一台，量程不小于2V，直流电压最小分辨率优于10弘v，扩展不 确定度(k=2)优于003，电流最小分辨率优于01 mA，扩展不确定度优于01 (k=2)。5125温度传感器模拟装置(标准电阻箱：001 n10 kO，扩展不确定度(k=2)优 于01；直流电压：001 mVl v，扩展不确定度(女=2)优于005)。5126精密恒温水槽，控温范围(0100)，稳定度优于01。5127标准温度计，测量范围(0100)，测量误差不大于01。5128容量大于被检仪器功耗10倍、稳定度优于1的交流稳压器一台，调压器 一台。5129 500 V兆欧表一只，10级。51210(4555)Hz，05级频率表一只。5。2检定项目 检定项目见表3。表3捡定项目裹序号 检定项目首次检定 后续检定 使用中检验1外观和初步检查+2 示值误差+3重复性 +4 输人电流+5输入阻抗 +6温度补偿器误差 +4JJG 7572007哀3(续)序号 检定项目 首次检定后续检定 使用中检验7稳定性 +8电源电压适应性 +9输出误差 上10斜率调节器范围+1l 等电位调节器调节范围 +12 定位调节器调节范围。 +13 绝缘电阻 +注：1 “+”表示应裣项目，“一”表示可不检项目。2标“*”项目为次要项目。53检定方法 检定前按照仪器使用说明书要求预热。531检定按图1联接电路。r 一一K2图1检定电路联接图532外观和初步检查 按41要求用目测和手感进行检查。533示值误差5331电位示值检定点间隔为100 mV；对最小分度2 mV的仪器，还应在(O100)mV和靠近测 量上限和测量下限的100mV区间内，每间隔20mV检定一点；对于最小分度01 mV 的仪器，还应在(00-10O)mv区间每间隔20 mV检定一点。离子计置电位测量功能，输入端串联电阻短路，向离子计输入零电位值，调节离子 计零点。分别用增加和减少输入电位的方法，输入各检定点相应的电位值。按式(5)计 算电位示值误差：E。：学100=一(5)Lm式中：E。满度电位值，mV；5E。检定点输入电位值，mV； 百。增加和减少输入时示值平均值，mv。5332 pX T示值检定点间隔为1 pX。对001级以上的离子计还应在(O1)pX区间及在测量上限 值至测量上限减1 pX区间，以02 pX间隔检定一点。离子计置pxI测量功能，温度补偿器置25，输入端串联电阻短路。输入零电 位，调节离子计示值为零电位px值。有等电位调节器的离子计，应按仪器说明书调节 离子计等电位值，再调节定位调节器使离子计示值为零电位pX值。斜率调节器置100处，(对未标明斜率调节器位置的离子计，应输入与离子计零电位pX值至测量上 限pX值间隔相当的电位值，此值按公式(6)算出，调节斜率调节器，使离子计示值为 测量上限值。再输入零电位，调节离子计定位至零电位px值)。E=女(pXbpXo)(6)式中：E检定点电位标准值，mV； 女检定温度电极电位理论斜率(见附录A)，mvpX；pxb检定点标称值，pX；pK零电位px值，px。分别用增加和减少输入电位的方法，输入各检定点相应的电位值。按式(7)计算pX示值误差：pX。=pXppKl(7)式中：i孓检定点示值平均值，pX；pKI输人值，px。5333 pX示值 对于采用模拟方式进行mVpX转换的离子计，还应将离子计置pXn测量功能，按检定pxI示值的同样方法，进行px示值误差检定。不同温度的：值见附录B。5334活度c示值 离子计置活度(c，)测量功能，温度补偿器置25，斜率补偿器置100，向离子计输入59160mV电位，调节数显式离子计示值为100，指针式离子计示值为100。 根据离子计活度示值范围，分别用增加和减少输入电位的方法，输入附录C所列各电 位中均匀分布的10个活度的电位值。按式(8)计算活度示值误差：f。=上一二!X 100 (8)c b式中：c，示值平均值；c。输入电位的对应理论活度示值。对于直接显示离子活度的离子计，应按照仪器说明书用两点法校正斜率后，分别用 增加和减少输入电位的方法，输入02，04，06， ，10，20，30至最大px值 的电位值，计算输入增加和减少时各点活度示值的平均值。按式(9)计算活度示值误差：6c。