100mL容量瓶测量结果的不确定度评定

100mL容量瓶测量结果的不确定度评定
摘要：主要叙述了在100ml容量瓶的校准过程中，对其容量测量结果的不确定度评定。

关键词：衡量法；测量结果；不确定度分量；标准不确定度；合成标准不确定度；扩展不确定度。

1.
概述：
1.1技术依据：JJG196-2006《常用玻璃量器检定规程》。

1.2环境条件：温度(20±5)℃，且变化不大于1℃/h。

1.3测量主要设备：天平最大称量220g，分度值0.1mg；水银温度计测量范围（0~50）℃，分度值0.1℃。

1.4测量对象：100mL单标线容量瓶。

1.5测量方法：采用衡量法进行测量，用电子天平称出100mL单标线容量瓶内蒸馏水的质量，乘以测量温度下的修正系数，即得到20℃时的实际容量值。

1.
数学模型和灵敏系数：
2.1数学模型：
玻璃量器在标准温度20℃时的实际容量按下式计算：
其中
式中：—标准温度20℃时的被测玻璃量器的实际容量，mL；
—砝码密度，取8.00g/cm3；
—测定时实验室内的空气密度，取0.0012 g/cm3；
—蒸馏水t℃时的密度，g/cm3；
—被检玻璃量器的体胀系数，℃-1；
t—测量时蒸馏水的温度，℃；
—被测玻璃量器内所能容纳水的表观质量，g。

K（t）—测量时介质纯水温度℃对应的K（t），cm3/g。

2.2灵敏系数
数学模型：
灵敏系数：
1.
输入量m的标准不确定度u(m)的评定：
(m)
3.1由测量重复性引入的标准不确定度分量u
1
被测100m容量瓶内纯水质量值测量重复性可以通过连续测量10次，得到测
量列：99.5260mg、99.5202mg、99.5258mg、99.5180mg、99.5185mg、99.5168mg、99.5226mg、99.5170mg、99.5248mg、 99.5243mg。

g，则S= = 0.022mg
得
99.5214
则u
(m)= = 0.0069 mg=0.0000069g
1
(m)
3.2由电子天平示值误差引入的标准不确定度分量u
2
在测量100mL容量瓶时使用的电子天平分度值为0.1mg,依据规程,天平的最
(m)= mg= 0.58 大允许误差为±1.0mg,属于均匀分布，包含因子k=则u
2
mg=0.00058g。

(m)
3.3测量人员定容时视线引入的不确定度分量u
3
测量者调定液面时，刻线宽度与视线和弯液面相切的水平面会产生偏离，造成读数误差h，通常认为h最大为0.3mm，本次测量的100mL单标线容量瓶的标线处瓶颈为11 mm。

由此引起的体积差为：
= 0.0285mL
即，质量为0.00285 g，取半宽，按均匀分布，包含因子k=
则：
3.4输入量m的标准不确定度u(m)：
=0.00822g
4输入量K（t）的标准不确定度的评定：
由两个标准不确定度分量组成，即温度变化引起的标准不确定度和空气密度引起的标准不确定度。

4.1温度变化引起的标准不确定度，引起温度变化主要有两个因素：
1.
在测量中，温度计本身会存在±0.1℃的变差。

2.
由于实验室温度不均匀，会造成被测水温变化，会引起±0.1℃的变化。

考虑到两个因素相互独立，合并变化为±0.14℃，其半宽度为0.14℃，服从均匀分布，取包含因子k=，又根据公式
当温度相差0.14℃时，对值会带进0.000024cm3/g的变化，则其标准不确定度 = =0.000014cm3/g
4.2由空气密度引起的标准不确定度，计算时空气密度采用
0.0012g/cm3,而在恒温室中测得的空气密度通常为（0.00117~0.00123）g/cm3,由空气密度变化对K（t）值的影响，根据公式
得出K（t）值，其差值为0.000026cm3/g，属于均匀分布，k=，故：
=
输入量K（t）的标准不确定度
4.3
5合成标准不确定度的评定
数学模型
5.1标准不确定度汇总表：
0.00822g
K
（t）
0.00825
mL
测量时的水温为24.2. ℃，查K（t）表得K（t）= 1.00376mL /g，
m=0.995214g
6.合成标准不确定度:
0.0082mL
7.扩展标准不确定度
取k=2，U=ku
c （V
20
）U =0.016mL
1.
测量结果的报告
100mL容量瓶校准结果为99.90mL，扩展标准不确定度U=0.02mL，k=2
参考文献：[1]计量技术规范JJF1059.1-2012，《测量不确定度的评定与表示》[s]，国家质量监督检验检疫总局，2012。

[2]中国实验室国家认可委员会编，《化学分析中不确定度的评估指南》[s]，北京，中国计量出版社，2002.。