滲透壓摩爾濃度測定儀示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定

張寶華，郝靜坤，洪釧

滲透壓摩爾濃度測定儀示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定

張寶華，郝靜坤，洪釧

（河北省計量監(jiān)督檢測院，石家莊 050051）

利用國家標準物質(zhì)對滲透壓摩爾濃度儀器的示值誤差進行了重復檢測，通過建立數(shù)學模型，對示值誤差測量結(jié)果不確定度進行了評定，主要包括測量重復性、標準物質(zhì)、儀器分辨力引入的不確定度。當測量點為200，400，500，600，700 mOsmol／kg時，相對擴展不確定度分別為0.95%，1.0%，0.7%，0.6%，0.5%(k=2)。

滲透壓摩爾濃度測定儀；標準物質(zhì)；示值誤差；不確定度

滲透壓摩爾濃度測定儀主要應用于醫(yī)學臨床、制藥，以及生物、植物、衛(wèi)生制品、食品飲料等領(lǐng)域的水溶液滲透壓摩爾濃度的測定。由于目前國家還沒有統(tǒng)一的檢定規(guī)程或校準技術(shù)規(guī)范，給儀器實施檢定、校準和相關(guān)不確定分析帶來諸多不便。為了滿足企業(yè)用戶需求，筆者在自編校準方法的基礎(chǔ)上，對該類型儀器實施校準時的測量結(jié)果不確定度進行了評定，為今后校準工作的開展建立基礎(chǔ)，同時為計量校準工作提供參考。

1 實驗部分

1．1 測量過程簡述

(1)測量依據(jù)：河北省計量監(jiān)督檢測院Z／JF-HXY-001-2013 《滲透壓摩爾濃度測定儀校準方法》。

(2)測量環(huán)境條件：溫度為5～30℃，相對濕度為20%～85%。

(3)測量標準：中國計量科學研究院研制的氯化鈉溶液標準物質(zhì)，GBW（E）130367～GBW（E）130373。

(4)被測對象：天津天河醫(yī)療器械公司生產(chǎn)的SMC30B型滲透壓摩爾濃度測定儀。

1．2 測量方法

測量前選用純化水(實驗室一級用水)、300 mOsmol／kg和700 mOsmol／kg標準溶液分別對儀器零點和量程進行校準，完成兩項校準后進入測量狀態(tài)。取50μL（100～700）mOsmol／kg的標準物質(zhì)注入干燥潔凈的測定管中并將其固定在測量探頭上，手動或自動將盛有溶液的測定管移至預冷室中測量其滲透壓摩爾濃度，逐次從低到高對各點進行10次重復性測量[1]。

2 數(shù)學模型

由于校準方法中，儀器示值誤差是針對不同測量范圍采用以下兩種方法進行計算，因此在進行不確定度分析時，分別采用相對應的數(shù)學模型。

(1)滲透壓摩爾濃度小于或等于300 mOsmol／kg時數(shù)學模型：

式中：ΔOs——示值誤差，mOsmol／kg；

Os——標準溶液標準值，mOsmol／kg。

靈敏系數(shù)：

(2)滲透壓摩爾濃度大于300 mOsmol／kg時數(shù)學模型：

式中：ΔOs——示值誤差，mOsmol／kg；

Osi——測量點算術(shù)平均值，mOsmol／kg；

Os——標準溶液標準值，mOsmol／kg。

靈敏系數(shù):

3 不確定度來源

不確定度主要來源于以下幾方面：

(1)測量重復性引入的不確定度；

(2)儀器分辨力引入的不確定度；

(3)標準物質(zhì)引入的不確定度。

4 不確定度評定

4．1 重復測量引入的不確定度

選擇200，400，500，600，700 mOsmol／kg的氯化鈉標準溶液，從低到高對各點分別進行10次重復測量[2]，得到5組測量數(shù)據(jù)，測量數(shù)值見表1。

