电导率仪电子单元引用误差测量结果的不确定度评定

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摘 要:电导率仪是水质、食品等检测的一个常用化验设备,其测量结果的可信程度非常重要.本文主要根据F1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》以及G376-2007《电导率仪检定规程》,对电导率仪电子单元引用误差的不确定度进行分析.

关 键 词:电导率仪引用误差检定不确定度

电导率仪是适用于精密测量各种液体介质的仪器设备,主要用来精密测量液体介质的电导率仪值,当配以相应常数的电极可以精确测量高纯水的电导率,广泛应用于水质分析、冶金、食品及医药等各个领域的科研和生产.这些应用直接关系着人类的健康,因此,电导率仪的准确无误非常必要,电导率仪的检定工作也尤为重要.下面就对电导率仪电子单元引入误差的不确定度进行分析.

1.测量方法

依据G376-2007《电导率仪检定规程》仪器检定方法进行测量.电子单元引用误差测量采用直接比较法,即在规程规定的环境条件下,电导率仪与检定电导率仪专用交流电阻箱连接,将电导率仪常数调节器置于1.000cm-1,温度补偿器置于25℃,对电导率仪II量程、测量范围20~200μS/cm内的任一点进行测量,每点重复测量三次,三次测量值的算数平均值减去相应的标准电导率值除以相应量程上限值的百分数即为电子单元引用误差.

2.数学模型与灵敏系数

2.1数学模型

式中:Δκ——电子单元引用误差,%;

κ——被检电导率仪上的示值,μS/cm;

κS——标准电导率值,μS/cm;

κF——电导率仪被测量程上限值,μS/cm.

2.2灵敏系数

.

(不确定度评定点量程上限值κF等于200μS/cm)

3.各输入量标准不确定度分量的评定

3.1电导率仪测量重复性引入的标准不确定度

采用A类评定方法进行评定.将交流电阻箱调节到100μS点,将待测的DDS-11A型电导率仪调节到测量上限为200μS/cm的量程,在重复条件下测量10次,得到数值为:99.9、99.8、100.0、100.0、99.9、100.0、99.9、99.8、100.0、99.9(μS/cm).

在电导率仪检定规程中,测量结果为单次测量得到,因此测量重复性引入的标准不确定度u(κ1)等于S等于0.079μS/cm.

3.2电导率仪示值引入的不确定度

采用B类评定方法进行评定.DDS-11A型电导率仪满量程为200μS/cm,显示分辨力为0.1μS/cm,其分辨力可能导致的最大示值误差的绝对值为0.05μS/cm,估计其为均匀分布,由分辨力引入的标准不确定度为:

3.3比较电导率仪测量重复性引入的标准不确定度u(κ1)和电导率仪示值引入的不确定度u(κ2),取其较大值为主要影响量,u(κ1)>u(κ2),所以忽略u(κ2),取u(κ)等于u(κ1)等于0.079μS/cm.


3.4检定电导率仪专用交流电阻箱的准确度引入的标准不确定度u(κS).

采用B类评定方法进行评定.检定电导率仪专用交流电阻箱不确定度为0.05%,k等于2,对于100μS/cm电导,其标准值的不确定度为:

4.合成标准不确定度

4.1标准不确定度一览表

表1

标准不确定度分量不确定度

来源标准

不确定度灵敏度

系数Ci

u(κ)测量重复性0.079μS/cm0.005μS/cm

u(κs)专用交流电阻箱准确度0.025μS/cm-0.005μS/cm

4.2合成标准不确定度的计算

5.扩展不确定度的评定

取k等于2,则扩展不确定度为

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