電導(dǎo)率儀檢定裝置誤差測量結(jié)果的不確定度評定

陳卿才，王 強(qiáng)，李 艷

(1.海南省氣象探測中心，海南 海口 570100;2.貴州省大氣探測技術(shù)與保障中心，貴州 貴陽 570203)

1 概述

按照J(rèn)JG376-2007《電導(dǎo)率儀檢定規(guī)程》的要求，電導(dǎo)率儀的檢定分為電計(jì)檢定和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)檢定。在電導(dǎo)率儀檢定裝置計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)建標(biāo)過程中，電導(dǎo)率儀檢定裝置檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的測量不確定度評定必須要考慮電計(jì)示值誤差和標(biāo)準(zhǔn)溶液的誤差對裝置不確定度的影響。

2 不確定度評定的方法

根據(jù)各輸入量估計(jì)值獲得方法的不同，不確定度的分量可以采取兩種不同的方法進(jìn)行評定，即不確定度的A類評定和不確定度的B類評定。

用對觀測列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法來評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度，稱為不確定度的A類評定。它所得到的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度稱為A類不確定度分量。

用不同于對觀測列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法來評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度，稱為不確定度B類評定。它所得到的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度稱為B類不確定度分量。

3 電計(jì)的引用誤差檢定時(shí)各分量標(biāo)準(zhǔn)不確定度

3.1 測量方法

依據(jù)JJG376-2007《電導(dǎo)率儀檢定規(guī)程》計(jì)量檢定規(guī)程，采用直接比較法進(jìn)行檢定，用標(biāo)準(zhǔn)電阻箱向被測電導(dǎo)率儀輸入不同的電導(dǎo)值，從而計(jì)算出儀器示值與標(biāo)準(zhǔn)值之差，再除以該量程的滿度值，即為電計(jì)應(yīng)用誤差。

數(shù)學(xué)模型:

式中:△k為電導(dǎo)率儀應(yīng)用示值誤差;KF為電導(dǎo)率儀測量滿量程值為電導(dǎo)率儀示值的算術(shù)平均值;Ks為標(biāo)準(zhǔn)電導(dǎo)值。

3.2 電導(dǎo)率儀電計(jì)的測量重復(fù)性不確定度u的評定:采用 A 類方法［z1］評定

用1臺(tái)電導(dǎo)率儀做電計(jì)檢定用標(biāo)準(zhǔn)交流電阻箱，連續(xù)測量 10 次，為 100.6、100.6、100.4、100.4、100.4、100.4、100.4、100.5、100.5、100.5 μs/cm，該測量檔的滿量程為200 μs/cm，可得到電計(jì)的引用誤差:0.2%、0.3%、0.3%、0.2%、0.2%、0.2%、0.2%、0.25%、0.25%、0.25%。

3.3標(biāo)準(zhǔn)交流電阻箱準(zhǔn)確度引入K標(biāo)不確定度u(K標(biāo))的評定:主要來源于標(biāo)準(zhǔn)交流電阻箱準(zhǔn)確度引入的不確定度

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)交流電阻箱檢定證書，標(biāo)準(zhǔn)交流電阻箱符合0.05級，即:其給出的標(biāo)準(zhǔn)電導(dǎo)值的誤差在0.05%的范圍內(nèi)，取矩形分布

4 儀器配套引用誤差檢定時(shí)的各分量標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4.1 電導(dǎo)儀的測量重復(fù)性帶來不確定度的評定:采用A類方法進(jìn)行評定

對一臺(tái)數(shù)字電導(dǎo)儀，在該測量檔的滿量程2 000 μs/cm檔用GBW(E)130107(20℃時(shí)定值為1 277 μs/cm)電導(dǎo)率標(biāo)準(zhǔn)溶液，在相同條件下連續(xù)測量10次，測量列:1 277、1 277、1 276、1 277、1 277、1 277、1 277、1 276、1 277、1 278 μS/cm 可得到儀器的引用誤差:0%、0%、0.05%、0%、0%、0.05%、0%、0.05%、0%、0.1%。

4.2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值K標(biāo)帶來不確定度u(K標(biāo))的評定:采用B類方法［z2］進(jìn)行評定

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書20℃時(shí)，電導(dǎo)率標(biāo)準(zhǔn)值的相對擴(kuò)展不確定度為0.25%、取矩形分布

4.3 溫度誤差K溫帶來不確定度u(K溫)的評定:采用B類方法評定

由于標(biāo)準(zhǔn)溶液的溫度系數(shù)為2%/℃，而0.5級的電導(dǎo)儀所使用的恒溫槽控溫誤差為±0.05℃，取矩形分布

5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定

5.1 電計(jì)引用誤差檢定時(shí)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

表1 標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表

電計(jì)引用誤差檢定時(shí)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度:

5.2 儀器配套引用誤差檢定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

表2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表

儀器配套引用誤差檢定時(shí)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度:

6 擴(kuò)展不確定度

根據(jù)公式U=k×uC(△K)(取k=2)，電計(jì)檢定時(shí)擴(kuò)展不確定度U=0.064%，標(biāo)準(zhǔn)儀器配套檢定時(shí)擴(kuò)展不確定度U=0.32%。

7 結(jié)束語

建標(biāo)過程中，對電導(dǎo)儀率檢定裝置檢定時(shí)擴(kuò)展不確定度的評定，既要充分考慮檢定過程中各種因素的影響，又要考慮分項(xiàng)不確定度用哪一類方法進(jìn)行評定。

［1］肖明耀.誤差理論與應(yīng)用［M］.計(jì)量出版社，1985.