酸度計量值比對實例

【摘要】酸度計測量范圍廣，是應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)、食品檢測、醫(yī)療衛(wèi)生、地質(zhì)探勘等領(lǐng)域的重要測量設(shè)備，尤其在水質(zhì)檢測中尤其重要。為了加強建標(biāo)單位監(jiān)管力度，保障量值準(zhǔn)確一致，本文開展酸度計量值比對。

【關(guān)鍵詞】酸度計；量值比對；技術(shù)方案；不確定度評定；結(jié)果判定原則

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.05.020

Example of Acidity measurement Value Comparison

ZHOU Xinggang

（Qianxinan Prefecture Inspection and Testing Center， Xingyi 562400， China）

Abstract： Acidity meters have a wide measurement range and are important measurement equipment in fields such as environmental protection， food testing， medical and health care， geological exploration， etc.， especially in water quality testing. In order to strengthen the supervision of standardization units and ensure accurate and consistent measurement values， this article conducts acidity measurement value comparison.

Key words： acidity meter； quantity value comparison； technical solution； uncertainty assessment； result determination principle

本文重點描述比對技術(shù)方案、pH計電計示值誤差不確定度評定、盲樣不確定度評定及比對結(jié)果評價。

1比對技術(shù)方案

1.1比對依據(jù)

JJG 119—2018《實驗室pH（酸度）計》；JJF 1117—2010《計量比對》；JJF 1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》。

1.2傳遞標(biāo)準(zhǔn)及待測盲樣

為較全面地反映各計量技術(shù)機構(gòu)能力，本次比對選用兩臺分辨率為0.01的實驗室pH計，其中一臺作為傳遞標(biāo)準(zhǔn)，另外一臺為備用傳遞標(biāo)準(zhǔn)。比對選用的盲樣由中國測試技術(shù)研究院生產(chǎn)定值，pH值為6.537，不確定度U=0.010，k=3。

1.3比對程序

第一部分：參比實驗室按照檢定規(guī)程的規(guī)定對傳遞實驗室pH計進(jìn)行檢定，并依據(jù)檢定結(jié)果判定儀器級別，出具酸度計檢定證書。其中需要在pH=4測量點重復(fù)測量6次，評定電計示值誤差的擴(kuò)展不確定度，并填入比對結(jié)果報告單中。

第二部分：評定盲樣測量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度。將待測樣品（固體）用新蒸餾水或去離子水配成250 mL溶液。在正常條件下，用標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)上面檢定合格的實驗室pH計去測量盲樣在25℃時的pH值。

1.4比對路線：

本次比對方式采取星形式。

1.5傳遞標(biāo)準(zhǔn)（實驗室pH計）技術(shù)狀況

1）傳遞標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性：在比對前期，主導(dǎo)實驗室對實驗室pH計持續(xù)進(jìn)行了1個月傳遞標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性監(jiān)測，主導(dǎo)實驗室在每次傳遞實驗室pH計送回后進(jìn)行穩(wěn)定性試驗。

2）傳遞實驗室pH計的運輸性能：主導(dǎo)實驗室詳細(xì)規(guī)定實驗室pH計的包裝、運輸、貯存等相關(guān)要求。

3）盲樣穩(wěn)定性：比對采用的是混合磷酸鹽pH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，有效期為5年，按保存和傳遞按照證書上的要求，主導(dǎo)實驗室在傳遞之前進(jìn)行了多次穩(wěn)定性檢驗。

1.6比對結(jié)果的評價方法

本次量值比對針對儀器電計示值誤差、盲樣測得值分別進(jìn)行擴(kuò)展不確定度評定。主導(dǎo)實驗室對參比實驗室反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總及分析處理，計算得到各實驗室的XΔ值和En值，并給出各參比實驗室的評價結(jié)果。XΔ值用于評價各參加比對實驗室電計示值誤差，En值用于比對評價盲樣檢測結(jié)果。XΔ值的計算公式為：

