卡爾·費(fèi)休容量法水分測(cè)定儀測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定

李丹 徐彤 馬欣 楊向輝 劉雙 陸青

長(zhǎng)春市計(jì)量檢定測(cè)試技術(shù)研究 吉林長(zhǎng)春 130012

1 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及輔助設(shè)備

質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.998×10-2其相對(duì)擴(kuò)展不確定度為0.013×10-2（k=2）的液體水分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；電子天平：實(shí)際分度值為0.1mg 的I 級(jí)電子天平。

2 不確定度評(píng)定

2.1 水分測(cè)量結(jié)果不確定度的評(píng)定

（1）數(shù)學(xué)模型：

式中：x-樣品水分含量，%；

T-滴定劑的滴定度，mg/mL；

V-滴定劑的體積，mL；

m-樣品質(zhì)量，g。

（2）重復(fù)性的不確定度ur（）的評(píng)定。測(cè)定儀器的重復(fù)性，可以通過連續(xù)測(cè)量得到測(cè)量列，采用A類方法進(jìn)行評(píng)定。

選擇水分含量在0.1%-5.0%的水分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，用微量進(jìn)樣器抽取一定體積的水分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（控制進(jìn)樣含水量約為1mg）用干燥的吸水紙擦拭針尖后，放置在天平上，等天平示值穩(wěn)定后清零。開始樣品測(cè)定，將樣品注入滴定池，滴定自動(dòng)進(jìn)行[1]。控制樣品含水量約為1mg，儀器自動(dòng)滴定后顯示水分含量，連續(xù)測(cè)量10 次得到測(cè)量列為（mg）：0.987、0.978、1.014、1.026、1.021、0.981、0.994、1.023、0.988、1.029。

（3）輸入量T 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur（T）的評(píng)定。我們?cè)谟?jì)量檢定之前，已經(jīng)用純水或水分含量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)校準(zhǔn)過儀器，即標(biāo)定了滴定度。滴定度的A 類不確定度，即與滴定度測(cè)量結(jié)果的統(tǒng)計(jì)結(jié)果相關(guān)的不確定度，已充分體現(xiàn)在水分含量的測(cè)量結(jié)果的A 類不確定度當(dāng)中，可以忽略不計(jì)。即認(rèn)為ur（T）等于零[2]。

（4）滴定體積引入的不確定度ur（V）。滴定管體積分辨率引入的不確定度，被檢儀器說明書指出其體積分辨率為0.0005mL，則分辨率引入的不確定度為：

滴定體積的系統(tǒng)誤差。由于在滴定度測(cè)定和水分測(cè)量時(shí)都用同一個(gè)滴定管測(cè)定體積，體積的系統(tǒng)誤差具有相關(guān)性，可以被抵消，體積的系統(tǒng)誤差引入的不確定度可以忽略。因此，滴定管體積分辨率作為滴定的不確定度的主要來(lái)源。當(dāng)樣品含水量分別為1mg 時(shí)，使用滴定度為5mg/mL 的滴定劑，滴定體積約為0.2。因此，滴定體積的相對(duì)不確定度分別為0.075%[3]。

（5）質(zhì)量引入的不確定度ur（m）。電子天平分度值為0.1mg，最大允許誤差為±0.5mg，按均勻分布，k=，則天平引入的不確定度為：

當(dāng)樣品含水量分別為1mg 時(shí)，樣品質(zhì)量為0.1g。因此，質(zhì)量的相對(duì)不確定度分別為：

ur（m）=0.29mg/0.1g×100%=0.29% （7）

2.2 水分測(cè)量結(jié)果示值誤差的不確定度評(píng)定

（1）數(shù)學(xué)模型：

式中：x -水分含量測(cè)量結(jié)果的平均值，%；r-水分含量的示值相對(duì)誤差，%；x0-水分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)水分含量的認(rèn)定值，%。不確定度u（r）已體現(xiàn)在x 的測(cè)量結(jié)果重復(fù)性里，即包含在u（x）里，此處不計(jì)。

3 水分示值相對(duì)誤差的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

水分含量的平均值是0.993mg，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的水分認(rèn)定值為0.998，擴(kuò)展不確定度為0.013×10-2，當(dāng)樣品含水量為1mg 時(shí)：

取包含因子k=2，則卡爾費(fèi)休容量法水分測(cè)定儀測(cè)量結(jié)果的相對(duì)擴(kuò)展不確定度為：