酸度计电计示值误差和示值总误差测量不确定度的评定

1、一、酸度计电计示值误差和示值总误差测量结果的不确定度评定A、电计示值误差测量结果的不确定度评定：（一） 、测量过程简述1、测量依据： JJG119-2005 实验室 pH （酸度）计检定规程2、测量环境条件：温度（10-40）相对湿度 85% 3、测量标准： pH检定仪4、被测对象：酸度计5、测量方法： 采用直接比较法， 即把 pH检定仪与被测对象正确连接起来，首先进行定位，然后分别输入不同的pH值，从而计算出仪器示值与输入标准值之差为电计的示值误差。6、评定结果的使用：在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。（二） 、数学模型：d=pH-spH式中：pH被检电计示值d

2、示值误差spHpH计检定仪示值（三） 、各输入量的标准不确定度分量的评定：1、 标准仪器引起的不确定度)(spHu以 pH计检定仪为标准器时， 按仪器说明书规定pH计准确度（允许误差）为 0.002 pH ，考虑为均匀分布，则其标准不确定度为：)(spHu=0.002/3=0.001 pH 估计sspHupHu为 0.10 ，则自由度为)(spHv=50 适用于 0.01 级及其以下的 pH计检定。2、 检定时重复测量的不确定度)(pHu的计算pH计的电计示值重复性测量不确定度)( pHu，可按贝塞尔公式计算：则单次测量实验标准差；s=1)(2npHpHS=0.05 该值可利用电计示值重复性检

3、定的结果，按pH计规程规定，重复测量 6 次，代入上式计算标准差，实际检定时，应使用实测数据，)( pHu应 用 平 均 值 的 标 准 差 ， 它 由 单 次 测 量 标 准 差s计 算 。)( pHu= ns /=6/s=0.02 )( pHu的自由度v= 6 1=5 表 1-1 对不同级别的 pH计)(pHu计算被检仪器级别重复测量不确定度s)(pHu自由度0.1 0.05 0.02 5 0.01 0.01 0.004 5 （四） 、合成不确定度及扩展不确定度的评定：1、灵敏度系数数学模型：d=pH-spH式中：pH被检电计示值d示值误差spH pH计检定仪示值1)()(pHd1)()(

4、SpHd2.各不确定度分量汇总及计算表表 1-2 各不确定度分量汇总及计算表仪器级别标准不确定度分量ixu不确定度来源标准不确定度值ixu(pH)灵敏度系数iixfc/(pH)iixuc自由度iv0.1 )(spHupH检定仪标准不确定度0.001 0.001 50 0.01 0.1 )(pHu测量不重复性0.02 1 0.02 5 0.01 0.004 0.004 0.1 95U扩展不确定度0.05 pH5 0.01 0.01 pH3、合成标准不确定度的计算)(2du=)()()SSpHupHd2+pHupHd)()(2故)(du=)()(22pHupHuS0.1 级：合成标准不确定度)(d

5、u为 0.02 pH 0.01 级：合成标准不确定度)(du为 0.004 pH 4、有效自由度eff =iicuu44=5)(50)(444pHupHuuSc=5 被检仪器级别为0.1 和 0.01 级的有效自由度都为5取置信概率p= %有效自由度effv，查t 分布表得到effvtk95952.57 扩展不确定度为：ceffuvtU)(9595=0.05（pH）（0.1 级）ceffuvtU)(9595=0.01（pH）（0.01 级）（五） 、测量不确定度的报告电计示值误差测量结果的扩展不确定度：95U0.05（pH）effv= 5 （0.1 级）95U0.01（pH）effv = 5

6、（0.01 级） B、示值总误差测量结果的不确定度评定：（一） 、测量过程简述1、测量依据： JJG119-2005 实验室 pH （酸度）计检定规程2、测量环境条件：温度（13-38）相对湿度 85% 3、测量标准： pH 标准物质4、被测对象：酸度计5、测量方法：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6、评定结果的使用：在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。（二） 、数学模型：d=pH-spH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

7、重复性，此外，根据示值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的变化，此项也可以认为是测量方法的不确定度。这样被检仪器示值可改写为：d=pH-spH-jpH式中：d仪器示值总误差pH被检仪器示值spH标准溶液的标准值jpH液接界电势的影响量（三） 、各输入量的标准不确定度分量的评定：1、标准溶液引起的不确定度)(spHu，从pH标准溶液的证书可查到二级标准溶液的扩展不确定度为0.01 ( 置信水准为 99.7% ) 则标准溶液的不确定度)(spHu=0.01/3=0.003 。其自由度可以认为是)(spHv2、 液接界电势的不确定度)(jpHu可查 pH在 310 范围

8、内，液接界电势的最大变化为 0.01 按均匀分布考虑，其标准不确定度为0.01/3=0.006 标准溶液的不确定度和液接界电势不确定度经反复测定验证很可靠 ,其自由度可以认为是)(jpHv3、仪器示值测量重复性引起的不确定度)(pHu，该值可利用仪器示值重复性检定结果，以规程规定的此项允许误差来估计)( pHu对不同级别的 pH计，计算出不同级别的)(pHu表 1-3 计算不同级别的)(pHu被检仪器级别)(du及自由度s)(du自由度0.1 0.05 0.02 5 0.01 0.01 0.004 5 （四） 、合成不确定度及扩展不确定度的评定：1、灵敏度系数：d=pH-spH-jpH式中：d

9、仪器示值总误差pH被检仪器示值spH标准溶液的标准值jpH液接界电势的影响量1)()(pHd1)()(SpHd1)()(jpHd2、各不确定度分量汇总及计算表表 1-4 各不确定度分量汇总及计算表仪器级别标准不确定度分量ixu不 确 定 度 来源标准不确定度值ixu(pH)灵敏度系数iixfc/(pH)iixuc自由度iv0.1 )(spHu标 准 溶 液 的不确定度0.003 0.003 0.01 0.1 )(pHu测 量 不 重 复性0.02 1 0.02 5 0.01 0.004 0.004 0.1 )(jpHu液 接 界 电 势不确定度0.006 -1 0.006 0.01 0.1 9

10、5U扩 展 不 确 定度0.05 pH5 0.01 0.02 pH50 3、合成标准不确定度的计算：)(2du=)()()(SSpHupHd2+)()()(jjpHupHd2+)()()(pHupHd2)(du=)()()(222pHupHupHujS0.1 级：合成标准不确定度)(du为 0.02 pH 0.01 级：合成标准不确定度)(du为 0.008 pH 4、有效自由度：被检仪器级别为0.1 级的有效自由度为：effv=5)()()(4444dupHupHuuJsc=5 被检仪器级别为 0.01 级的有效自由度为：effv=5)()()(4444dupHupHuuJsc=8050 取置信概率p= % 有效自由度ef fv，查t分布表得到effvtk95952.57 有效自由度effv50，查 t 分布表得到effvtk95