=立100(9)bB式中：c，示值平均值；c。根据输入电位及公式(4)计算得到的标准活度值。注：Na+输入电位与浓(活)度关系见附录D。5335 C活度示值对采用模拟方式进行pxc转换的离子计，还应将离子计置C测量功能，按检定gI示值同样的方法，进行c示值误差检定。5336以上示值误差各条款的检定中，在进行测量上限值检定时，如果示值超出上 限不能读数，可将测量上限输入电位值减少25倍最大允许误差值对应的电位量进行 检定，作为测量上限检定结果。534输入电流按5332调节离子计示值为零电位px值。输入回路串入11090高阻，观察记录离子计示值的变化。重复测量三次，求出示值变化的平均值AV-Xo。按式(10)计算输入电流：J：坠咚型10一，(10)式中：R串联电阻R的阻值，Q。 若串高阻与不串高阻测量示值无变化，可将串联电阻R换为阻值更大的电阻，再次进行检定并计算输入电流。若串高阻与不串高阻测量示值仍无变化，可以判定离子计输入电流的影响小于最小显示值的13，输入电流检定结果采用最小显示值的13作为示值变化量计算。535输入阻抗按5331调节离子计，分别输入正、负1 000 mV电位值(对于量程较小的离子 计，输入12满量程的电位。以下各检定项目，量程较小时，均参照执行)，记录正、 负输入的示值VLl和vu，断开开关K1，串人1109 Q高阻，向离子计输入正、负1 000 mV电位值，记录正、负输入的示值V。和V。，重复测量三次，分别求出不串R 2厩岢寻翔R(11)高阻和串入高阻时示值算术平均值。按式(11)计算输入阻抗：式中：可Ll不串高阻时输入正1 000 mv，示值平均值，mV； 可。2不串高阻时输入负1 000 mV，示值平均值，mV； 可HI串人高阻时输入正1 000 mV，示值平均值，mV； 可。串入高阻时输入负l 000 mv，示值平均值，mv。对于没有mV测量功能的离子计，输入阻抗检定方法：输入0 pX至测量上限减1 pX的电位值，分别记录不串高阻和串人高阻时示值，重复测量三次，求出不串高阻和 串人高阻时示值算术平均值。按式(12)i-J-算输人阻抗：7JJG 75727R 2丽爵崔等蔺堋(12)式中：pXL不串高阻时，px测量示值平均值，pX；pXo不串高阻时，0 px示值平均值，px；pxH串入高阻时，px测量示值平均值，pX；pK串入高阻时，0 pX示值平均值，px。若串高阻与不串高阻测量示值无变化，可将串联电阻R换为阻值更大的电阻，再 次进行检定并计算输入阻抗。若串高阻与不串高阻测量示值仍无变化，可以判定离子计 输入阻抗的影响小于最小显示值的113，输入阻抗检定结果采用最小显示值的l3作为示值变化量计算。对于采用低内阻电极进行测量的专用离子计，输人阻抗和输入电流可以不作要求。536重复性5361电位测量重复性离子计置电位测量功能。输入回路串人高阻，向离子计输入300 mV电位，记录离 子计示值。重复测量6次，按式(13)计算离子计电位测量重复性：匝，(13)式中：E。高阻状态，第i次测量示值，mV；百6次测量示值的算术平均值，mV。5362 pxI测量重复性按5332调节离子计，输入回路串人高阻，向离子计输入相当于6 pX单位的电 位值，记录离子计示值，重复测量6次，按式(14)计算px测量重复性：J 6(px。一p-x-；)2S战= f三上一5 (14)式中：px高阻状态，第i次测量示值，pX；p6次测量示值的算术平均值，pX。537温度补偿器误差5371手动温度补偿的仪器 离子计置pxI测量功能，温度补偿器在其上限和下限之间调节，离子计示值变化应符合其分度(或最小显示)值。然后将温度补偿器调到25以外的温度进行检定，检 定点应选择包括温度补偿器上、下限两端点在内的有标称的温度点不少于4个。在每一 温度检定点用增加和减少输入电位的方法，各输入相当于该温度下6 px值的电位，求出增加和减少输入时示值的平均值，按公式(15)计算温度补偿器误差：pK=掣(15)二式中：px一示值平均值。8JJG 757-20075372自动温度补偿的仪器 有温度传感器的资料时，用相应的温度传感器模拟装置代替温度传感器，温度传感器模拟装置输入相应检定温度点的模拟值。