1.7結(jié)果判定原則

評價比對實驗室的電計示值誤差時，當(dāng)XΔ≤1，判定結(jié)果為滿意；當(dāng)XΔ>1，判定結(jié)果為不滿意；評價盲樣檢測結(jié)果時，當(dāng)En≤1，判定結(jié)果為滿意；當(dāng)En>1，判定結(jié)果為不滿意。

2pH計電計示值誤差的不確定度評定和盲樣的不確定度評定

2.1pH計電計示值誤差的不確定度評定

2.1.1概述

本次比對的目的是確定各地州市計量技術(shù)機構(gòu)開展pH計的檢定工作能力。

1）測量依據(jù)：本次比對根據(jù)國家檢定規(guī)程JJG 119—2018《實驗室pH（酸度）計》、測量不確定度遵從JJF l059.1—2012《測量不確定度評定與表示》所推薦的評估方法。2）環(huán)境條件：溫度23～25℃，相對濕度≤65%，標(biāo)準(zhǔn)溶液和電極系統(tǒng)的溫度恒定性在±0.2℃內(nèi)，附近無明顯的機械振動和強電磁干擾。3）測量標(biāo)準(zhǔn)：酸度計檢定儀0.0006級，測量范圍為pH（0.00～ 14.00），-2000～2000mV；標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)鄰苯二甲酸氫鉀U=0.01（k= 3），混合磷酸鹽U=0.01（k=3），硼砂U=0.01（k=3）。4）被測對象：梅特勒-托利多（METTLER TOLEDO）儀器（上海）有限公司的S210 pH計。5）測量過程：用本單位的酸度計檢定儀作為測量標(biāo)準(zhǔn)，采用直接比較法對傳遞標(biāo)準(zhǔn)（實驗室pH計）的測量點（電計示值為pH=4.00）進(jìn)行測量，根據(jù)測得的電計示值誤差算其擴(kuò)展不確定度U，取包含因子k=2。

2.1.2測量模型

式中，pH為實驗室pH計示值的平均值；ΔpH為實驗室pH計電計的示值誤差；pHs為本實驗室pH計檢定儀輸入給實驗室 pH計的標(biāo)準(zhǔn)信號值。

2.1.3輸入量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

2.1.3.1測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1

6次重復(fù)性測量數(shù)列及平均值，見表1。

結(jié)合測量結(jié)果的有效位數(shù)，并綜合考慮其可靠性后取值為U = 0.012。

2.2盲樣不確定度評定

2.2.1概述

1）測量依據(jù)、環(huán)境條件、測量標(biāo)準(zhǔn)同上。2）被測對象為盲樣。3）測量過程：用S210 pH計作為測量標(biāo)準(zhǔn)，采用直接比較法對盲樣進(jìn)行測量，給出盲樣測量點示值誤差的擴(kuò)展不確定度U，使用包含因子k=2。

2.2.3輸入量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

1）盲樣的重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1

測量盲樣的重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1見表3。

二級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書給出的擴(kuò)展不確定度均為U = 0.01（k= 3），則其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u3 = 0.01/3 = 0.0033。

2.2.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度

結(jié)合測量結(jié)果的有效位數(shù)，并綜合考慮其可靠性后取值得：U = 0.014。根據(jù)以上分析及評定得出以下結(jié)論：在25℃恒溫水浴箱測得盲樣的測量結(jié)果為：盲樣pH=（6.538±0.014）。

3參比實驗室量值比對數(shù)據(jù)及比對結(jié)果評價

3.1參比實驗室的檢定結(jié)果及結(jié)果評價

參比實驗室的檢定結(jié)果及結(jié)果評價，見表5。

3.2參比實驗室盲樣檢測結(jié)果

參比實驗室盲樣檢測結(jié)果，見表6。

【參考文獻(xiàn)】

[1]實驗室pH（酸度）計：JJG 119—2018[S].

[2]pH計檢定儀：JJG 919—2008[S].

[3]測量不確定度評定與表示：JJF 1059.1—2012[S].

[4]計量比對：JJF 1117—2010[S].

【作者簡介】

周興剛，男，1981年出生，工程師，學(xué)士，研究方向為計量力學(xué)、溫度及化學(xué)。

（編輯：李加鵬）