表1 不同檢測點滲透壓摩爾濃度測量結(jié)果 mOsmol／kg

根據(jù)表1數(shù)據(jù)計算得各點的單次標準偏差：

s(a)=0.88 mOsmol／kg

s(b)=1.7 mOsmol／kg

s(c)=1.6 mOsmol／kg

s(d)=1.2 mOsmol／kg

s(e)=0.99 mOsmol／kg

為了提高測量的可靠性，按照Z／JF-XHY-001-2013 《滲透壓摩爾濃度測定儀校準方法》，重復測量3次，所以各測量點的標準不確定確度：

同理可得：

u(b)=0.98 mOsmol／kg

u(c)=0.92 mOsmol／kg

u(d)=0.69 mOsmol／kg

u(e)=0.57 mOsmol／kg

4．2 儀器分辨力引入的不確定度

測定儀分辨力為1 mOsm／kg，由儀表分辨力b導致的示值誤差區(qū)間半寬為b／2；包含因子k=因此分辨力為1 mOsmol／kg的測定儀的不確定度為u(F)=0.5／=0.29 (mOsmol／kg)。

由于測量重復性、分辨力是構(gòu)成測量過程中的兩個重要的影響量，則各點測量過程引入的標準不確度由這兩部分組成。

200 mOsmol／kg測量點時：

同理400，500，600，700 mOsmol／kg測量點時：

u1b=1.1 mOsmol／kg

u1c=1.0 mOsmol／kg

u1d=0.8 mOsmol／kg

u1e=0.7 mOsmol／kg

4．3 標準物質(zhì)引入的不確定度

由國家標準物質(zhì)證書給出的溶液標準物質(zhì)滲透壓摩爾濃度為200，400，500，600，700 mOsmol／kg時的相對擴展不確定度(U)分別為1.5，1.9，2.3，2.8，3.2 mOsmol／kg。

則對應各濃度點的標準不確定度：

usa=0.75 mOsmol／kg

usb=0.95 mOsmol／kg

usc=1.2 mOsmol／kg

usd=1.4 mOsmol／kg

use=1.6 mOsmol／kg

5 示值誤差標準不確定度

5．1 測量點為200 mOsmol／kg時的合成不確定度

該項不確定度按式(1)模型進行評定，則：

5．2 測量點大于300 mOsmol／kg時的合成不確定度

測量點大于300 mOsmol／kg時按式(2)模型進行評定。

測量點為400 mOsmol／kg 時，相對合成不確定度：

同理測量點為500，600，700 mOsmol／kg時相對不確定度：urel，c=0.31%；urel，d=0.27%；urel，e=0.24%

6 示值誤差相對擴展不確定度

取包含因子k=2，則各測量點示值誤差的相對擴展不確定度[3]：

200 mOsmol／kg時：

U=uak=0.95×2＝1.9 (mOsmol／kg)

Urel,a=1.9／200＝0.95%, k=2

同理400，500，600，700 mOsmol／kg 時相對擴展不確定度：

Urel,b＝urel,bk=0.51%×2＝1.0%, k=2

Urel,c＝urel,ck=0.31%×2＝0.7%, k=2

Urel,d＝urel,dk=0.27%×2＝0.6%, k=2

Urel,e＝urel,ek=0.24%×2＝0.5%, k=2

［1］ Z/JF-HXY-001-2013 滲透壓摩爾濃度測定儀校準方法［S］.

［2］ CNAS-GL06:2006 化學分析中的不確定度評定指南［S］.

［3］ JJF 105.1-2012 測量不確定度評定與表示［S］.

Uncertainty Evaluation of Osmolarity Tester Indication Error Measurement Result

Zhang Baohua， Hao Jingkun， Hong Chuan
（Metrological Supervision and Testing Institute in Hebei Province, Shijiazhuang 050051, China）

The certified reference materials were used for measuring the detection error of osmolarity tester. Through the establishment of mathematical model，the uncertainty of indication error was evaluated, which included the repeatability of measurement，the reference material and the instrument resolving power uncertainty. The relative expanded uncertainty were 0.95%，1.0%，0.7%，0.6%，0.5% (k=2) respectively as the measuring point were 200，400，500，600，700 mOsmol／kg.

osmolarity molarity tester; reference material; indication error; uncertainty

O657.91

A

1008-6145(2014)01-0098-03

聯(lián)系人：洪釧； E-mail: hong_chuan@126.com

2013-10-28

10.3969／j.issn.1008-6145.2014.01.029