在每一检定点用增加和减少输入电位的方法，各输入相当于该温度下6 px值的电位，求出增加和减少输入时示值的平均值。按 公式(15)计算温度补偿器误差。当没有温度传感器的资料时，可采用以下方法检定：将离子计温度传感器放置于精 密恒温水槽中，分别设恒温温度为各检定点温度，用增加和减少输入电位的方法，各输 入相当于该温度下6 pX值的电位，求出增加和减少输入时示值的平均值。按公式(15) 计算温度补偿器误差。5373对于采用模拟方式进行mVpX转换的离子计，还应将离子计置pX测量功 能，按检定pxI温度补偿器误差同样的方法，检定离子计pX温度补偿器误差。538温度测量误差将离子计温度传感器放入精密恒温水槽中，调节水温为5，25和45，离子计温 度示值与标准温度值之差即为温度示值误差。539输出误差对带有模拟输出的离子计，在进行5332 pXI示值误差检定时，将数字多用表接 在离子计输出端，记录离子计输出值。按式(16)计算输出误差。ddA，=竺L一100”(16)式中：，第i次输出误差； A，第i次数字多用表读数； A。检定点的标称输出值； A。满量程输出值。5310稳定性 按5332调节离子计，在以下检定过程中，不得对离子计再作任何调节。记录零电位示值pXo；向离子计输入6 pX单位的电位值，记录示值pX。每隔10 rain重复测 量一次，共测7次。按式(17)和式(18)计算稳定性。p)(【；=pXo。一p)(1(17)式中：ZxpK输入为零时稳定性；p)(【。7次测量零电位最大漂移时示值；pXo第一次测量示值。ApXh=pXh。一pX(18)式中：ApXh6 px单位测量时示值稳定度； pxh7次测量最大漂移时示值； pxh第一次测量示值。5311电源电压适应性按5332调节离子计，输入0 pX和6 pX值，记录离子计示值，调节电源电压从9JJG 757-一27220 V递增至242 V，稳定10 min后，记录输入0 pX和6 pX时示值，然后将电源电压 递减到198 V，稳定lOjmin后，记录输入0 px和6 px时示值。改变电源电压时0 pX 示值和6 pX示值与电源电压220 V时示值之差为离子计电源电压适应性。5。3。12斜率调节器范围按5332调节离子计，再将斜率调节器分别置于调节范围的两个端点，向离子计 输入电位使离子计指示6 Ox值，记录输入的电位值E。按式(19)分别计算斜率调节器 上、下限值。爱100(19)式中：E。斜率为100时，离子计6 pX示值输入的电位值。5313等电位调节器调节范围 有等电位调节器的离子计按5332调整后，旋转等电位调节器至两个端点，记录离子计指示值变化范围。5314定位调节器调节范围 按5332调整离子计，旋转定位调节器，记录离子计指示值变化范围。5315绝缘电阻 离子计的电源插头不接人电网，电源开关置接通位置，用兆欧表测定电源线相、中线与地线(机壳)之间的绝缘电阻。54检定结果的处理54。1首次检定检定结果全部符合本规程要求的为合格仪器，发给检定证书。证书应 给出各项检定结果数据和仪器级别。542后续检定，凡离子计的主要项目(表1、3中不带“*”的项目)全部符合本规程要求，而其他次要项目若有不合格，但不影响使用的，也可判定为合格仪器，发给检定 证书，并注明不合格项目。543后续检定，主要项目有不合格项，判定为该级别不合格的仪器允许降级使用， 但必须符合所降至级别的要求，按降级后的级别发给检定证书。若降至最低级别仍不合 格，则判定为不合格，发给检定结果通知书，并注明不合格项目及数据。544对修理及长期存放后计量性能可能有变化的仪器，其后续检定按首次检定要求 进行。55检定周期检定周期为1年。修理后或对测量结果有疑问时，应及时检定。10附录A(oll。Ckl值矗mV tkmV05419950 64120555191 55 6511310 5618360 66。10515 5717665 67097205816870 680892559160 75 6908130 60152 80 70。07335 6114485 7106538 6173990 7205740 6213695 730494563128100740421lJJG 757-2007附录B(o100)。Ck2值f愚mV kmV027100 50 3206052759655 3255610 2809260 3305215 2858865 33548202908470 34044252958075 345403030076 80 3503735 3057285 355333830870 903602940 3106895 365254531564 100 37021附录C输入电位与活度示值对照表输入电位mv 活度示值fIC 数字式 指针式(活度单位)178098904 20 0203561817809 40 04046035 23018 60 O6053427 26713 80 08059160 29580 100 1006384431922120 6780533902140 7123635618160 7426237131 1807696938484200 1208738643693300 1309477847389400 14010051150256500 15010519552598600 16011258656293800 18011832059160 1 00020012300461502 1 20012696563482 1 40013039665198 1 60013342266711 1 80013481l 674061 900136129680642 000 220153937769694 000 240164355821786 000 260171746858738 000 2-8017747988740 10 000300附录D输入电位与Na+浓度对照襄(活度系数，=1)输入电位 O5916 1183217748 2366429580pNa 00102030405浓度(msL)23 000 18 270 14 512 11 527 9 156 7 273输入电位 35。49641412 47328 5324459。160 118320 pNEt O6 07 080912浓度(rngL)5 777 4 589 3 645 2 896 2 3002300输入电位 177480236640295800 354960414120 473280pNa34 5678浓度(#gL)23 000 2 30012300 2300 2300 0230 0注：1表中输入59160mV时定位为1 pNa。2 lpNa以后的中间值与0pha和lpNa之间的数值是相同的，只是小数点向左顺序移动。14JJG 7572伽17附录E离子计检定原始记录格式检定校准日期年月日共页第页 记录编号 证书编号 字号结论送检单位 检定员 核验员 样品名称 型号规格 等级 制造厂 出厂编号 生产日期 环境条件 温度：湿度： RH 备注主要计量基标准器名称 型号规格 编号 有效期 证书号 等级 依据的技术文件：JJG 7572007离子计检定规程(一)外观和初步检查(二)离子计示值误差pX等电位值：温度补偿器值：输入值 0020406O81234567一，J1值2平均,pX输入值一小l值2平均ApX15JJG 75720017输入值 0O2O4O608l234567一不1值2 平均 ApX 输入值1刀i值2平均ApXmV+输入 0246810 20406080100200300一不1值2平均 误差+输入 4005006007008009001 000 l 100 l 200 1 300 1 400 1 500 1 600水一1值2 平均 误差+输入 l 700 l 800 l 900 1 920 1 940 1 960 1 980 1 990 1 992 l 994 1 996 1 998P，J1值2 平均 误差一输入0246810 20406080100200300一，丁l值2 平均 误差一输入4005006007008009001 000 1 100 1 200 1 300 1 400 1 500 1 600一不1值2 平均 误差一输入1 700 1 800 1 900 1 920 1 940 1 960 1 980 1 9